PAGE66號爐后墻未燃帶水冷壁爆管原因分析國電新疆紅雁池發(fā)電有限公司幸福摘要：6號爐水冷壁頻繁出現(xiàn)爆管，嚴重威脅機組安全運行，增加工作人員的勞動強度；為了解決以上問題進行分析、查找、解決問題，提高機組安全、經(jīng)濟可靠性運行。關(guān)鍵詞：液態(tài)排渣爐爆管分析原因查找解決提高安全、經(jīng)濟、可靠性我廠6號爐為WGZ-220/100-10型，液態(tài)排渣爐。1982年11月投產(chǎn)，由于爐底頻繁泄漏，2005年9月對前后墻未燃帶以下及爐底管排全部更換。在2010年3月至8月15日不到半年的時間里更換管段就發(fā)生了6次泄漏，雖然爆管沒有發(fā)生在同一根管子上，但都發(fā)生在2005年更換過的前、后墻的不同循環(huán)回路中，為此對幾次爆管進行全面檢查并進行綜合分析。泄漏管排檢查情況2010年3月10日6號爐水冷壁爆管管排為14米層后墻水冷壁從甲向乙數(shù)第24排，距離2005年9月爐底更換焊口以下約300mm,爆口形狀橢圓形，具體尺寸（長*寬）80*60mm（附圖二所示）；同時對相鄰管道進行厚度和硬度檢測。泄漏部位（爐內(nèi)）管壁厚度減薄嚴重（用游標卡尺測量）為1.50、1.56、2.00、2.10、2.26、4.60mm,爐內(nèi)其它管壁（厚度儀檢測）厚度為4.8-5.4mm之間；汽水最先沖刷到的管段（靠2號角第20-24根管）硬度值都偏高，為210-280HB；另一側(cè)（第25根以后管）在125-187HB之間。根據(jù)檢測結(jié)果分析決定對硬度值偏大的管（20-24根）進行割管檢測，發(fā)現(xiàn)21號管內(nèi)部腐蝕產(chǎn)物較多；先后対后墻水冷壁進行兩次全面檢查，其中共發(fā)現(xiàn)2.7-4.0mm以下的管共7根，表面變形及蠕脹超標的3根，對10根割管檢查發(fā)現(xiàn)內(nèi)部腐蝕較多5月25日至8月10日每次對6號爐進行割管檢測、現(xiàn)場厚度測量及內(nèi)壁腐蝕渦流探傷，發(fā)現(xiàn)部分管排不合格，并進行割管更換；根據(jù)爆管和泄漏管管排以及隨機抽管檢查結(jié)果得知前、后墻水冷壁存在腐蝕已不是個性。在爐內(nèi)腐蝕管排分布如圖一：查閱2005年9月6號爐大修技改資料，其更換原因是結(jié)垢超標，并且多次發(fā)生泄漏的情況下采取的更換方案。同時沒有對更換水冷壁進行內(nèi)壁保護處理。二、分析內(nèi)容：1、爆管材質(zhì)化學成分分析（委托電科院進行分析）:（1）未燃帶無腐蝕光管取樣成分分析結(jié)果C%Si%Mn%S%P%Fe%10.1980.2110.4370.0370.053其余20.1960.2060.4160.0370.046其余30.2160.2160.4230.0350.052其余平均值0.2030.2110.4250.0360.050其余GB5310-198520G0.17-0.240.17-0.370.35-0.65≤0.035≤0.035/（2）未燃帶存在腐蝕坑管樣光譜成分分析結(jié)果C%Si%Mn%S%P%Fe%10.2930.2990.5110.0290.060其余20.0300.3000.5080.0290.050其余30.2670.2970.5080.0270.050其余平均值0.2880.2990.5090.0290.053其余GB5310-198520G0.17-0.240.17-0.370.35-0.65≤0.035≤0.035/根據(jù)管材化學成分分析由上表可知：水冷壁管材成分符合標準要求。