0 引言

火电厂锅炉受热面管包括省煤器、水冷壁、过热器和再热器，简称锅炉“四管”。“四管”泄漏是造成火电厂非计划停机最普遍、最常见的形式，一般占机组非正常停机事故的50%以上[1]。一旦锅炉受热面发生爆管事故，给企业安全生产及经济效益带来巨大影响。本文结合发电企业受热面爆管实例，针对锅炉受热面的不同失效形式进行分析，总结了不同失效形式下受热面爆管的微观、宏观特征，并有针对性地提出防治措施，避免受热面爆管、泄漏事故发生，以减少机组非计划停运次数和时间，提高设备安全运行的可靠性，延长设备使用寿命。

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1 锅炉受热面失效形式及预防措施分析

锅炉受热面失效形式与其在炉膛内的位置、工作环境、运行条件、煤粉质量等多种因素有关，具有多样性和复杂性。常见的锅炉受热面爆管有短时过热、长时过热、磨损、氢脆、晶间腐蚀、高温硫腐蚀、原始缺陷等。

 

  

图2 长时过热爆口宏观形貌和微观组织结构

1.1 短时过热

1.1.1 特点

3)不完全维修最多进行N-1次，在N-1次不完全维修后，下一次由第②类维修条件导致的维修为完全维修(维修操作为替换)。

张仲平看了一下手机上的时间，无奈之下，只好放下电话喊住曾真：“喂，对不起，你刚才是怎么叫我的？你叫我师傅？你是我徒弟呀还是孙悟空呀？”

锅炉受热面在运行过程中由于冷却条件恶化，使管壁温度短时间内突然升高，导致材料强度下降，在内部高温介质压力作用下发生塑性变形，管径胀粗，管壁减薄，最终爆破泄漏的现象称为短时过热爆管。短时过热爆管超温幅度较大，通常会超过下临界点A C1，甚至达到上临界点A C3以上，大多发生在水冷壁向火侧或过热器、再热器弯头附近。

（3）焊接或热加工后立即进行固溶处理，使碳化物充分溶解并在常温下保留在奥氏体中，提高不锈钢的抗腐蚀性。

2018年6月21日，陈宝生部长在新时代全国高等学校本科教育工作会议上做了报告，题名为《关于加快建设高水平本科教育，全面提高人才培养能力的意见》（即“新时代高教40条”）。他在发言中首次提出“以本为本”“不重视本科教育的校长不是合格的校长”。我认为“以本为本”，离不开图书的传统服务。

图1为某厂锅炉水冷壁钢管短时过热爆口宏观形貌和微观组织结构。该钢管直径57mm、壁厚6.5 mm，材质为SA210C。爆管具有延性断裂的特征，爆口开口较大，管径明显胀粗，管壁厚度减薄，爆口内外表面比较光滑；爆口处组织明显畸变，沿变形方向被拉长，而爆口对侧组织几乎不发生变形；此外爆口处金属因受到管内介质的激冷作用，出现不完全相变组织。

1.1.3 预防措施

（1）定期检查受热面下弯头处异物、氧化皮等沉积物的堆积情况，发现异常及时清除。

（2）改进锅炉受热面结构，使介质流量分配合理。

（3）加强对锅炉受热面壁温的监督。

（4）改善锅炉燃烧状况，防止燃烧中心偏高。

（5）锅炉启动前，确认受热面下弯头处无积水，避免启炉时发生水塞。

（6）稳定运行工况，防止锅炉缺水。

1.2 长时过热

1.2.1 特点

锅炉受热面长期超温运行，造成钢管组织老化、力学性能下降，最终发生蠕变破裂的现象称为长时过热爆管。长时过热爆管超温幅度较小，通常不会超过下临界点A C1，且大多发生在过热器的高温段。

1.2.2 失效案例

图2为某厂锅炉高温过热器钢管长时过热爆口宏观形貌和微观组织结构。该钢管直径38mm、壁厚4.0mm，材质为12Cr1MoVG。爆管沿轴向开裂，爆口开口较小，呈脆性断裂特征；爆口处钢管管径略微胀粗，壁厚少许减薄；爆口断面粗糙，呈不平整钝边；钢管内外壁均存在较厚的氧化皮，爆口附近管子外壁有许多与爆口方向一致的老树皮状纵向裂纹；爆口处存在大量蠕变裂纹，组织老化严重，此外钢管的向火侧抗拉强度低于相关标准要求[2]。

