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锅炉省煤器管穿孔原因分析

发布时间：2010/8/9 阅读次数：1163 字体大小: 【小】【中】【大】

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锅炉省煤器管穿孔原因分析

某单位一台YG-5.29/450-M5型锅炉于2003年底投入运行,在运行三年多时间内省煤器管发生多次爆管漏水事故.2006年将高温段省煤器全部更换,在恢复运行了一个月后第二层省煤器管又出现漏水现象.省煤器管为32mm×3.5mm.为防止类似事故重复发生,对第二层省煤器管穿孔原因进行了分析研究(为省锅炉压力容器检验所检验).

一、理化检验

1宏观检验：

穿孔管段位于第二层省煤器下部,其管外壁氧化皮呈片状剥落,在穿孔附近剥落更为严重,管内壁存在较多大小及深度不一的腐蚀凹坑,腐蚀凹坑的尺寸一般为3mm×1.0mm~5mm×1.5mm, 凹坑内有黑色腐蚀产物;除此之外,管内壁上还存在大小不等的鼓包,表面呈现砖红色,其内有黑色粉末状物,剥去鼓包可见到一溃疡坑,坑内堆着黑色腐蚀产物,在穿孔处及穿孔附近其管子壁厚都有减薄现象,最厚为2mm,减薄了1.5mm;在穿孔处壁厚仅为0.4mm,减薄了3.1mm;在外壁厚度也有减薄现象,表明该处壁厚减薄是由于外壁腐蚀而引起的,整段管子内壁几乎没有水垢,水垢最厚约为0.4mm.

2化学成分分析：

在穿孔管上取样进行化学成分分析,该穿孔管化学成分符合GB/T699-1998标准中20g钢的技术标准.

3金相检验：

在穿孔部位截取纵向及横向试样,经磨制、抛光，在光学显微镜下观察，该管子材料非金属夹杂物按GB/T10561-1989《钢中非金属测定方法》标准评定为A1和D1（总量为2级）；横截面试样经4%硝酸酒精溶液侵蚀后观察，管内壁有腐蚀凹坑，凹坑内充满灰黑色氧化物，显微组织为铁素体+呈片状的珠光体。

4扫描电镜及能谱分析：

用松下公司MX630扫描电镜及DX24X射线能谱色散谱分别对穿孔处内外壁不同区域进行观察。穿孔管内壁腐蚀处经能谱分析含较多的氧，电镜观察到的腐蚀产物为氧化物，表明管子内壁发生了氧腐蚀。在穿孔管外壁检测到较多的氧和硫表明管子外壁受到氧和硫的腐蚀。

二、结果分析

(1)化学成分分析结果表明，省煤器管材料符合GB/T699-1998中20g钢的规定要求。

（2）金相检验结果表明，穿孔管材料中夹杂物含量不高，其显微组织正常。

（3）穿孔管内壁水垢很薄，可判定该锅炉给水硬度合格。

（4）穿孔管内壁存在较多大小不等的红褐色鼓包，且其内有黑色粉状物，剥去鼓包则呈现一溃疡坑，这些是氧腐蚀的宏观特征。电镜也都观察到了氧化物腐蚀产物。能谱分析结果表明，腐蚀鼓包及腐蚀凹坑处均含较多的氧，这也说明穿孔管内壁发生了明显给水除氧处理不良。经调查，在运行过程中，因外供汽量大,除氧设备电调门线性不好,时有除氧不合格现象。

（5）在穿孔管外壁检测到较多的氧和硫，扫描电镜也观察到各种形态的腐蚀产物，表明了管子减薄处产生了氧化腐蚀和硫腐蚀,因省煤器曾数次发生爆管漏水现象，致使管内炉水大量喷射到下部炉管上，由于管子温度较高(给水150度)，遇到炉水后会发生强烈氧化腐蚀剥落。硫腐蚀的产生是由于烟气中含有一定量的SO₂和SO₃_，在正常状态下，气态的SO₂和SO₃在不很高的温度下对金属不产生腐蚀,但当SO₂和SO₃遇到水就会生成弱的亚硫酸和硫酸，它们对金属有腐蚀作用。由于上层省煤器泄漏水条件的存在，极易发生硫腐蚀。据调查,因外供汽大,时常出现没有备用炉的现象,当省煤器泄漏,还要坚持运行,泄漏量大时,水蒸气凝结成水，会与烟气中的SO₂和SO₃结合生成弱的亚硫酸和硫酸，并凝聚在省煤器管外表面，发生硫的腐蚀。

三、结论

该省煤器在外壁受到严重氧化蚀和硫腐蚀的同时，给水中的溶解氧对其内壁也产生腐蚀，导致其在短时间内穿孔漏水。外壁的氧化腐蚀为化学腐蚀，而内壁的腐蚀是溶解氧腐蚀，为电化学腐蚀，两者腐蚀机理不同。

四、预防措施

（1）运行中要切实控制好含氧量，以减轻省煤器管外壁的磨损。

（2）燃烧脱硫。使用添加剂（如石灰石、白云石等）以吸收或中和烟气中的SO₃，避免结露，从而减少烟气中的SO₃含量，达到控制。

（3）加强运行管理，切实做好除氧工作。

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