进口燃气锅炉支撑管应力腐蚀开裂失效分析.pdf

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1、工业锅炉2012年第4期(总第134期)文章编号：1004—8774(2012)04—60-03进口燃气锅炉支撑管应力腐蚀开裂失效分析张一平，程红渝(成都市特种设备检验院，成都610036)TheCrackingFailureAnalysisofStaytubeofImportedGas·firedBoiler第一作者：张一平ZHANGYi—ping，CHENGHong—yu(1964一)，高级工程(ChengduSpecialEquipmentInspectionInstitute，Cbengdu610036，China)师，主要从事锅炉、压力容器定期检验。摘要：通过对某公司进口燃气锅炉的

2、支撑管进行运行工况、结构特征、化学成分、金相观察、硬度测试、蚀坑宏观形貌观察、断口扫描与能谱等试验分析，指出支撑管水侧发生缝隙腐蚀并致使支撑管环向开裂失效的原因，同时提出解决措施。关键词：支撑管；制造缺陷；缝隙腐蚀；应力腐蚀中图分类号：TK229．8文献标识码：BO前言管为回燃室与后管板的下部支撑管。该炉前、后管板的此类支撑管共计48根。支撑管与后管板连接2010年3月，我市某公司的德围进口燃气锅炉形式与腐蚀泄漏具体位置如图2，管板未开全焊透L口j燃窀与管板间的支撑管发生泄漏事故。调查发型坡口，管与板间有一半板厚约10mm长的地方留现，该炉近一年来支撑管多次发生泄漏事故，影响了有间隙，支撑管

3、的渗漏是由于管子局部腐蚀并开裂公司的正常生产。为避免同类事故再次发生，保障造成，失效点外观形貌如图3，条状坑沿管子环向、锅炉安全经济运行，我们对泄漏失效的原因进行分几乎平行于焊缝分布，蚀坑宽度约10mm，伴有沿管析，并提出相应处理措施。子的环向裂纹，蚀坑内腐蚀产物颜色有明显差异。1出厂资料与运行工况发生腐蚀泄漏的管子在管板下部，此处水循环相对(1)资料审查较差；失效的确切位置在支撑管与后管板间隙区域，该锅炉为德国某公司生产，型号为VITOmax200也连接焊缝热影响区，腐蚀介质在管子上半部浓缩一HS，2003年9月出厂，投用Et期为2004年6月，和沉积，管子下部并无坑状腐蚀。额定出力10t

4、／h，额定压力为1．3MPa，燃料为天然气。支撑管规格为西76．1mm×8mm，管板厚度为20mm。(2)运行工况描述锅炉用水为城市管网自来水，水处理型式为锅外钠离子交换、海绵铁除氧，在额定工作参数下运行，T作负荷正常，历次水质检查合格，原水中并无S；支撑管管程介质为高温烟气，管外为锅水。2实验分析(1)支撑管布置与泄漏失效的宏观特征。图1支撑管布置与泄漏位置锅炉后部支撑管布置如图1，发生泄漏的支撑收稿日期：2012-03-0862工业锅炉2012年第4期(总第134期)温度作用下，产生面积不大但较深的腐蚀坑，构成裂纹源，当再次发生滑移时，蚀坑底部的保护膜又遭破坏，金属继续受s与cl腐蚀、滑

5、移、溶解，如此往复进行，裂纹不断扩展，形成应力腐蚀，直至管子发生周向的开裂破坏。因此，支撑管虽然有局部腐蚀，局部管壁严重减薄，强度降低，但其断口并无塑性变形。通过以上试验分析，管子的开裂泄漏只能是由于应力腐蚀造成。图6断口形貌3结论(1)由于锅炉制造时，支撑管与后管板间存在间隙，问隙处水循环不良，腐蚀介质在此处浓缩和沉淀，因此，这类制造间隙给使用中发生的缝隙腐蚀与应力腐蚀提供了形状条件。(2)支撑管刚开始的腐蚀，s起主导作用．沿管子周向造成带状、开口面积较大的腐蚀坑。(3)除氧器中海绵铁含有的S等杂质与锅水中图7断口微区成份的Cl，为间隙腐蚀与应力腐蚀的发生提供了腐蚀介表3断口微区成分％质。

6、在s、cl、工作载荷及合适温度共同作用下，支区域0SiSC1Fe总计撑管发生应力腐蚀，致使管子沿周向开裂破坏。l29．520．670．37O．2369．20100．004修理措施及建议225．930．940．230．4272．47100．00(1)对锅炉前、后板的支撑管易造成缝隙腐蚀(7)分析讨论。部位进行测厚检查，并对腐蚀较深的管子进行更换；南于锅炉制造时，支撑管与后管板遗留的间隙，(2)换管修理时需消除支撑管与管板间的问因结垢等原因使缝隙小到01025—0．1ITI1TI，海绵铁隙，或者扩大其间隙，去除形成缝隙腐蚀的形状条除氧器中的S，低压锅炉水中常见的Cl，炉水中的0件，同时建议设计改

7、进锅筒底部排污，防止炉水在此未能有效除去(除氧器除氧效果差)，共同造成支撑浓缩和沉淀，从而避免应力腐蚀的发生。管失效的缝隙腐蚀。(3)使用海绵铁除氧器时，应严格控制海绵铁如前所述，在u型蚀坑坡度上方，能谱分析发中的s含量。强现，s含量较多，cl含量较少，因此，管子开始的腐蚀参考文献应是s起主导作用；腐蚀产物中还含有较多的氧，炉[1]李霆．海绵铁生产的基本原理及质量控制[J]．莱钢科水中的O在电化学腐蚀的过程中