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。