我国电站锅炉高温受热面氧化皮无损检测技术研究

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1、我国电站锅炉高温受热面氧化皮无损检测技术研究（湖北省电力建设第一工程公司湖北武汉430061）针对氧化皮脱落而导致的锅炉管道堵塞、爆管等现象，主要介绍了氧化皮的产生机理、氧化皮的产生对电站锅炉高温受热面的影响，研究分析了目前常用的氧化皮无损检测技术以及我国电站所采用的无损检测技术应用实例，最后对氧化皮的预防提出了建议。关键词：高温受热面；氧化皮；无损检测Abstract：Oxidescalespallingcouldresultinchokingthepipeorcoursepipebursting.Theworkmainlyintroduc

2、ethemechanismofoxidescale,theimpactonhightemperatureheatingsurfaceinboilerofChina’spowerplantswhichiscausedbyoxidescale.ThepresentoxidescalenondestructivedetectiontechnologyandthedetectiontechnologythatiscommonusedinChina’spowerplantsareresearchedandanalyzed.Int

3、heend,somerecommendationsareprovidedtopreventoxidescalegeneration.KeyWords：hightemperatureheatingsurfaces,oxidescale,nondestructivedetection引言目前，我国的电力结构仍然是以火电为主，为了提高电站效率、效益、减少污染物排放等要求，新建机组逐渐向大容量、高参数方向发展，这就要求锅炉受热面（主要括水冷壁、过热器、再热器等）管子、管道等所需材料要有较好的性能。因而锅炉部件必须使用能够耐高温、耐高压、耐磨损、强度持

4、久、抗氧化性能好等特性的材料。我国电站锅炉主要使用的是TP304H，TP316H,TP347H等不锈钢材料，但不锈钢材料只有较大的热膨胀系数、较低的导热系数、以及应力腐蚀敏感性高等缺点，因而锅炉长期运行后，受热面管道内所产生的氧化皮与不锈钢管道基体的热膨胀系数相差较大，锅炉在启动、停炉时容易导致氧化皮剥落，引起管道局部堵塞、爆管等危害。由此可见，对氧化皮的产生机理进行分析、了解氧化皮的危害、研究氧化皮的无损检测技术以及如何减缓氧化速度、预防氧化皮剥落尤为重要。1氧化皮形成机理及危害高温受热管道中水蒸气所含的氧可与不锈钢管内壁发生氧化反应，导致

5、管道腐蚀。锅炉在实际运行中，水蒸汽流量较高，壁温在600°C吋，水蒸汽分离出的氢被水蒸汽带走，而分离出的氧气与铁发生氧化反应，形成Fe3O4氧化膜。如果氧化膜稳定，氧化反应就会减慢，形成一层保护层。但是随着锅炉在高温高压环境下产生剧烈波动，由于基体和氧化膜热膨胀系数的差异，温度发生剧烈变化吋，氧化皮就会脱落。氧化皮没有脱落吋附着在管道内壁，相当于加大了传热热阻，影响传热，从而引起管壁温度升高，温度较高吋也可导致爆管。电厂再热器、过热器基本采用U型管道，当氧化皮脱落时，堆积在弯道处，管道流通面积减小，阻力加大，引起管壁温度升高，导致爆管事故。而

6、被高速蒸汽带出的氧化皮具奋较大的动能，对汽轮机的叶片造成冲击，严重吋损坏叶片、降低了机组的出力。对汽轮机冲击之后的氧化皮颗粒进入凝结水系统之后，会在水冷壁、高温加热器水侧沉积，导致水汽品质降低。2氧化皮检测技术由于氧化皮脱落导致的锅炉爆管事件在国内己发生多次，如何奋效地检测氧化皮是确保电厂安全稳定运行的关键技术之一。0前没有统一的氧化皮无损检测技术，常用的无损检测方法有射线法、高频超声法和磁性检测技术。2.1射线法射线法是利用射线穿透沉积氧化物吋具有不同的衰减来检测缺陷的一种无损检测法。射线法可靠直观、可用于不锈钢材料和非不锈钢材料的检测，用

7、途广泛。我国国内部分电厂采用射线法进行氧化皮检测。国华太仓发电奋限公司末级过热器采用T23、T92等非不锈钢管材，故采用射线法检测氧化皮，有效的检测出了氧化皮的累积情况。射线检测法通常与其他检测法共同使用，用来校验复核等。如文献［7】中对某•一电厂1号锅炉检修期间使用一种无损检测仪进行氧化皮的检测，采用射线法对检测结果进行校验复核，以进一步确定管内氧化皮堆积情况。华能玉环电厂使用西安热工院研制的一种无损检测仪进行氧化皮的检测之后采用射线检测法进行复核，证明了检测结果的可靠性。由于射线对人体伤害较大，不能与其他工作同时进行，影响工作进度，并且灵

8、敏度不高，对于少量沉积氧化物吋识别度低。相比于其他检测法，射线法费用较高，现场应用较少。2.2超声波法超声波检测法可以通过管壁厚度的减小来间接测量氧化皮的脱落情况，