? 一、鍋爐受熱面管子事故分析

??? 鍋爐受熱面管子是在高溫、應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)作用下長(zhǎng)期工作的，當(dāng)管子鋼材承受不了其工作狀態(tài)的負(fù)荷時(shí)，就會(huì)發(fā)生不同形式的損壞而造成事故。火力發(fā)電廠鍋爐受熱面管子常見事故主要有以下幾種類型：長(zhǎng)時(shí)超溫爆管、短時(shí)超溫爆管，材質(zhì)不良管和腐蝕熱疲勞損壞。

??? （一）長(zhǎng)時(shí)超溫爆管

??? 超溫是指金屬材料在超過額定溫度下運(yùn)行。額定溫度指鋼材在設(shè)計(jì)壽命下運(yùn)行的允許最高溫度，也可指工作時(shí)的額定溫度，只要超出上述溫度的一種即為超溫運(yùn)行。

??? 長(zhǎng)時(shí)超溫的管子鋼由于原子擴(kuò)散加劇，導(dǎo)致鋼材組織發(fā)生變化，使蠕變速度加快，持久強(qiáng)度降低，因此管子達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命就提前爆破損壞。爆管大多發(fā)生在高溫過熱器管出口段的向火側(cè)及管子彎頭處，水冷壁管、凝渣管和省煤器等也時(shí)有發(fā)生。
在長(zhǎng)時(shí)超溫爆管過程中，蒸汽和煙汽等腐蝕介質(zhì)起了加速的作用。當(dāng)管壁溫度超過其氧化臨界溫度時(shí)，蒸汽和煙汽會(huì)使管壁產(chǎn)生一層較厚的氧化鐵；在管子脹粗時(shí)，這層氧化鐵將沿垂直于應(yīng)力的方向裂開；于是重新裸露的金屬在拉應(yīng)力和蒸汽或煙汽的作用下產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，加速裂紋擴(kuò)展，最終導(dǎo)致爆裂。故破口具有脆性斷裂特征，且往往有腐蝕產(chǎn)物存在于裂紋內(nèi)。

??? （二）短時(shí)超溫爆管

??? 鍋爐受熱面管子在運(yùn)行中冷卻條件惡化、干燒，使管壁溫度短期內(nèi)突然升高，溫度達(dá)到臨界點(diǎn)（Ac1）以上，鋼的抗拉強(qiáng)度急劇下降，管子應(yīng)力超過屈服極限，產(chǎn)生剪切斷裂而爆管，這種爆管稱為短時(shí)超溫爆管。

??? 短時(shí)超溫爆管大多發(fā)生在冷壁管燃燒帶附近及噴燃器附近的向火側(cè)和凝渣管上，省煤器和某些高壓鍋爐的屏式過熱器也偶有發(fā)生。

??? 由于短時(shí)超溫的管壁溫度高于Ac1，有時(shí)甚至高于Ac3，爆管時(shí)的汽水噴射猶如不同程度的淬火，因此，此時(shí)破口處的組織一般為低馬氏體或貝氏體；過熱器管破口也可能為珠光體和鐵素體組織。顯然，破口周圍管材的硬度會(huì)明顯增加。

??? 超溫爆管除結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)外，主要是超負(fù)荷運(yùn)行、操作不當(dāng)或管內(nèi)臟物堵塞等原因造成的。超負(fù)荷運(yùn)行會(huì)使對(duì)流過熱器出口溫度普遍升高，加劇了超溫現(xiàn)象，以致管子蠕變加速；起動(dòng)不正常而使燃燒發(fā)生劇烈變化、升壓速度快或爐膛發(fā)生滅火放炮等都會(huì)引起管子超溫；管內(nèi)臟物或鹽垢堵塞，會(huì)造成汽水循環(huán)不良，引起管子局部過熱而很快導(dǎo)致爆管。

??? （三）材質(zhì)不良引起的爆管

??? 材質(zhì)不良的爆管是指錯(cuò)用鋼材或使用了有缺陷的鋼材造成管子提早損壞。

??? 由于用錯(cuò)材料，實(shí)際上是一種超溫運(yùn)行。按照拉爾森─米列爾方程估算，超溫運(yùn)行將會(huì)使鋼管壽命大為縮短，有的甚至運(yùn)行數(shù)千小時(shí)即發(fā)生爆管。

??? 如材料本身存在裂紋、嚴(yán)重脫碳或夾雜等缺陷，或在安裝、檢修時(shí)使用了有折疊、結(jié)疤、裂口的鋼管，則管子強(qiáng)度將被嚴(yán)重削弱，在高溫運(yùn)行過程中缺陷部位易產(chǎn)生應(yīng)力集中，致使裂紋擴(kuò)展、缺陷擴(kuò)大而導(dǎo)致爆管。

??? 有缺陷的管子爆破，破口邊緣常?？梢苑殖蓛刹糠郑河腥毕莶糠制瓶谶吘壌植?，呈脆性斷口（破口缺陷豁開）；沒有缺陷的部分呈塑性斷口。

??? （四）腐蝕性熱疲勞裂紋損壞

??? 鍋爐受熱面管子的汽水分層、省煤器管汽塞、過熱器帶水、減溫減壓閥門間隙性開啟等，都會(huì)引起溫度的撥動(dòng)，造成交變熱應(yīng)力，產(chǎn)生熱疲勞裂紋。并且，在腐蝕性介質(zhì)作用下，這些管子上的疲勞裂紋特別容易產(chǎn)生在諸如表面粗糙、劃痕、腐蝕坑等腐蝕速度較大的有缺口區(qū)域，所以稱之為腐性熱疲勞裂紋。腐蝕性熱疲勞裂紋一般呈叢狀單行分布，并垂直于應(yīng)力方向。在管內(nèi)壁為橫向環(huán)狀裂紋，裂紋較短，斷口為帶疲勞特征的脆性斷口。
鍋爐受熱面管子在運(yùn)行過程中，管壁直接與高溫?zé)熎?、水和蒸汽接觸，也會(huì)產(chǎn)生其他腐蝕現(xiàn)象，引起管子過早的破裂損壞。象空氣預(yù)熱器等如在露天下工作，由于煙汽中有SO2，還會(huì)產(chǎn)生低溫腐蝕損壞。