锅炉受热面氧化膜剥落典型案例及简要分析

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1、锅炉受热面管内壁氧化膜剥落典型案例介绍及简要分析7/23/2021介绍的主要内容一.背景二.案例介绍三.原因分析四.监督措施7/23/2021一、背景近10年来，随着引进型高参数、大容量机组数量的增加，锅炉受热面管使用的新材料品种和数量不断增加，特别是多种牌号的奥氏体不锈钢管材料的使用逐渐增多，奥氏体不锈钢材料由于其许用应力和温度高，受到人们的普遍欢迎。但是随着奥氏体不锈钢管材料用量增加和运行时间的增长，尤其是从2003年起发生多起锅炉受热面奥氏体不锈钢管内壁氧化膜大面积剥落后，在管排下部弯曲部位堆积堵塞，引起超温爆管的泄漏事故。1997～2007年国内有10多家电厂发生奥氏

2、体不锈钢管内壁氧化膜剥落堵管或引起过热爆管泄漏事故的发生。7/23/2021二、案例介绍1.A电厂#1锅炉由俄罗斯设计制造的E-420-13.7-560КГ型，锅炉出口温度为560℃，汽机主汽门温度为555℃/550℃。1999年5月28日投运，运行至21552小时后发现四级过热器不锈钢管下弯头处连续爆管，从爆开的过热器管宏观看，弯头被大量的金属氧化膜堵塞，管排均有不同程度的发黑现象。检查发现大部分弯头部位有氧化物沉积；管子材料为12Cr18Ni12T、规格为Φ38×5mm。#1炉四级过热器现已全部更换为TP347H。电厂同类型#2、#3、#4锅炉未发生同类事故。7/23/20

3、21案例介绍2.B电厂2004年10月22日（运行约30000小时）在对#1炉水平烟道受热面12Cr18Ni12Ti奥氏体不锈钢管割管检查过程中，发现二级屏式过热器、二级屏式再热器、二级对流过热器、二级对流再热器管屏U型弯下部存在不同程度的氧化膜剥落堆积现象，电厂立即安排采用磁性无损检测法进行检查和处理。2004年7月18日#2锅炉二级屏式过热器，2004年10月5日#2锅炉二级对流过热器发生过热爆管，其原因全是由于下弯头部位氧化膜剥落堆积所造成的（两次爆口全部在炉顶热箱内异种钢焊口12Cr1MoV钢侧熔合线上）。7/23/2021过热器和再热器剥落的氧化膜形貌7/23/202

4、1顶棚热箱内Ⅱ级屏式过热器出口管异种钢焊口爆管样7/23/2021案例介绍3.C电厂2004年5月（运行约35000小时）在更换#1锅炉高温再热器管排时，发现TP304H奥氏体不锈钢管内部存在氧化膜剥落堆积在弯头部位及水平段。#1锅炉检修完投运后末级过热器TP304H不锈钢管发生两次短期过热爆管，分析原因是氧化膜剥落堵管引起的。2005年电厂对#1、#2炉进行磁性无损检查，结果发现末级过热器氧化膜堆积量最多的管子有90g、末级再热器最多的管子有120g。7/23/2021氧化膜剥落和堆积情况7/23/2021案例介绍4.D电厂#4锅炉末级过热器两个温度测点2001年累积超温1

5、000多分钟，2002年累积超温3000多分钟，由于超温幅度和时间的增加，2003年元月份（运行约45000小时）C修对这两根TP304H材料管下弯头割管检查发现有堆积氧化物300g左右，同时安排用磁性无损检查法对末级过热器和再热器下弯头进行检查，结果是末级过热器剥落严重，再热器未发现明显的剥落。此后每年对#3、#4炉末级过热器检查一次，每次检查发现都有氧化物剥落堆积。#3、#4炉末级过热器和再热器未发生一次因氧化膜剥落堵塞引起的爆管事故。7/23/2021案例介绍5.E电厂#1、#2炉高温过热器均为F12钢，高温再热器为10CrMo910、F12铁素体低合金钢管和X8CrNi

6、Nb1613不锈钢管三种材质分段组成，每屏管排的出口段均为不锈钢管。#1炉1992年1月投产，#2炉1992年12月投产。1997～1998年（运行约40000小时左右）将#2、#1部分F12再热器管换为不锈钢管，割管时发现不锈钢再热器管子内壁氧化皮有大量剥落现象，为此，电厂立即对其它未割管排下弯头进行拍片检查，结果发现一部分弯管内有氧化皮堆积现象，随后对这些管子下弯头采取割管清除。上次改造后经检修抽查再未发现明显剥落堆积现象，投产运行至今未发现因氧化物剥落堵塞引起的爆管事故。7/23/2021案例介绍6.F电厂#1锅炉2005年1月份C级检修时对末级过热器后屏及末级再热器TP

7、304H管下弯头进行了检查，检查发现末级过热器后屏不锈钢管圈基本没有氧化皮剥落现象，再热器割管检查最多的有54g的堆积氧化物。2006年2月21日#2炉高温过热器入口段T22材料管子由于短期过热爆管及胀粗，事后通过检查分析原因是出口段TP304H管内壁氧化膜剥落堆积堵管所引起的，氧化物堆积最多（内管圈）近400g,其前侧管圈已经过热胀粗。7/23/2021过热器氧化物堆积情况及T22爆口形貌7/23/2021再热器剥落氧化物堆积情况（磁性检测信号最强的两根管）7/23/2021案例介绍7.G