过热器入口集箱管裂纹原因综合诊断和研究

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1、过热器入口集箱管裂纹原因综合诊断和研究　　摘要：本人经过多年实践，谈一下过热器入口集箱管裂纹原因及处理措施关键词：过热器入口集箱管；成因；处理措施中图分类号：U261.13文献标识码：A根据某供热公司描述，其使用的3#锅炉于2011年10月23日至2011年10月31日烘炉，2011年11月13日点火煮炉，2011年11月21日开始正式调试运行，一直运行平稳。直到2012年1月12日上午10时许，由于3#锅炉鼓风机震动过大而紧急压火，待问题处理完毕再次扬火后发现高温过热器入口箱处有大量蒸汽外泄，遂紧急停炉。经现场检查，

2、发现过热器入口集箱管座角焊缝及过热器入口箱后第一弯头处多处开裂。鉴于此，该公司组织相关人员对3#锅炉过热热器入口集箱管座角焊缝及入口管排弯头处开裂失效原因进行诊断和分析。通过问询、核查制造、安装、运行资料、现场检验等方式对发生事故的人#锅炉缺陷部位进行初步的了解和判断。检查的基本情况制造和安装资料审查情况83#锅炉为CG-150/3.82-MX3中温中压循环流化床锅炉。由四川锅炉有限责任公司2010年12月制造完成，某安装工程有限公司安装。投用日期为2011年11月23日。锅炉基本参数为：额定蒸发量：150T/H汽包：

3、额定蒸汽压力：4.32MPa，额定蒸汽温度：256℃：过热器出口：额定蒸汽压力：3.82MPa，额定蒸汽温度：450℃：给水温度：104℃设计燃料：烟煤干燥无灰基挥发分：25.22%发生事故的过热器入口集箱管座及过热器管排质量证明书、合格证及监督检验证书等出厂文件齐全，符合国家相关法规标准要求。发生事故的高温过热器为蛇形管布置，蛇形管排规格为￠42×4mm，材质为12Cr1MoVG，入口集箱材质为12Cr1MoVG，规格为￠42×4mm。减温器结构形式为混合式减温器，安装在低温过热器与高温过热器之间。过热蒸汽经减温后进

4、入高温过热器的入口集箱。运行资料审查8煮炉方案显示：煮炉范围为锅炉本体汽水系统，包括省煤器、汽包、下降管、水冷壁、定排联箱、事故放水及再循环管，过热器中的杂质采用蒸汽冲洗方法消除。煮炉记录显示：2011年11月13日15：00时一次性加药进入汽包，2011年11月14日9时开始监控炉水磷酸根和PH值。煮炉记录中显示3#炉渣011年11月14日11：00测的炉水PH值为13.00，水质分析记录炉水PH值为12.00。（公司化验数据）水质化验记录显示：锅炉给水水质在2012年1月4日每隔2小时一次的化验中，有8次磷酸根含量

5、大于等于60mg/l，检测报告未给出具体数值。运行记录显示：过热蒸汽温度存在超温现象，最高温度达到470℃；过热蒸汽经减温器减温后进入高过入口集箱，该台锅炉采用压力调节喷水量，运行中减温水使用频繁，喷水量较大。现场检查情况宏观检查泄漏部位发生在过热器入口集箱管座角焊缝（图1）及入口集箱与蛇形管连接第一道135°弯头处（图2），且主要集中在减温水入口管附近。入口集箱管座角焊缝为穿透性轴向裂纹，135°弯头处穿透性裂纹呈“人”字型。泄漏部位周围有明显白色结晶物痕迹。8现场对发生缺陷部位的集箱及过热器管进行光谱、硬度、测厚检

6、查，均未发现异常。4、取样分析结果为了进一步对裂纹产生的原因进行诊断和分析，对发生断裂的部位进行割样分析。由于集箱管座角焊缝处裂纹无法取样，根据现场情况判断，2个部位裂纹产生的原因应相同，帮选取锅炉左侧高温过热器管与入口集箱连接第8、第9根的135°弯管管段，样品编号分别为：左-8，左-9.其中左-8由弯管处断裂，左-9弯管处有裂纹。取样试样结果如下：检测结果化学成份分析断口分析样品情况：所取样品为钢管两件，左-8由弯管处断裂，左-9弯管处有裂纹，分别切取两件断口试样，断口宏观下呈深灰色及红褐色。试验分析：2.1扫描电

7、镜断口分析用超声波仪+丙酮清洗断口后置于Quanta400扫描电镜下观察分析：8左-8断口起裂区为沿晶形貌，同时有若不伴生二次裂纹，沿晶晶面上呈氧化形貌；整个断口氧化锈蚀较严重，断面上有氧化物形成的白色颗粒；断口靠钢管内壁处氧化物呈枝晶状；在左-8断口上进行EDS微区成分分析，其主要成分为O（5.62%）、Na（2.85%）、Si（0.34%）、S（0.34%）、Cr（1.26%）、Fe（89.59%）。左-9断口（沿弯管处裂纹打断）起裂区呈沿晶开裂，有深浅不一的腐蚀坑；整个断口呈氧化形貌；打断处断口以韧窝形貌为主；断

8、口上进行EDS微区成分分析，其主要成分为O（29.36%）、Na（2.78%）、Si（0.62%）、Ca（0.65%）、Cr（0.71%）、Fe（65.88%）。2.2金相分析分别在两件钢管焊缝两侧截取金相试样，试样制备好后置于NEOPHOT21型金相显微镜下观察分析，具体结果为：金相组织：铁素体+珠光体，珠光体轻微分解。五、裂纹