檢查出內(nèi)部有嚴重腐蝕管排數(shù)檢查出內(nèi)部有嚴重腐蝕管排數(shù)圖一泄漏管排分布圖2、爆管宏觀檢查（1）爆管型貌爆管位于折焰角下部斜坡處,爆口形狀似長方形，具體尺寸（長*寬）140mm*50mm；爆口邊緣成鈍邊，爆口另一側(cè)約向外翻起，內(nèi)部有（長*寬）150mm*35mm的面積不同程度的腐蝕；形貌如下圖：2.1、爆管全貌2.1、爆管全貌2.2、爆口開始泄漏部位厚度1.5mm圖二爆管外形圖（2）爆管內(nèi)表面管壁（向火側(cè)）內(nèi)有大小、深度無規(guī)律的腐蝕坑，開始變形泄漏部位其尺寸為20mm*35mm的橢圓形，內(nèi)表面沒有明顯的殘余的附作物，可能在爆管時由于汽水沖擊或振動而脫落；可見爆管最小厚度如下圖表：圖三爆管測量部位圖表一： 測點硬度厚度測點硬度厚度測點硬度厚度11265.191872.0171654.121304.9101772.7181454.331275.0111903.0191234.841224.7121894.0201304.951194.9131922.4211225.061305.0141862.7221195.171264.4151793.181754.2161883.53、爆管宏觀和微觀顯微組織圖（1）管的內(nèi)表面宏觀圖4.2、內(nèi)部裂紋44.2、內(nèi)部裂紋4.1、水冷壁爆管內(nèi)部腐蝕圖四爆管內(nèi)部詳圖未燃帶爆口開始泄漏部位垢被沖刷后的金屬被腐蝕的形狀未燃帶其余管內(nèi)部形成潰瘍腐蝕的垢層未燃帶爆口開始泄漏部位垢被沖刷后的金屬被腐蝕的形狀未燃帶其余管內(nèi)部形成潰瘍腐蝕的垢層圖五后墻爆管內(nèi)部詳圖圖六未燃帶爆管內(nèi)壁腐蝕全貌（2）爆口顯微組織圖及分析經(jīng)過對爆管斷面進行顯微組織分析發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁腐蝕產(chǎn)物下沿晶間已經(jīng)產(chǎn)生許多裂紋如下圖：9.2遠離內(nèi)壁組織正常9.1內(nèi)壁晶界裂紋8.1爆管微觀裂紋全貌400*9.2遠離內(nèi)壁組織正常9.1內(nèi)壁晶界裂紋8.1爆管微觀裂紋全貌400*圖八爆管斷面顯微組織（400*）圖九爆管斷面內(nèi)壁顯微組織（400*）查閱相關(guān)資料所得：積垢對促進金屬的腐蝕起著催化作用，一旦出現(xiàn)積垢，附著的雜質(zhì)促使金屬被腐蝕開始加劇。特別是在熱狀態(tài)下只要很短的時間就會引起嚴的管壁重腐蝕和損壞；同時根據(jù)相關(guān)資料還得知折焰角和未燃帶上、下均很容易形成氫腐蝕和垢下腐蝕。這種腐蝕是管內(nèi)表面因氧的侵蝕作用造成坑蝕，它是在一個小范圍內(nèi)的管壁上發(fā)生電池作用，從而導致爐管壁腐蝕。10.1爆管迎火外表面為正常組織11.1爆管背火外表面為正常組織根據(jù)圖九400*倍顯微鏡下可以看出：爆管內(nèi)壁有沿晶間裂紋，而遠離爆管內(nèi)壁的母材為嚴重球化現(xiàn)象。10.1爆管迎火外表面為正常組織11.1爆管背火外表面為正常組織圖十爆管迎火外表面顯微組織（400*）圖十一爆管背火外表面顯微組織（400*）根據(jù)圖十、十一400*倍顯微鏡下可以看出：爆管迎火外表面顯微組織為（鐵素體+珠光體組織）正常組織。根據(jù)材料的化學成分分析和顯微組織分析說明，該材質(zhì)的成分并無異常，所發(fā)生的爆管與材料無關(guān)。三、爆管原因分析從以上材料和爆管特征來分析所得：20G鋼在正常的工藝條件下，其正常的組織應當為珠光體+鐵素體。由于得到上述晶間裂紋組織，則必須是管壁受到大于本材料現(xiàn)在能承受的內(nèi)力作用，同時嚴重的長時間超溫導致氧化皮逐漸加厚，形成嚴重的垢下腐蝕，且面積日益擴大，腐蝕部位腐蝕產(chǎn)物增加導致介質(zhì)流動受限，水冷壁基體材料不斷減薄使管材無法承受管內(nèi)壓力，使管壁鼓脹變形而導致爆管。綜上所述，這是一起典型的垢下腐蝕導致水冷壁管壁損耗、減薄而爆管。四、處理方案根據(jù)爆管原因分析可以看出：此起爆管的原因是由于垢下腐蝕所致。由于垢下腐蝕存在的范圍很廣，可以斷定，6號爐水冷壁已存在大面積腐蝕。為了消除再次爆管帶來的安全事故，最終決定更換相關(guān)腐蝕嚴重部位管道。五、預防與建議在以后的機組檢修時，如果更換較大面積的管排，建議更換后一定要進行防腐處理（酸洗、堿洗）；同時在運行期間要加強爐水、凝結(jié)水