【正文】 露點(diǎn)以下的第二個(gè)嚴(yán)重腐蝕區(qū) 。 奧氏體鋼在含氯離子的介質(zhì)和高溫的腐蝕環(huán)境由于拉 （ 壓 ） 應(yīng)力作用亦會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋 。 四 . 疲勞 疲勞是周期性形變或交變應(yīng)力作用引起的損傷故障 (一 )類(lèi)型 1. 振動(dòng)疲勞 ：因煙氣沖刷 、 卡門(mén)渦流引起管排振動(dòng) 、 爐膛振動(dòng)造成的疲勞損傷 。 3. 腐蝕疲勞 ： 在充滿(mǎn) S、 Na、 K、 Cl等致腐介質(zhì)中引 起的疲勞損傷 。 (1)管束振動(dòng) 煙氣流過(guò)管束時(shí)，會(huì)形成卡門(mén)渦流，使管束產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)卡門(mén)渦流的頻率與管束的固有頻率接近，會(huì)出現(xiàn)共振發(fā)出強(qiáng)烈噪音，產(chǎn)生疲勞損傷。某電廠(chǎng) 300MW機(jī)組鍋爐由于后水冷壁延伸懸吊光管管布置有缺陷造成其固有頻率與煙氣渦流激振頻率相接近發(fā)生共振而爆管損壞。 當(dāng)燃燒壓力波動(dòng)的頻率與爐墻鋼架或爐膛內(nèi)某區(qū)域的管排的固有頻率相接近時(shí) ， 會(huì)發(fā)出爐鳴或發(fā)生共振 。 燃燒器旋轉(zhuǎn)氣流激起的切向波頻率與爐膛內(nèi)橫向煙氣的自振頻率相接近時(shí) ， 會(huì)激起共振 。 2. 熱疲勞 是爐管遭受鍋爐啟停 ， 間斷性蒸汽停滯或急冷引起水側(cè)金屬周期性冷卻 、 汽膜反復(fù)出現(xiàn)消失等引起交變熱應(yīng)力作用而產(chǎn)生的疲勞損傷 。 鍋爐運(yùn)行時(shí) ， 水冷壁管向火側(cè)壁溫高 ， 向火側(cè)與背火側(cè)管壁溫差大且不能自由膨脹 ， 在向火側(cè)管壁產(chǎn)生很大的軸向壓應(yīng)力 ， 出現(xiàn)較大的塑性變形 。 ? 由于鍋爐設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、制造及安裝上的不合理，國(guó)產(chǎn) 300MW機(jī)組 UP爐的水冷壁管發(fā)生疲勞拉裂最為突出。在啟、停過(guò)程中或調(diào)峰時(shí)，又因升、降負(fù)荷速率過(guò)快，受熱面間的膨脹更是不暢，引起更多的拉裂或留下隱患，形成了惡性循環(huán)。由于過(guò)熱器和水冷壁的介質(zhì)溫度不同，兩者材質(zhì)的膨脹系數(shù)和膨脹量存在差異，使水冷壁和側(cè)包覆過(guò)熱器之間的鰭片產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，容易在鰭片焊縫處產(chǎn)生拉裂；聯(lián)箱短管角焊縫因受熱面管屏膨脹不暢，且短管與聯(lián)箱的連接形式較薄弱，容易造成角焊縫開(kāi)裂。 某電廠(chǎng) 1025t/h直流鍋爐試驗(yàn)研究表明 ， 由于介質(zhì)中含 Cl、 SO4 NO NO2等離子 ， 啟停過(guò)程中局部軸向拉壓應(yīng)力較高 ， 使前屏過(guò)熱器夾持管產(chǎn)生晶間應(yīng)力腐蝕裂紋而爆漏 。 五 、 質(zhì)量缺陷 (一 ) 類(lèi)型 1. 