电站炉管爆破的金属试验分析.pptVIP

电站炉管爆破的金属试验分析方法 江苏省电力试验研究院有限公司金属室 薛一如 2005年7月22日 据统计，电站锅炉“四管”的爆漏事故占机组非计划停用时间的40％，占锅炉设备非计划停用时间的70％。是影响机组安全、经济运行的主要因素之一。根据江苏省电站锅炉压力容器检验中心对在2001-2004年发生的“四管”爆漏情况进行分析，发现许多发电厂的“四管”爆漏是由一些共性的原因引起，为正确判断爆管的机理，选用正确的金属试验方法是做好分析工作的基础。下面对如何做好锅炉“四管”爆管的金属试验与分析进行一些讨论。 一、炉管发生爆破后需解决的问题 发生爆管后我们需要解决三个问题： 1、确定爆管的机理； 2、找出爆管的原因； 3、制订防止爆管再次发生的措施。 金属试验分析对解决这三大问题起到重要的作用。 二、对爆管（或炉管）进行金属试验分析的目的： 1、确定炉管的损伤情况和造成损伤的机理； 2、提供对其它炉管的寿命进行监督的重点内容，为寿命评估和维修方案提供依据； 3、检测炉管是否存在寿命衰减的早期现象； 4、根据特征分析炉管退化的模式，以便采取相应的措施； 5、根据特征分析炉管局部的运行环境、温度、管壁减薄速率等情况，为改造和换管提供数据； 6、积累炉管监督数据库，帮助今后的炉管爆管分析，预测炉管的失效几率。 三、对爆管进行金属试验分析的主要步骤： 1、现场割管取样和标记工作； 2、了解炉管的运行状况和历次爆管的情况； 3、金属试验分析工作。 对炉管进行金属分析试验流程见下图: 现场割管取样工作程序包括： 1、对爆管和需割管的部位进行确认，要注意区分原始爆管和二次吹损管； 2、对爆管和割管进行记录，注明部位、标高、管屏和管排编号； 3、在爆管和割管上标明烟气方向、介质流动方向，然后拍照； 4、对爆管附近的炉管进行宏观检查； 5、割管取样； 6、对取样做好运输保管工作。 了解炉管的运行状况包括： 割管取样部位的管屏侧视图，炉管规格、材料牌号，工作压力，炉管的运行时间和启停次数，最近一次化学酸洗的时间，历次炉管爆破情况。 金属试验分析主要内容有： 1、来样登记编号； 2、来样宏观检查和拍照； 3、几何尺寸测量； 4、化学元素复验； 5、金相组织检查； 6、硬度试验； 7、常温和高温力学性能试验； 四、常用的金属试验方法： 1、化学成分分析 2、金相试验 3、常温、高温力学性能试验 4、硬度试验 5、物相成分分析 6、物相结构分析 7、TEM试验 8、SEM试验 9、蠕变与持久强度试验 五、炉管失效的分类： 造成炉管失效按机制可分为六大类22种： 1、应力破断（短时过热，高温蠕变，异种钢焊缝） 2、水侧腐蚀（苛性腐蚀，氢损伤，点蚀） 3、火侧腐蚀（低温区域腐蚀，水冷壁腐蚀，煤灰腐蚀，油灰腐蚀） 4、冲蚀磨损（飞灰，落渣，吹灰器，煤颗粒） 5、疲劳（振动，热应力，腐蚀） 6、缺乏质量控制（维护清理造成的损伤，化学控制不良造成的损伤，材料缺陷，焊缝缺陷） 另一种炉管失效分类（五类28种）： 1、水汽侧腐蚀（苛性腐蚀、氢损伤、磷酸腐蚀、点蚀、酸洗腐蚀、内壁沉集物/腐蚀产物堆积） 2、烟气侧腐蚀（烟气侧氧化、过热器、再热器的烟气侧腐蚀、飞灰磨损、吹灰器磨损、煤颗粒磨损、蒸汽二次吹损、水冷壁烟气侧腐蚀、低温烟气区域腐蚀、落渣损伤、管子碰擦） 3、应力破断（短期过热、长期过热、石墨化） 4、开裂（水冷壁腐蚀疲劳、烟气侧腐蚀疲劳、热机械疲劳、振动疲劳、异种钢焊缝应力开裂、应力腐蚀裂纹） 5、质量控制不当（维护清洗造成损伤、材料缺陷、焊接缺陷） 六、腐蚀原理介绍 从炉管失效分类可以看出，许多爆管都与腐蚀有关，因此，要正确对爆破炉管进行金属试验分析，有必要了解一些与炉管爆破有关的腐蚀知识。 1、金属腐蚀简介 当金属和周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。金属腐蚀的现象十分普遍，如钢铁制件在潮湿的空气中很容易生锈，钢铁在加热炉中加热时会生成一层氧化皮等。腐蚀对零件的损坏表现为：失重，破坏表面完好状态和产生裂纹。根据金属腐蚀过程的不同特点，可以把腐蚀分为两大类：化学腐蚀和电化学腐蚀。 化学腐蚀 单纯由化学作用而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。例如，金属和干燥气体（如O2、H2S、SO2、Cl2等）接触时，在金属表面上生成相应的化合物（如氧化物、硫化物、氯化物等）。温度对化学腐蚀的影响很大。钢材在常温和干燥的空气里并不腐蚀，但在高温下就容易被氧化，生成一层氧化皮（由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成），同时还会发生脱碳现象。化学腐蚀在金属与界面之间发生如下反应： Me（金属）＋X（介质）→MeX（腐蚀产物） 腐蚀特点：腐蚀反应产物直接在参与反应的金属表面