d型动力锅 炉过热器管失效原因分析

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1、设备与防腐齐QIL鲁U石P油ET化RO工CH，2EM01IC5A，L43T(E1C)H：N7O1LO—G7Y5D型动力锅炉过热器管失效原因分析周焕英(中国石化齐鲁分公司烯烃厂，山东淄博255411)摘要：通过对烯烃厂动力锅炉B炉过热器管进行宏观形貌、表面垢物成分、材料综合性能检验得知，该锅炉第一、二过热器管发生纵向开裂主要是由于其长期处于过热状态工作造成材料性能恶化所致的蠕变开裂；过热器管表面结垢物腐蚀导致的管壁减薄则加剧了其开裂的速度。关键词：锅炉过热器管开裂失效分析中圈分类号：TK223．3文献标识码：B文章编号：

2、1009—9859(2015)O1—0071—051概述为STPA22，出口端为S11PA24。2013年3月中国石化齐鲁分公司烯烃厂(简2O世纪90年代中后期，中国石化齐鲁分公称烯烃厂)动力车间D型动力锅炉B炉在停炉例司开始内部燃料结构统筹优化，对该锅炉的燃料行检查时，发现该锅炉第一过热器第1组(共60及操作进行了调整，同时对该锅炉过热器的部分组)靠近出口端和第二过热器第8组(共40组)材质实现了国产化：1996年第一过热器入口端材中间部位各有一根管发生纵向开裂，开裂位置如质改为15CrMoG，出口端材质改为12Cr

3、lMoVG；图1所示。1997年第二过热器入口端材质改为12CrlMoVG，出口端材质改为钢102(12Cr2MoWVTiB)。本次发生纵向开裂的第一过热器管和第二过热器管均为2001年1O月锅炉大修时更换的；且开裂的第一过热器管材质应为12CrlMoVG，第二过热器管材质应为钢102。2原因分析炉艟2．1锅炉过热器管开裂分析2．1．1开裂过热器管的宏观形貌分析图2—3为发生失效开裂的第一过热器管和X一开裂位置第二过热器管的宏观形貌。由图2—3可以看出，二者发生的均是纵向穿图1第一、二过热器管开裂位置示意透性开裂，爆破

4、口不太大，破口呈脆性断裂特征，其断裂面粗糙、不平整。第一过热器管穿透性裂B炉采用的是Et本专利技术，于1987年建成纹长40mm，裂纹最宽处约5mm；第二过热器穿并投产。该锅炉产11．5MPa、525℃的超高压蒸透性裂纹长60mm，裂纹最宽处约4mm。过热器汽160t／h。其设计参数如下：水循环系统设计压收稿日期：2015—01—14；修回日期：2015一O1—30。力13．0MPa；操作压力12．5一l2．7MPa；燃料为作者简介：周焕英(1972一)，女，汉族，高级经济师。1995年重油；额定操作温度525℃4-5

5、oC。其第一过热毕业于四川大学高分子材料专业，现在中国石化齐鲁分公司器材质(日本进口)：入口端为JISSTB42，出口端烯烃厂机械动力科工作。电话：0533—7521744；E—mail：为STBA22；第二过热器材质(日本进口)：人口端zhouhuanying．qlsh@sinopec．tom。第1期周焕英．D型动力锅炉过热器管失效原因分析表1过热器管变形及壁厚测量结果mm性硫酸铁；最内层为带黑色光泽的FeO及硫化项目第一过热器管(,60．3mm×7mm)物硬垢。含垢层直径66．2O64．8865．7264．90B炉

6、发生开裂的过热器管开裂侧的壁厚有明含垢层壁厚7．604．907．507．427．147．20显的减薄现象，除了高温蠕胀的原因之外，与项目第二过热器管(7．1mm×7mm)NaFe(s0)，的腐蚀也有一定关系。含垢层直径58．5058．8059．0057．802．2过热器管材料综合性能检验含垢层壁厚6．605．306．606．587．207．282．2．1过热器管化学成分分析对B炉发生开裂的过热器管进行化学成分2．1．2过热器管表面垢物成分分析分析(见表3)。分析结果表明，第一、二过热器管过热器管表面存在黑色、黄色及略呈

7、褐色的材质皆为12CrlMoVG。即第二过热器管材质不结垢物。分别进行x射线衍射全岩矿物分析，结是钢102。12CrlMoVG属于通用型特种钢，而钢果见表2。102(12Cr2MoWVTiB)是一种低合金贝氏体型耐表2B炉过热管外壁结构物成分分析热钢，主要采用钨钼复合固溶强化，钒钛复合弥散样品类别结垢物组成强化和微量硼的硬化，在小于600oC的工况下该黄色垢样Na3Fe(SO4)3·3H20、针钠铁矾钢具有优良的综合力学性质、抗氧化性能及组织黑色垢样Fe203、c~so4·2H20稳定性。它属于锅炉专用型特种钢，更适合

8、作为锅炉过热器管材，但其价格偏贵J。在锅炉过热器管壁表面形成硫酸盐及针钠铁矾是普遍存在的现象，但它们的存在会加快过热表3材料化学成分分析结果器管壁的腐蚀l2j。它们的形成过程如下：过热器管外壁由于氧化会形成Fe：0，层，燃磊标12准Cr规lM定oV(GB5310钢-210028)料燃烧时形成的碱金属氧化物Na：0和CaO凝结在管壁