1.2.3 预防措施[3]

（1）合理设置锅炉受热面的温度测点，定期校验温度表计，同时综合考虑介质与管壁的温差、向火侧和背火侧的温差对受热面管壁温度监测的影响，保证测试数据的全面、准确。

（2）锅炉启动时，严格控制锅炉相关参数，避免因介质流量过小造成受热面管壁超温。

（3）合理投放减温水，控制介质温度，避免受热面超温。

对助力特性曲线改进的主要目的:基于对电液助力系统助力特性曲线的改进优化,使转向路感更加清晰,助力过程更加平稳;针对电动机和液压泵的配合响应情况,对助力曲线进行完善,使其更加环保,节能减排.

锅炉受热面钢管因灰粒高速冲击管壁导致其磨损减薄而爆管的现象称为磨损爆管。磨损爆管通常发生在吹灰器、燃烧器附近以及出列的钢管迎风侧。

传统的企业生产和发展以大量资源的消耗和环境的破坏为代价，在全球资源日益匮乏和环境污染日益严重的形势下，倡导循环经济已是新时代企业生产方式变革和发展的大势所趋。“三废”的处理历来是限制企业经济效益提高与束缚企业发展的重要因素，因此，在不影响产品收率及质量的前提下，溶剂循环套用不仅可以提高企业的经济效益，而且对企业未来的发展具有举足轻重的作用。

（4）加强燃煤管理，使锅炉实际使用煤种接近设计煤种。

（5）将受热面工况较恶劣的部位更换为高温下组织稳定性更好的材料。

（6）严格控制水质，避免受热面内壁结垢。

（7）合理控制相关燃烧参数，减少热偏差，保证受热面内介质流量分配均匀，避免外壁结焦。

（8）定期进行受热面钢管取样检测，发现钢管组织老化严重，及时更换。

  

图3 磨损爆口宏观形貌和微观组织结构

1.3 磨损

1.3.1 特点

在很多人看来，电子烟是一种比传统卷烟更安全的替代品，甚至一度被烟民奉为“戒烟神器”。然而，一项来自于英国医学杂志《胸腔》上的最新研究称，电子烟中的蒸气会损伤肺部免疫细胞，加剧炎症，并没有很多烟民想象的那样安全。

1.3.2 失效案例

图3为某厂锅炉水冷壁钢管磨损爆口宏观形貌和微观组织结构。该钢管直径60mm、壁厚7.0mm，材质为SA210C。钢管外壁减薄明显，存在磨损痕迹，管壁无明显胀粗现象，爆口附近金相组织几乎不发生变形。

图5为某厂后屏再热器钢管晶间腐蚀裂口宏观形貌和微观组织结构。该钢管直径51mm、壁厚6.0 mm，材质为TP304H。钢管沿周向开裂，裂口呈现沿晶断裂特征，局部区域存在晶粒脱落现象。

米索硝唑是一种具有较高放射增敏比的乏氧细胞放射增敏剂，其放射增敏比为1.5[1]，最高可增至1.8～2.0[2]，常用于头颈部鳞状细胞癌的放疗增敏。但因其水溶性低、油水分配系数高导致其不良反应发生率高，主要为外周神经系统毒性（发生率为15%～28%），故而限制了其临床应用[3-4]。为此，本课题组将米索硝唑包裹于pH敏感脂质体中制成米索硝唑pH敏感脂质体，以此来克服药物的外周神经毒性，并使其具有肿瘤靶向性[5-8]。