焊接缺陷 鍋爐四管爆漏事故中焊接缺陷原因所占比重很大 。 1989~1991年間全國(guó)大機(jī)組中因焊接缺陷造成鍋爐四管爆漏事故為 25%左右。 華東地區(qū)的爆管統(tǒng)計(jì)、焊接質(zhì)量原因占 18~28%。 (二 ) 質(zhì)量缺陷的特征與原因 1. 焊接缺陷 (1) 裂縫：焊接接頭區(qū)域出現(xiàn)的金屬局部破裂現(xiàn)象 。 (3) 夾渣：焊縫中夾有焊渣或雜質(zhì) ， 降低了接頭的各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo) ， 并引起應(yīng)力集中 。 (5) 未熔合：一種假焊 ， 填充金屬 （ 焊條 ） 與母材間沒(méi)有熔合一起 ， 受外力后容易開(kāi)裂 。 (7) 焊瘤：焊縫邊緣和母材熔合的堆積金屬 ， 焊瘤通常夾渣和未焊透 。 (9) 其他：焊接方法不對(duì) ， 破口形式不對(duì) ， 焊條型號(hào)不對(duì) ， 焊前未預(yù)熱 ， 焊后未熱處理等 。 由于運(yùn)行工況不穩(wěn)定或調(diào)節(jié)不當(dāng) ， 鋼材有可能超過(guò)許用溫度產(chǎn)生高溫蠕變而爆管 。 ? 中 溫過(guò)熱器 、 高溫再熱器用于管排定距的水冷卻隔離管 ， 布置在兩側(cè)墻間的煙氣走廊中 ， 由于選用了不耐磨的 15CD205鋼 ， 發(fā)生多次磨損爆管事故 。 ? 材質(zhì)問(wèn)題：一方面是母材本身的缺陷 ， 如在冶煉 、 軋制 、 鍋爐制造 、 運(yùn)輸和安裝 、 檢修過(guò)程中 ， 造成機(jī)械損傷 ， 有重皮 、 折疊 、 裂紋 、 壁厚不均和表面機(jī)械損傷等 ， 甚至鋼材的機(jī)械性能和化學(xué)成份達(dá)不到部頒或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 。 六 、 異種鋼焊接及機(jī)械損傷 (一 )異種鋼焊接 兩種熱脹系數(shù)相差很大的鋼材焊在一起 （ 如奧氏體鋼和珠光體鋼 ） ， 溫度升高后 ， 膨脹系數(shù)大的奧氏體鋼一端對(duì)膨脹系數(shù)小的珠光體鋼一端產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力；奧氏體鋼與鐵素體異種鋼管焊接接頭由于蠕變強(qiáng)度和熱脹系數(shù)不匹配以及焊接界面附近的碳遷移 ， 可能造成焊接界面斷裂失效 。 側(cè)包覆與側(cè)水冷壁間的鰭片較寬且滿(mǎn)焊 ， 兩者工質(zhì)溫度不一致 ， 膨脹量相差大 ， 形成較大的溫差應(yīng)力而拉裂；頂棚過(guò)熱器運(yùn)行中熱脹不暢 ， 產(chǎn)生較大熱應(yīng)力 ， 導(dǎo)致?tīng)t頂管塌陷 、 密封燒穿 ， 引起嚴(yán)重漏灰 、 漏煙 ， 且管子鰭片拉裂造成爐頂管爆漏 。 膨脹受阻，導(dǎo)致屏間、管間的鰭片拉裂管子。 四管爆漏故障診斷識(shí)別 一 、 超溫過(guò)熱 (一 ) 短期超溫 1. 位置 ：一般在過(guò)熱器和再熱器的向火側(cè) 2. 斷口形狀 (1) 一般爆口較大呈喇叭狀 ， 管壁嚴(yán)重減薄邊緣鋒利 。 (3) 斷口處為羽毛狀?yuàn)W氏體組織或?yàn)殍F素體加塊狀珠光體 ， 珠光體有一定程度的球化 。 2. 斷口形狀 (1) 一般爆口較小呈喇叭狀或鼓包狀 ， 斷口邊緣是鈍邊 。 (3) 爆口周?chē)休^厚的氧化皮 ， 有密集的縱向裂紋或空洞 。 向火面發(fā)生珠光體球化 ， 甚至石墨化 。 二 、 磨損 (一 )位置 1. 主要發(fā)生在高溫段省煤器 ， 在過(guò)熱器 ， 再熱器煙氣進(jìn)口處時(shí)有發(fā)生 。 3. 低溫過(guò)熱器和高溫再熱器磨損多發(fā)生在靠?jī)蓚?cè)墻的煙氣走廊和后豎井進(jìn)口前 、 后墻的煙氣走廊 。 5. 吹灰器附近的管束 、 吹灰器噴口下方的省煤器管 ， 燃燒器及三次風(fēng)咀附近的水冷壁管 。 2. 磨損表面平滑呈灰色或管面金屬自行脫落形成麻址班點(diǎn) ， 磨出小坑 。 4. 金相組織無(wú)明顯變形 、 爆口邊緣的鐵素體晶粒無(wú)拉長(zhǎng)現(xiàn)象 。 2. 斷口形狀 (1) 主要特征 是潰瘍腐蝕 。 (2) 爆口金相分析為正常的鐵素體加珠光體組織 ， 晶粒沿爆口方向拉長(zhǎng) ， 為韌性斷裂 。 (1) 爐水流動(dòng)受干擾的位置 ， 主要有焊接接口 ， 向火側(cè)有很多水垢處 ， 爐管方向驟變及管內(nèi)徑改變處等 。 (3) 容易出現(xiàn)膜態(tài)沸騰的部位 ， 如水平管及斜管處 。 (2) 管內(nèi)壁腐蝕坑凹凸不平 ， 坑上覆蓋有疊片狀腐蝕物或爆口周?chē)梢?jiàn)層狀腐蝕產(chǎn)物 。 (4) 金相組織無(wú)脫碳現(xiàn)象 、 金相組織為鐵素體加珠光體 。 (2) 爆管位置均處于燃燒器附近 。 (4) 在酸性 （ pH值為 4~5） 至弱堿性 （ pH值為 7~9） 的寬泛范 圍內(nèi)均能發(fā)生氫損傷 。 (2) 爆口斷面平齊 、 粗鈍 ， 呈掀開(kāi)狀為脆性斷裂特征 。 (4) 金相組織為鐵素體加珠光體 ， 無(wú)明顯球化 。 向火面內(nèi)壁有明顯的脫碳現(xiàn)象珠光體消失 ， 但無(wú)石墨化現(xiàn)象 ， 晶間裂紋嚴(yán)重 。 (2) 爆口附近有一大片腐蝕區(qū) 、 腐蝕區(qū)凹凸不平 ， 無(wú)明顯棱角存在 ， 斷口附近管壁減薄 ， 呈拉裂狀為韌性斷裂 。 第一層為積灰；第二層為疏松積灰和氧化鐵的混合物；第三層為爐灰和Fe2O3的褐色脆性燒結(jié)物；第四層為 Fe3O4呈深灰蘭色類(lèi)似搪瓷狀 。 (五 ) 低溫腐蝕 1 位置： 多發(fā)生在低溫省煤器和空氣預(yù)熱器管壁上 ， 省煤器的煙溫比較低 ， 若尾部有漏風(fēng)現(xiàn)象 ， 局部煙溫更會(huì)降低 、 腐蝕更嚴(yán)重 。 金相組織無(wú)明顯變化 ， 斷口處晶粒拉長(zhǎng) ， 為韌性斷裂 。 (六 ) 應(yīng)力腐蝕 1. 位置 (1) 主要發(fā)生在低壓汽包鍋爐的鉚釘 、 鉚釘孔 、 管子帳口和汽包孔座處 。 2. 斷口形狀 (1) 管內(nèi)壁有一層氧化皮 ， 有腐蝕斑點(diǎn) ， 在裂紋處有明顯的凹坑及溝槽 ， 裂紋內(nèi)有灰色腐蝕產(chǎn)物 ， 腐蝕產(chǎn)物中氯含量較高 。 四 、 疲勞 (一 ) 振動(dòng)疲勞 １ . 位置 (1) 尾部對(duì)流受熱面 （ 省煤器及管式空氣預(yù)熱器 ） 及尾部煙道 。 (4) 臥式過(guò)熱器的管道 。 ２ . 斷口形狀 (1) 斷口處管徑正常 、 金屬壁厚無(wú)減薄現(xiàn)象 。 (3) 連接焊縫或部件拉裂 ? 后包墻管和側(cè)包墻管焊縫拉開(kāi) ? 水冷壁密封片 、 穿墻 、 連桿焊點(diǎn)撕裂 、 泄漏 ? 