锅炉再热器弯头泄漏原因分析

锅炉再热器弯头泄漏原因分析

刘新星1,2李金明1,2

（1.哈尔滨锅炉厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046；2.高效清洁燃煤电站锅炉国家重点实验室黑龙江哈尔滨150046）

摘要：某电厂锅炉在水压过程中发现再热器弯头发生泄漏。本文对泄漏弯头样管进行宏观检查、化学成分分析、光学显微镜检验，能谱分析，对其失效原因进行了分析。结果表明，个别管子在制管过程中局部氧化皮等异物被压入管内，使样管内壁局部存在夹渣缺陷及裂纹，裂纹在弯管时扩展，引起水压试验泄漏。

关键词：后屏再热器；弯头；水压试验；泄漏；氧化皮；裂纹

FailureAnalysisofBentofReheaterofBoiler

LiuXinxing1,2,LiJinming1,2

(1.MaterialResearchInstitute,HarbinBoilerCompanyLimited,Harbin150046,China;

2.StateKeyLaboratoryofCleanandEfficientCoal-firedPowerPlantBoiler,Harbin150046,China)

Abstract:Abentofthereheaterofboilerwasfailedinhydrostatictesting.Thispaperanalysisthereasonsforthebentofreheaterwithmacroscopicandmicroscopicexamination,chemicalcompositionanalysisEDStest,Theresultsshowthat,scaleswerepressintotheinsideofthetubeandleadtoslagandcrack,whichwouldbeextendedduringthebendingprocess,andthencausedfailedduringthehydrostatictesting.

Keyword:reheater;bent;hydrostatictesting;failure;scales;crack

0前言

某电厂锅炉在水压过程中发现再热器弯头发生泄漏，泄漏管子规格：Φ63×4mm；材质：T22。本文对泄漏弯头样管进行宏观检查、化学成分分析、光学显微镜检验及能谱分析，对其失效原因进行了分析。结果表明，个别管子在制管过程中局部氧化皮等异物被压入管内，使样管内壁局部存在夹渣缺陷及裂纹裂纹，导致其在弯管时发生开裂，引起水压试验泄漏。

1检验与分析

1.1宏观检查

样管弯管外弧侧发生泄漏，泄漏处外表面发现凹痕，如图1所示，泄漏处内表面发现近似平行的“人字型”和“之字型”裂纹，发现裂纹的区域长约60mm，每条裂纹长度约为4mm，裂纹深度约1.5mm，如图1所示。

在发现“人字型”和“之字型”裂纹的样管横截面距内壁0.2mm处发现大小约0.8mm2的夹渣类缺陷，如图2所示。

1.3光学显微镜检验

在样管开裂处附近向火面与背火面截取金相试样，并对金相试样横截面进行粗、细磨和抛光，在Axiovert200MAT显微镜上观察金相组织形貌。发现样管内壁存在的裂纹为穿晶裂纹，由内壁向外壁扩展，缺陷与内壁约呈45°夹角，深度约0.2mm，两侧及尖端存在氧化现象，如图3所示。用5%硝酸酒精溶液对金相试样的抛光表面浸蚀后，发现裂纹两侧存在脱碳现象，裂纹周围及试样心部金相组织均为铁素体+珠光体+贝氏体，晶粒度为7级，如图4所示。

2结果分析

1）过热器样管化学成分符合ASMESA213/213M标准对T22的要求；样管金相组织、晶粒度属于T22的正常组织。

2）观察样管的宏观形貌，样管弯管外弧侧发生泄漏，泄漏处内表面存在近似平行的“人字型”和“之字型”裂纹，每条裂纹长度约为4mm，裂纹的宏观形貌符合“拉裂”的特点[1]；泄漏处外表面存在凹陷，凹陷是由于裂开时管子发生颈缩引起的。

3）样管内壁裂纹从内壁向外壁穿晶扩展，与内表面约呈45°角；裂纹两侧存在铁的氧化物，O的含量达到63.56(at,%)，裂纹内部及尖端充满铁的氧化物，O的含量达到55.1(at,%)，裂纹两侧存在明显脱碳现象，说明该裂纹是在管子制造过程中产生的。

4）发现距离内表面0.2mm处存在面积约0.8mm2的较大夹渣类缺陷，推断夹渣类缺陷是由于个别管子在制造过程中，局部氧化皮等异物被压入管内而导致的。夹渣类缺陷的塑性变形性能与基体相差较大，在管子塑性变形时会成为“拉裂”的裂纹源，使其产生裂纹。

5）综上所述，样管内壁局部存在夹渣类缺陷和裂纹，弯管时受到拉应力的作用，导致该管发生开裂、泄漏。

3结论

个别管子在制管过程中局部氧化皮等异物被压入管内使内壁局部存在夹渣类缺陷和裂纹，导致其在弯管时发生开裂，引起水压试验泄漏。

参考文献：

[1]汪美蔷,陈芳玉.初轧坯表面拉裂缺陷形成原因的剖析[J].武钢技术,1992（5）:36-40