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1、No.5Sep.2010文章编号:CN23-1249(2010)05・0033-02某锅炉过热器爆管原因分析赖春阳(黑龙江省特种设备检验研究院，黑龙江哈尔滨150036)摘要:分析了过热器由于超温产生爆管的原因和引起管壁超温的几方面因素，并提出了解决超温的设想。关键词:过热器;爆管;原因分析中图分类号:TK227文献标识码:AAnalysisofSuperheaterTubeRuptureofBoilerLaiChunyang(SpecialEquipmentInspectionInstituteofHeilongji
2、angProvince,Harbin1500361China)Abstract：Hiepaperanalyzesthatthereasonoftuberuptureinsupeiheaterisovertemperatureandsev*eralfactorstocauseovertemperatureoftubewalltthenitputsforwardsolutiontosolvethisproblem.Keywords:superhearer；tuberupture；reasonanalysis收稿日期:201
3、0-06-14作者简介：赖春阳,1985年7月毕业于丸汉水运工程学院（现武汉理工大学），黑龙辽省特种设备检脸研究院高级工程师。1锅炉概况及损坏情况该锅炉过热蒸汽压力9.8MPa（100kgf/cm2）,过热蒸汽温度540七。过热器由辐射过热器、半辐射屏式过热器、对流过热器和包墙过热器四部分组成。对流过热器沿烟气流动方向分为第一级和第二级两部分。第一级垂直布置在水平烟道中，第二级水平布置在尾部竖井区。蒸汽由汽包进入炉顶过热器-尾部竖井包墙管-二级水平过热器-屏式过热器（经第一级喷水减温）一级对流过热器靠两侧墙的蛇行管束（
4、逆流）（经第二次减温）一级对流过热器中间蛇行管束（顺流）一＞过热器出口联箱。该过热器为三管并绕结构，钢管规格442x5mm,材质为12CrlMoV钢。爆管部分在一级对流过热器由内侧数第42排内圈，靠近过热器出口处，另外检查发现在烟道中部共有八个管段存在不同程度的胀粗,全部将这些管子割下进行检査发现有不同程度损坏。2对损坏管子的分析为了分析引起管子过热器爆管和损坏的原因，对爆管的管子及有过热现象的管子进行了宏观检查，并对这些管段的金相组织及机械性能进行了分析和实验。2.1爆口的宏观检查分析对爆管的管子进行宏观检査：爆管长
5、约180nun,宽约81mm,爆口边缘无明显减薄，断裂面较粗而不平整，管子内壁肉眼可见众多的与管子轴向平行的裂纹。管外壁有约1mm的氧化皮，这些氧化皮较脆，容易剥落，且氧化皮下也可见细微的轴向裂纹。从爆口的形貌看，属于长期过热脆性爆口，另外八个管段也有比较明显的氧化皮。2.2金相组织的变化经对超温爆破管材金相组织的化验，爆破管子的金相组织为铁素体+球化珠光体，球化程度按120】MoV钢五级球化级别为5级。其他试验管段金相均为铁素体+球化珠光体，并且球化的级别达到4.5级，造成管壁金相组织球化的主要原因是由于管子运行中超
6、温，使金属长期过热。2.3管子的机械性能变化和胀粗情况按照标准规定,12CrlMoV钢管的室温抗拉强度为M480MPa,这仅仅是对新管的最底要求,由于长期过热，组织发生了变化，温室强度已经降低到标准以下，此时，由于内部介质压力的作用,管子必然产生蠕变变形，最后导致管子的破坏。通过对爆管和有关的过热器管子进行测量，得岀以下结果：发生爆管的管子其抗拉强度为450MPa。已经降低到管子的最底抗拉强度以下,管子胀粗达45.2mm,用粗就达到7.6%,已经严重超出了标准允许的范围，其他的试验管段也存在不同程度的超标，已经不能满足
7、正常运行的要求。根据以上的检査结果和试验分析，可以判定:该台锅炉的过热器是由于长期超温运行，而产生爆管以及管子胀粗。3产生爆管的主要原因过热器管子在高温下长期运行时，在管子发生蠕变过程中，伴随着管子胀粗的同时，珠光体锅炉钢发生珠光体球化。珠光体的球化导致钢的蠕变极限和持久强度极限降低，进而使钢管在运行过程中的蠕变加速。当过热器长期超温运行时,由于运行温度提高,钢管材质的球化和管子的蠕变均将比正常运行温度下以更高的速度运行。与此同时组织的球化又进一步使管子的蠕变加速,并最终在较短的时间内使钢管由于蠕变而爆破。长期过热爆管
8、的根源是超温运行,管段的组织变化与超温运行的温度高低是紧密联系的，用金相组织检验的方法可以提供锅炉长期超温的情况。次过热器的爆管是发生在该台锅炉的运行已经累计10万小时以上，根据该炉过热器特点和实际运行工况分析,造成过热器超温和损坏的主要原因有以下方面:一是该炉过热器设计本身存在一定的缺陷;二是该炉在运行过程中曾经有过超温爆管的记