（1）加强防磨、防爆检查力度。

（2）完善购煤渠道，做好入厂燃煤的验收及分堆存放、入炉燃煤的掺配工作，优化燃煤煤质。

（3）正常使用和维护防磨装置，避免炉墙漏风。

高温硫腐蚀是指受热面钢管在高温下与含硫介质作用，生成硫化物，造成钢管管壁不断减薄爆管。通常高温硫腐蚀多发生在燃烧器附近的水冷壁钢管向火侧。

（4）定期清理受热面积灰，避免形成烟气走廊。

（5）定期检测吹灰器状况，发现异常立即处理。

1.4 氢脆

1.4.1 特点

氢脆爆管是由于氢原子进入金属后在晶界聚集，与受热面管中的C反应生成CH4，从而造成钢的脱碳，同时在金属内部产生应力，发生沿晶开裂爆管。一般氢脆多发生在水冷壁迎火侧热负荷较高的区域。

1.4.2 失效案例

保护是基于“草原丝路”文物资源的内蒙古地区旅游产业发展的第一要则。古代文明是现代文明发展之根基，要注重其真实性的保护。文物资源作为文化的物质实体层面，毁坏后将无法恢复其真实性，这就需要在开发过程中，根据地区特色及文化背景选择合适的开发模式。可根据当地具体情况进行开发项目征集等方式，广开言路，集思广益，收集优秀开发方案，切不可盲目跟风或随意开发，保证其文物资源、生态环境及乡村旅游持续发展。

图4为某厂锅炉水冷壁钢管氢脆爆口宏观形貌和微观组织结构。该钢管直径60mm、壁厚5.0mm，材质为20G。钢管爆口呈现典型的“开窗式”特征，迎火侧内壁腐蚀减薄严重；爆口处组织发生脱碳，爆口呈沿晶断裂特征，并伴有晶粒脱落现象。

1.4.3 预防措施[4]

无线传感器网络在节点数据融合的应用中，时间同步对整个网络有着重要的影响[10-11]，如何实现节点之间的时间同步和获取节点准确的时钟信息是系统必须解决的关键问题。

（1）选用耐氢脆钢作为锅炉受热面材料，阻止H2扩散。

（2）加强锅炉水质监督，控制H2析出量。（3）定期对锅炉受热面进行除垢处理。

（4）避免受热面超温运行。

1.5 晶间腐蚀

1.5.1 特点

实际工作中发现部分高校决算报表分析不深入，报表分析报告走形式。决算分析报告是决算工作很重要的组成部分，是根据单位决算报表，对比预算数据，分析全年预算执行情况的结果，可以说决算分析是决算工作的目的和落脚点。而当前很多高校的决算编制，偏重于报表数据的填报，报表审核通过就算完成任务。有的分析报告只是罗列情况，没有和预算相联系起来，缺少对各项收入支出和预算的差异情况、与上年情况的比较分析，形成预算决算两张皮现象。有的虽然进行增减变动原因的分析，但往往也是浅尝辄止，能对预算的发展趋势提供数理说明就更少了。因此使决算工作没有起到应有的作用。

晶间腐蚀爆管是指奥氏体不锈钢受热面钢管，在热处理、热加工或焊接过程中长时间处于敏化温度区间，钢中的碳元素与铬元素结合并在晶界析出，使晶界出现贫铬现象，造成晶界抗腐蚀能力下降，此时受到外力作用钢管会沿晶界断裂爆管。一旦发生晶间腐蚀，材料的强度几乎完全消失，是最危险的破坏形式。晶间腐蚀爆管多发生在受热面焊缝附近或热弯管处。

1.5.2 失效案例

1.3.3 预防措施

1.5.3 预防措施[5]

（1）选择碳含量尽可能低的母材和填充金属（L型，如304L和316L）。

（2）在奥氏体不锈钢中加入钛和铌，避免形成贫铬区。

1.1.2 失效案例

（4）严格控制焊接工艺，采用较低的焊接热输入和较低的层间温度，以提高焊缝冷却速度，缩短在敏化温度区间停留时间。

（5）尽量消除受热面钢管的残余应力及安装应力。

（6）使用退火母材金属或在焊接前进行退火，以消除冷加工的影响。

  

图4 氢脆爆口宏观形貌和微观组织结构

  

