锅炉火管腐蚀失效分析.PDF

记录号：JS-AL-特种设备（锅炉）-079 锅炉火管腐蚀失效分析 中 摘要：某酒店一台由德国 VKK 公司 2003 年制造的生活用蒸汽锅炉在使用 3 年 10 个月后出 现了火管腐蚀穿孔事故。在听取委托方的情况介绍，经过对失效火管使用现场的实地勘察， 了解了该锅炉的运行方式和操作工序，采集了4 份不同部位的锅炉流程水样及失效火管；检 国 测方对锅炉水样进行了化学分析，对失效火管穿孔处进行了 SEM 和 EDS 分析，对腐蚀产物 进行了 XRD 分析和 EDS 检测，对火管基材及穿孔处进行了金相分析，依据检测结果、锅炉 应 的使用工况条件及相关资料，对该火管的失效原因进行了综合分析。结论认为该锅炉的使用 和维护存在一定的问题，不当的工况条件导致该锅炉火管的过早失效：1. 该火管的腐蚀穿 孔现象主要由氧腐蚀引起；2. 炉水中高浓度的氯离子引起火管表面钝化层的失效，加快了 急 氧腐蚀的速度，导致火管在较短时间被腐蚀穿孔。建议：1. 消除氧的来源，充分除氧。2. 改 进锅炉运行制度，采用单台锅炉长时间运转以减轻氧腐蚀。3.对停止运行的锅炉采取适当的 分 保养措施，减缓停炉腐蚀。4. 建立动态监控机制，对炉水指标进行控制。5. 对有关人员进 行锅炉保养知识培训，加强锅炉系统的水质监测力度。 关键词：低碳钢；锅炉；锅炉火管；电化学腐蚀 析 材料种类/牌号：低碳钢/ St37.81（德国） 概述 通过现场勘查了解，事故锅炉为德国 YKK 公司制造的卧式锅壳蒸汽锅炉，通过热交换器 网 或蒸汽的形式，向该假酒店供热。该炉型号为 HD01-3-2，编号 21357，制造于 2003 年，按 照德国牌号，火管材料为 st37.81 钢。该锅炉的蒸汽供应能力为 3.2 吨/小时，炉内容积 5.9m3；额定压力 10bar，出口蒸汽压力 7.6bar；炉水温度 185℃；每天运行 19～20 小时； 该型号的锅炉在委托方同时安装了 2 台，运行方式为 2 台锅炉交替使用，其中一台锅炉运行， 每工作 15 天停炉，之后运行另外一台，即每台锅炉运行 15 天，停炉 15 天；停炉时，锅炉 内保留三分之二容积的炉水，维持大气压。每经过 1 年左右，请专业公司清洗保养一次锅炉。 委托方的 2 台锅炉均在 2004 年安装运行，每台锅炉有 127 根火管，分为上下两束，下 束有 69 根火管，与炉胆相连；上束火管 59 根，与烟道相连并与下束火管相通，两束火管均 密排焊接在锅壳的前后挡板上，火管外部浸泡于炉水中，火管在锅炉运行时承受外压；两台 锅炉的燃料均采用采用天然气；在使用 3 年 10 个月后，2 号锅炉在运行时下束管中出现了 一根腐蚀穿孔现象，炉水进入火管及炉胆内，锅炉自动停机。出现穿孔的火管外径 48.3mm， 壁厚 3.2mm，长 2837mm；经拆卸后发现，该火管出现较严重腐蚀，受到腐蚀部位主要位于两 端，接近焊接处，腐蚀穿孔接近前挡板焊接处，火管安装位置和腐蚀坑宏观形态见图 1，腐 蚀穿孔直径 3.5mm 左右。火管腐蚀穿孔发生后，导致该锅炉无法运行，酒店正常的供热供气 中 受到威胁。 国 应 （A ） 急 （B ） 图 1 腐蚀穿孔的火管位置（A ）和腐蚀坑宏观形貌（B ） 锅炉水处理流程：自来水经树脂交换进行软化处理；回流的冷凝水与软化水混合，用 分 NaCO 或 Na PO