电厂锅炉低温过热器悬吊管焊口两侧腐蚀原因分析

电厂锅炉低温过热器悬吊管焊口两侧腐蚀原因分析

孙嘉欣、李金明、申雷

哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江， 150046

摘要：经理化检测及分析确定锅炉低温过热器悬吊管发生锈蚀的原因：外界潮湿空气进入大包，低温过热器悬吊管接头焊缝附近钢管发生了氧腐蚀。由于现场焊接时清除了管端的防护油漆以及后续未进行喷漆防护等因素的影响，导致焊缝附近的腐蚀程度比其他位置严重。

关键词：低温过热器；氧腐蚀；油漆；防护

0. 引言

某电厂停工检修过程中发现多支低温过热器悬吊管焊口两侧附近有腐蚀凹坑，发生腐蚀减薄，经现场人员反馈，大包内人孔门附近腐蚀较为严重，沿人孔门往炉内方向腐蚀逐渐减轻。腐蚀的焊接接口为现场工地安装时的手工焊口。腐蚀样管材质为SA-210Gr.C，规格为Φ63.5×10mm，将具有腐蚀凹坑的一段样管进行取样开展原因分析。

0. 理化检测

1.1 在样管上切取化学试样及力学性能样品，经检测，样管理化性能符合ASME SA-210标准对SA-210 Gr.C材料的规定，检测结果见表1及表2.

表1 样管化学成分分析结果(wt%)

表2 样管室温拉伸检测结果

1.2在样管上取SEM/EDS分析试样，采用扫描电子显微镜进行SEM观察，采用能谱仪进行选区能谱分析，观测位置为管子外表面腐蚀减薄区域，能谱分析结果见表3。

表3 样品外表面腐蚀能谱分析结果

0. 原因分析

2.1通过化学成分分析结果可知，样管的化学成分符合ASME SA-210标准对SA-210 Gr.C材料的规定。

2.2通过拉伸试验结果可知，样管母材拉伸性能符合ASME SA-210标准对SA-210 Gr.C材料的规定。

2.3观察样管宏观形貌，发现样管上有一处环状焊缝，此焊缝为现场工地安装焊缝，焊缝两侧的母材均为SA-210Gr.C。在距环状焊缝两侧各约30mm区域之内，外表面有明显的腐蚀凹坑和附着在管壁上疏松的红褐色腐蚀产物，外表面未见有防护漆和防护漆的残留物。在距环状焊缝两侧各约30mm区域之外，样管外表面局部有防护油漆剥落的现象，并伴有相对较轻的腐蚀。样管未见明显的管径胀粗与壁厚减薄，内表面未见氧化皮，内外表面均未见轧制、折叠、重皮、裂纹、结疤和离层等缺陷。对样管端部直管部分进行外径及壁厚尺寸测量，测量结果表明：样管母材管端直管部分的外径和壁厚尺寸符合 ASME SA-1016M标准的规定。

2.4从腐蚀形态来看，样管上的管壁上的附着物和腐蚀凹坑分别为碳钢全面腐蚀和局部腐蚀的产物，全面腐蚀导致样管管壁整体减薄，局部腐蚀导致样管管壁产生了腐蚀坑。通过金相分析可知，样管焊缝两侧母材及远端母材位置的显微组织均为铁素体加珠光体，显微组织符合材质特征。焊缝显微组织为铁素体+珠光体+魏氏组织，焊缝熔合良好，焊缝内未发现明显焊接缺陷。

2.5 能谱分析结果表明：样品管壁附着物的主要化学成分为Fe、O和C元素，并含有少量的S和Si元素，推测其主要为铁氧化物，根据腐蚀产物能谱分析及腐蚀形貌判断，此腐蚀类型为氧腐蚀。

2.6大包为整体密封结构，人孔门是外界潮湿空气唯一进入通道，当季风方向吹向人孔门时或大包内产生负压时潮湿空气便会进入到大包内，潮湿空气在大包内累积进而加剧氧腐蚀。因此大包内的低温过热器在靠近人孔门附近处，其腐蚀最为严重，从人孔门往炉内方向腐蚀程度逐渐减轻。

2.7管壁腐蚀主要集中焊缝附近的原因：现场焊接时清除了管端的防护油漆，焊接完成后又未进行喷漆防护，而现场紧邻海岸，空气湿度大，碳钢在没有任何保护的情况下暴露在潮湿空气中极易发生锈蚀，导致该区域腐蚀较为严重。

3. 结论

3.1 该电厂锅炉低温过热器悬吊管样品的化学成分、拉伸性能符合ASME SA-210标准对SA-210 Gr.C材料的规定，显微组织符合材质特征。

3.2导致该电厂锅炉低温过热器悬吊管发生锈蚀的原因为：外界潮湿空气进入大包，低温过热器集箱管接头焊缝附近钢管发生了氧腐蚀。由于现场焊接时清除了管端的防护油漆以及后续未进行喷漆防护等因素的影响，导致焊缝附近的腐蚀程度比其他位置严重。