爐墻及剛性梁的支桿 、 拉桿變形 ? 水冷壁鰭片焊縫撕裂或拉裂水冷壁管 ? 空氣預(yù)熱器管箱熱風(fēng)管拉裂 (二 ) 熱疲勞 1. 位置 (1) 煙氣側(cè)熱疲勞發(fā)生在水冷壁和過(guò)熱器管 (2) 水汽側(cè)熱疲勞發(fā)生在水冷壁的汽水分層處 、 省煤器進(jìn)口聯(lián)箱 、 省煤器管和停爐時(shí)鍋爐管下部分積水處 。 (4) 應(yīng)力集中區(qū)域 ， 如彎頭 、 焊口和表面缺陷處 。 (3) 向火面管壁超溫 ， 裂紋處珠光體球化程度向火側(cè)比背火面嚴(yán)重 。 (5) 裂紋中充滿(mǎn)腐蝕介質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物 ， 呈楔型 ， 在裂源處有熔鹽和煤灰沉積 ， 具有硫蝕特征 。 ２ . 斷口形狀 ： (1) 管徑無(wú)明顯脹粗 、 減薄現(xiàn)象 ， 沒(méi)有塑性變形 ， 呈脆性斷裂 。 (3) 內(nèi)外壁的表面有許多微裂紋 ， 裂紋擴(kuò)展和分布方向都與徑向或 45?角 ， 裂紋內(nèi)有腐蝕介質(zhì) （ Fe3O4） ， 裂紋附近呈現(xiàn)大范圍的脫碳現(xiàn)象 ， 金相組織為鐵素體 +珠光體 （ 細(xì)顆粒狀 ） + 碳化物顆粒 。 4．“四管”爆漏的監(jiān)測(cè)及預(yù)防 加強(qiáng)防爆漏的管理工作 （ 1）各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)重視防爆漏工作，明確防爆漏工作和各崗位責(zé)任制，加強(qiáng)有關(guān)的技術(shù)監(jiān)督和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，使防爆漏工作落到實(shí)處。 （ 2）對(duì)所發(fā)生的爆漏，組織分析原因，研討防治技術(shù)措施。 （ 3）防爆漏是一項(xiàng)綜合性工作，須有整體觀(guān)念。因此，各相關(guān)專(zhuān)業(yè)要鼎力相助，協(xié)調(diào)關(guān)系，加強(qiáng)配合。組織有關(guān)專(zhuān)業(yè)人員赴防爆漏工作較好電廠(chǎng)進(jìn)行參觀(guān)學(xué)習(xí)，借鑒他們的防爆漏措施，做好本單位的防爆漏工作。 加強(qiáng)設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造監(jiān)管 設(shè)計(jì)方面 完善設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)加大安全裕度是防止“四管”爆漏最根本的措施。 制造方面 制造方面主要是加強(qiáng)新建鍋爐的檢驗(yàn)，包括制造廠(chǎng)家的質(zhì)量檢驗(yàn)及鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中心的制造安裝質(zhì)量監(jiān)檢。為此，強(qiáng)化鍋爐制造安裝質(zhì)量監(jiān)檢，查找、發(fā)現(xiàn)鍋爐存在的問(wèn)題，將鍋爐 “ 四管 ” 爆漏隱患消滅在萌芽狀態(tài)。結(jié)合鍋爐壓力容器的定期檢驗(yàn)進(jìn)行鍋爐“四管”的防爆的檢查。