摘　要:某垃圾發(fā)電廠(chǎng)鍋爐水冷壁管在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生爆管事故,采用宏觀(guān)分析、化學(xué)成分分析、金相檢驗(yàn)、力學(xué)性能測(cè)試等方法對(duì)水冷壁管爆裂失效的原因進(jìn)行了分析.結(jié)果表明:高溫?zé)煔夂蜔煔庵兴挠泻ξ镔|(zhì)造成水冷壁管外壁的腐蝕減薄,導(dǎo)致水冷壁管抗內(nèi)壓強(qiáng)度嚴(yán)重降低而發(fā)生爆裂.

關(guān)鍵詞:水冷壁管;爆裂失效;腐蝕;抗內(nèi)壓強(qiáng)度

中圖分類(lèi)號(hào):TG１１５．２　　　文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B　　　文章編號(hào):１００１Ｇ４０１２(２０１８)０９Ｇ０６８９Ｇ０３

收稿日期:２０１７Ｇ０７Ｇ１２

作者簡(jiǎn)介:任凱(１９８８－),男,工程師,主要從事理化檢驗(yàn)和失

效分析工作,renkai３５７＠１２６．com

FailureAnalysisonBurstofWaterWallTubeinaPowerPlantRENKai

(GuangdongHuesentTestingTechnologyCo．,Ltd．,Huizhou５１６０００,China)

Abstract:Burstaccidentoccurredduringtheoperationofwaterwalltubeinapowerplant,thecausesofburstfailureofthewaterwalltubewereanalyzedbymeansofmacroanalysis,chemicalcompositionanalysis,metallographicexamination,mechanicalpropertytestandsoon．Theresultsshowthattheharmfulsubstancesinthehightemperaturefluegasandsmokecausecorrosionoftheouterwallofthewaterwalltube,andreducedthewaterwallthickness,whichresultedinaseriousreductionofantiinternalpressurestrengthofthewaterwalltubeandthebursthappened．

Keywords:waterwalltube;burstfailure;corrosion;antiinternalpressurestrength

某垃圾發(fā)電廠(chǎng)鍋爐于２０１５年７月２９日投入運(yùn)行,２０１６年７月２３日該鍋爐第一煙道水冷壁管發(fā)生爆管事故.爆裂水冷壁管材料為２０G 鋼,規(guī)格為?６４mm×６mm,工作溫度為４６０ ℃,爐內(nèi)壓力為６．４MPa,管內(nèi)冷卻水壓力約為７ MPa.鍋爐運(yùn)行記錄顯示,該部位自投運(yùn)首次發(fā)生爆裂事故,水冷壁管爆裂失效前鍋爐運(yùn)行正常.本次因水冷壁管發(fā)生爆裂失效導(dǎo)致機(jī)組停機(jī),為查找失效原因,筆者對(duì)爆裂失效的水冷壁管進(jìn)行了檢驗(yàn)和分析,以期杜絕此類(lèi)事故的再次發(fā)生.

１　理化檢驗(yàn)

１．１　宏觀(guān)分析

對(duì)爆裂失效的管道進(jìn)行宏觀(guān)觀(guān)察,可見(jiàn)管道的向火側(cè)外壁發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕,爆裂位置的形貌如圖１a)所示.爆裂位置位于爐膛內(nèi)靠近彎管約２０cm 處.爆裂處管體壁厚明顯減薄,最薄處約為０．６１mm,如圖１b)所示;外壁腐蝕嚴(yán)重有腐蝕產(chǎn)物形成,附近有一條長(zhǎng)約９mm的裂口,如圖１c)所示.在遠(yuǎn)離爆裂位置的背火側(cè),管道表面有明顯的腐蝕產(chǎn)物形成,內(nèi)、外壁均未見(jiàn)明顯裂紋.

１．２　化學(xué)成分分析

分別對(duì)新管、爆管附近和遠(yuǎn)離爆管處取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析,結(jié)果見(jiàn)表１,可見(jiàn)其化學(xué)成分均符合GB５３１０－２００８«高壓鍋爐用無(wú)縫鋼管»對(duì)２０G 鋼成分的要求.

１．３　金相檢驗(yàn)

在向火側(cè)爆裂位置附近沿軸向切取金相試樣進(jìn)行觀(guān)察,如圖２所示.可見(jiàn)其顯微組織為鐵素體＋珠光體,未見(jiàn)明顯晶界熔化及魏氏體組織,晶粒度為７．５~８．０級(jí),如圖２a)所示.管體內(nèi)壁發(fā)現(xiàn)約７９μm厚的脫碳層,如圖２b)所示;外壁腐蝕坑深度約

２１３μm,如圖２c)所示;內(nèi)壁腐蝕坑深度約１０５μm,如圖２d)所示.未發(fā)現(xiàn)珠光體球化及高溫蠕變特征,從而排除管道超溫運(yùn)行的情況.對(duì)其進(jìn)行非金屬夾雜物含量評(píng)定,結(jié)果為:球狀氧化物夾雜D 類(lèi)１．５級(jí),DS類(lèi)０．５級(jí).在遠(yuǎn)離爆裂位置的背火側(cè)取樣,觀(guān)察其顯微組織和脫碳層形貌,如圖３所示.可見(jiàn)背火側(cè)(內(nèi)壁)脫碳層厚度約為４０μm,其顯微組織和晶粒度均符合GB５３１０－２００８的要求.

１．４　力學(xué)性能測(cè)試

在靠近爆裂位置的向火側(cè)取縱向試樣進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試,并與新管的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果見(jiàn)表２,可見(jiàn)其均符合GB５３１０－２００８的要求。