馮彥香

摘 要：我公司一臺SZS50-1.3/260-Q鍋爐項(xiàng)目過熱器蛇形管在運(yùn)行2個(gè)月后出現(xiàn)進(jìn)汽口管段彎頭部分起弧點(diǎn)處開裂現(xiàn)象，經(jīng)現(xiàn)場勘察并切取部分失效管管段作為分析樣品，便于了解清楚管子泄漏的原因，分析情況和結(jié)果如下：

名稱：鋼管? ? ?牌號：12Cr1MoVG? ? ? ?規(guī)格：￠42*3.5

關(guān)鍵詞：燃?xì)?爆破;理化分析;試驗(yàn)

1 過熱器工作環(huán)境及泄漏情況

過熱器為蛇形管結(jié)構(gòu)，是高溫?zé)煔馀c蒸汽進(jìn)行換熱的鍋爐部件，起到吸收煙氣熱量產(chǎn)生過熱蒸汽的作用。過熱器器中蒸汽在蛇形管內(nèi)從前向后流動，煙氣在蛇形管外由后向前流動，為間壁換方式。且現(xiàn)場運(yùn)行情況為，白天停爐，晚上開啟，每天如此，產(chǎn)生裂紋部分在彎頭處，蛇形管頭位于煙道內(nèi)，受煙氣沖刷，如下圖所示。

從上圖可以看出露點(diǎn)全部在飽和蒸汽進(jìn)口處（低溫區(qū)），且裂紋大部分呈環(huán)向分布。

現(xiàn)場切取樣品，樣品總長約為147mm，左側(cè)不規(guī)則開口為管件斷裂部位，右側(cè)為熱切割痕跡。

為避免二次熱加工影響，試樣采用線切割方式進(jìn)行分割處理，左側(cè)原斷口部分予以保留，中間直管段分割為>40mm的圓環(huán)試樣。

2 理化分析、硬度檢測和壓扁試驗(yàn)

分別進(jìn)行金相檢測、維氏硬度檢測和壓扁試驗(yàn)，管件右側(cè)端頭部分作為化學(xué)成分分析試樣，進(jìn)行光譜檢測。

2.1 理化分析

化學(xué)成分分析結(jié)果如表1所示，鋼管化學(xué)成分符合GB/T5310-2017標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 金相、硬度和壓扁試驗(yàn)分析

圖2所示，紅色邊框內(nèi)存在肉眼可見裂紋，裂紋由內(nèi)壁向外壁擴(kuò)展，縱向呈閃電狀延伸。

檢測結(jié)果如下：

2.3 小結(jié)

經(jīng)觀察，壓扁試驗(yàn)完成后，試樣試樣內(nèi)、外壁受拉面未發(fā)現(xiàn)裂紋及其他缺陷，壓扁試驗(yàn)合格。鋼管材料為12Cr1MoVG? GB/T5310管材，材料在使用過程中直到爆管，其化學(xué)成分、金相組織均無明顯變化，使用過程中無過熱、過燒的現(xiàn)象，輕微的脫碳是由于管子泄漏后沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)停爐而產(chǎn)生的輕微過熱情況，由其宏觀圖像以及運(yùn)行的狀況可知，管子產(chǎn)生裂紋和爆破的原因初步可斷定為疲勞應(yīng)力引起，管子彎頭處是應(yīng)力集中區(qū)域，在交變載荷的條件下，應(yīng)力集中易于引起疲勞裂紋，裂紋在載荷循環(huán)下不斷擴(kuò)展，如過熱器管子內(nèi)的水沒有排凈，形成管積，瞬間局部壓力增大，終至整個(gè)截面喪失承載能力而至脆斷。

3 建議

鍋爐運(yùn)行狀況不是很好，每天啟停頻繁，停爐后過熱器里含有大部分的水，在下次開啟時(shí)如果不及時(shí)把里面的水排出，會導(dǎo)致管積，致使瞬間應(yīng)力的增大，產(chǎn)生爆管，建議停爐后進(jìn)行熱保溫，或者低負(fù)荷運(yùn)行，再次啟動時(shí)要緩慢提升負(fù)荷，并且過熱器的疏水和排氣閥一定要打開，等蒸汽參數(shù)穩(wěn)定后再關(guān)閉，防止水擊和疲勞應(yīng)力的產(chǎn)生。