檢查內(nèi)容和部位有： （ 1）水冷壁管 主要檢查其磨損、拉裂、高溫腐蝕和機(jī)械磨損。除仔細(xì)檢查其外觀(guān)狀況外，還要視情況測(cè)量水冷壁管壁厚。靠墻、彎頭及節(jié)距不均處，易形成煙氣走廊，管卡和防磨罩易變形松動(dòng)，有異物處及出列管，都是磨損最劇烈之處，須重點(diǎn)檢查。為了掌握管內(nèi)結(jié)垢情況，應(yīng)在大修時(shí)割 1~2根省煤器管，檢查管內(nèi)結(jié)垢情況。對(duì)熱負(fù)荷最高的管段和屏過(guò)下部，應(yīng)重點(diǎn)檢查蠕脹。頂棚過(guò)熱器應(yīng)重點(diǎn)檢查向煙道內(nèi)側(cè)突出的管子，包覆過(guò)熱器應(yīng)重點(diǎn)檢查其它受熱面與其靠近處，因?yàn)檫@些地方易出現(xiàn)磨損。 檢修的管理 （ 1）認(rèn)真落實(shí)檢修責(zé)任制和驗(yàn)收責(zé)任制，加強(qiáng)檢修中的焊接質(zhì)量管理，健全焊接質(zhì)量保證體系，搞好檢修施工中焊接質(zhì)量的過(guò)程控制，對(duì)目前大容量鍋爐中越來(lái)越多的異種鋼焊口尤為重要。對(duì)易磨損部位采取噴涂耐磨材料、加防護(hù)裝置或其它措施等。 （ 3）保證鍋爐檢修質(zhì)量。 （ 4）鍋爐“四管”判廢界限 對(duì)已磨損、過(guò)熱、損傷的管子，應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度裁定其是否判廢，對(duì)已判廢的受熱面管應(yīng)立即更換。 凡具備上述條件之一者，即為判廢。汽包水位在允許范圍內(nèi)波動(dòng)，不滿(mǎn)水。加強(qiáng)鍋爐的燃燒調(diào)整，防止氣流刷墻、貼壁、火焰偏斜，減少煙溫偏差和受熱面熱偏差；調(diào)整制粉系統(tǒng)，控制煤粉細(xì)度；嚴(yán)格控制鍋爐運(yùn)行參數(shù)，加強(qiáng)管壁溫度監(jiān)視，監(jiān)視汽包爐的水位防止缺水，引起受熱面瞬間超溫；防止?fàn)t膛結(jié)焦，如發(fā)現(xiàn)大焦應(yīng)及時(shí)處理，以防大焦落下砸壞冷灰斗；運(yùn)行人員加強(qiáng)巡檢。 （ 3）加強(qiáng)化學(xué)監(jiān)督工作，確保鍋爐給水、鍋水水質(zhì)遵循鍋爐給水、鍋水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，保證給水、鍋水水質(zhì)合格。 鍋爐爐管泄漏的檢測(cè)技術(shù) 目前，國(guó)內(nèi)外檢測(cè)鍋爐爐管泄漏技術(shù)的原理基本相同，即通過(guò)聲頻傳感器捕捉鍋爐“四管”泄漏產(chǎn)生的一定強(qiáng)度和頻率范圍的噪聲，區(qū)分泄漏聲源和背景聲源后即可檢測(cè)鍋爐管的泄漏狀態(tài)。 國(guó)內(nèi)應(yīng)用爐管泄漏檢測(cè)系統(tǒng)是在 90年代初，多是國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前投運(yùn)的檢測(cè)系統(tǒng)僅有幾十套，而且其中部分是國(guó)外產(chǎn)品。主要原因如下： a. 傳感器質(zhì)量。 b. 檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性。 c. 波導(dǎo)管堵灰。