图5 晶间腐蚀裂口宏观形貌和微观组织结构

1.6 高温硫腐蚀

1.6.1 特点

通过游戏教学能够很好的帮助学生进行识字和写字学习，第一，游戏教学和学生的心理特点相符，可以让他们的参与热情和积极性得到调动；第二，因为学生无法持久地保持自己的注意力，教师进行提问时，学生可能会感到紧张，通过游戏教学则可以让学生的紧张情绪得到缓解，让他们将注意力集中到课堂学习中来。同时根据教学内容，教师可以通过多样的形式活动来引导学生进行学习。

1.6.2 失效案例

图6为某厂锅炉水冷壁钢管宏观形貌和腐蚀产物能谱图。该钢管直径60mm、壁厚6.3mm，材质为SA210C。钢管向火侧管壁减薄明显，外壁腐蚀产物为灰黑色，腐蚀产物组分中硫元素含量较高，在炉膛高温燃烧环境下，为受热面的高温硫腐蚀提供了充分条件。

1.6.3 预防措施[6]

（1）严格控制燃煤质量和煤粉细度。

（2）优化炉内空气动力场，避免出现还原性气氛。（3）加强煤粉输送调整和炉内温度场优化。

（4）采用热浸渗铝、超音速电弧喷涂等表面处理技术，提高受热面钢管抗高温腐蚀能力。

1.7 原始缺陷

1.7.1 特点

锅炉受热面钢管因原材料自身缺陷，如在冶炼、铸造、轧制、运输和安装过程中造成的裂纹、气孔、砂眼、夹杂物、折叠和划痕等缺陷，在长期运行过程中，缺陷不断扩展最终爆管。

各级畜牧兽医、野生动物保护主管部门要充分认识家猪野猪非洲猪瘟联防联控工作的重要性和紧迫性，进一步完善工作机制，明确组织机构、工作方式、防控重点，开展定期工作会商、信息及时通报、联合监测排查等防控工作。要畅通信息渠道，明确部门间信息共享方式，第一时间互通家猪疫情、野猪异常死亡信息。要强化密切协作、相互配合，深入分析本辖区和周边疫区防控态势，查找薄弱环节，在监测排查、疫病检测、应急处置等方面互相支持，全面抓好封锁、扑杀、无害化处理、消毒等关键措施，坚决果断扑灭疫情。

1.7.2 失效案例

图7为某厂高温再热器钢管原始缺陷所致爆管宏观形貌和微观组织结构。该钢管直径40mm、壁厚5.0mm，材质为12Cr1MoVG。钢管爆口为轴向线状裂纹缺陷，裂纹平直无分叉，内壁存在鸡爪形折叠缺陷，爆口和折叠边缘存在较厚氧化层，并伴有脱碳现象。

1.7.3 预防措施

（1）在新建安装或检修更换锅炉受热面时，加强受热面钢管的无损检测和理化测试工作，严防使用有缺陷的管材。

（2）在安装之前进行受热面通球试验和超水压试验，确保质量缺陷及时发现并处理。

  

图6 钢管宏观形貌和腐蚀产物能谱图

  

图7 原始缺陷所致爆管宏观形貌和微观组织结构

2 结语

通过对发电企业锅炉受热面管泄漏事故的对比分析，总结了长时过热、短时过热、磨损、晶间腐蚀、氢脆、高温硫腐蚀、原始缺陷爆管的宏观和微观特征，确定了不同受热面失效形式的特点及原因，并有针对性地提出防治措施，最大限度地避免受热面爆管事故发生，保证机组安全稳定运行。

参考文献：

[1]朱逢民.超临界锅炉四管泄漏原因分析及治理[J].广西电力，2011，34（4）：56-58.

[2]全国钢标准化技术委员会.高压锅炉用无缝钢管：GB 5310—2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

[3]彭卫红.进口亚临界锅炉高温再热器长时过热原因与对策探讨[J].广州化工，2010，38（4）：81-85.

[4]官民健，孙福君，刘常辉，等.锅炉受热面腐蚀分析[J].电力安全技术，2008，10（9）：60-63.

[5]黄菲，胡晓龙.奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因及预防[J].广州化工，2010，38（4）：180-181.

[6]吴东亮，刘洪洋.电站锅炉产生高温硫腐蚀机理及预防措施[J].华北电力技术，2007（12）：52-54.