(3)產(chǎn)生脫碳，碳化物大部或全部消失，剩下的主要是鐵素體晶粒。內(nèi)壁存有Fe₃O₄氧化物。

? 2、損壞原因

? 過熱器部分鋼管被堵塞或受熱偏差、水力偏差的影響，使管內(nèi)工質(zhì)流量減少，造成其壁溫明顯升高，而使蒸汽與管壁金屬發(fā)生如下反應(yīng)：

??? 4H20+3Fe—Fe304+8H

??? 產(chǎn)生的氫原子穿入晶粒之間，與擴(kuò)散來的碳發(fā)生如下反應(yīng)并產(chǎn)生脫碳：

??? 4H+C→CH4

??? 所生成的甲烷(CH4)在晶粒之間不斷聚集，產(chǎn)生很高的壓力，導(dǎo)致沿晶破裂，造成元件失效。

? 3、判別方法

??? (1)進(jìn)行斷口觀察分析。

??? (2)進(jìn)行顯微組織分析，必要時(shí)，應(yīng)進(jìn)行相分析，以確定氧化物的結(jié)構(gòu)，使結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。

??? 氫的腐蝕主要產(chǎn)生于沸騰管內(nèi)壁遭受明顯腐蝕之處。

(五)高溫氧化(煙氣腐蝕)

??? l、損壞特征

??? (1)當(dāng)壁溫超過鋼的抗氧化極限溫度時(shí)產(chǎn)生這類腐蝕。

??? (2)產(chǎn)生明顯的氧化皮(Fe203、Fe304和FeO)。

??? (3)表面脫碳現(xiàn)象嚴(yán)重。

??? 2、損壞原因

? 煙氣中的氧在高溫下對(duì)管壁氧化并產(chǎn)生脫碳現(xiàn)象，使元件的有效壁厚減薄，強(qiáng)度遭到損傷。

? 3、判別方法

? 進(jìn)行元件的表面觀察，了解運(yùn)行工況后進(jìn)行顯微組織觀察分析，必要時(shí)輔之以相分析。

(六)垢下腐蝕

? 1、損壞特征

? (1)一般產(chǎn)生在水冷壁向火側(cè)內(nèi)壁，常處于燃燒器標(biāo)高位置。

? (2)腐蝕呈貝殼狀向下凹陷，直徑可達(dá)幾十毫米。

? (3)元件內(nèi)壁有時(shí)沉積含有氧化鐵及氧化銅的水渣。

? 2、損壞原因

? 元件內(nèi)壁上沉積的氧化物與管壁所產(chǎn)生的一種電化學(xué)腐蝕，以及腐蝕產(chǎn)物下面的蒸汽腐蝕所造成的損壞。

? 3、判別方法

? (1)了解產(chǎn)生的部位和條件，觀察腐蝕破壞的形狀。

? (2)進(jìn)行垢的化學(xué)成分分析，以確定垢的組成及含量。

? (3)分析給水中的含氧量和酸價(jià)。

? ??(七)石墨化

??? 1、損壞特征

??? (1)鍋爐元件在450℃以上的高溫下長(zhǎng)期(幾萬小時(shí)以上)作用后產(chǎn)生石墨化，其裂口粗糙，呈脆性破壞。

??? (2)鋼中的珠光體已明顯球化，沿晶粒邊界出現(xiàn)石墨。

??? (33鋼的沖擊韌性明顯下降，其它力學(xué)性能指標(biāo)也有所下降。

??? (4)在焊縫處容易出現(xiàn)這種損壞。

??? 2、損壞原因

??? 這種損壞是在高溫長(zhǎng)期作用后，滲碳體分解而造成的結(jié)果。

??? FeaC--"3Fe+C(石墨)

??? 3、判別方法

?? ?采用顯微分析

(八)熱脆性

??? 1、損壞特性

??? (1)在400~500"C溫度區(qū)間長(zhǎng)期工作(約1000小時(shí)以上)出現(xiàn)脆裂，但無明顯的塑性變形。

??? (2)鋼的沖擊韌性明顯下降，其它力學(xué)性能則變化不大。

??? (3)沿晶界和晶內(nèi)出現(xiàn)碳化物。

??? 2、損壞原因

??? 鋼在高溫作用下析出碳化物，使其產(chǎn)生脆化。

??? 3、判別方法

??? 了解產(chǎn)生損壞的溫度條件，觀察破口，進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)定及金相分析。

(九)熱疲勞

??? 1、損壞特征

(1)這種損壞多發(fā)生在金屬溫度變化幅度大的交變處，如鍋筒上未加保護(hù)套管的給水管孔(圖6-5)，接近水平的沸騰管，省煤器、水冷壁下集箱，減溫器及再熱器元件。

? (2)產(chǎn)生大量的裂紋，但無明顯的塑性變形。裂紋為沿晶內(nèi)擴(kuò)展。

? 2、損壞原因

? 由于金屬溫度周期性變化，產(chǎn)生過高的交變應(yīng)力而造成損壞。

? 3、判別方法

了解裂紋產(chǎn)生的位置及產(chǎn)生的條件，觀察宏觀裂紋的特征，顯微分析裂紋的性質(zhì)。表12—4為損壞特征與損壞原因的對(duì)照，供實(shí)際失效分析時(shí)參考。

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四、電站鍋爐元件的失效控制

鍋爐元件的冶金、制造及運(yùn)行質(zhì)量控制不良會(huì)造成其損壞而影響正常使用。故應(yīng)從以下幾方面加以控制：

??? (一)鋼材質(zhì)量控制

??? 鋼材的冶金質(zhì)量及鍋爐元件制造中的鋼材的質(zhì)量控制，是保證鍋爐機(jī)組安全可靠地運(yùn)行的關(guān)鍵，一旦造成失控，會(huì)帶來很大的危害。例如，在運(yùn)行中，某臺(tái)高壓鍋爐，由于過熱器管道有直道，先后發(fā)生幾次爆管。一臺(tái)超高壓鍋爐過熱器鋼管有分層，導(dǎo)致運(yùn)行中爆管。一臺(tái)高壓鍋爐過熱器管件，由于制造時(shí)鋼種用錯(cuò)，誤將20鋼當(dāng)12CrlMov鋼使用，結(jié)果運(yùn)行一年左右就產(chǎn)生爆管。一臺(tái)200Mw超高壓鍋爐過熱器基于同樣的原因，在試運(yùn)行不久即產(chǎn)生爆管而被迫停運(yùn)。

??? (二)焊接質(zhì)量控制

??? 焊接質(zhì)量控制是鍋爐生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，它對(duì)鍋爐元件運(yùn)行中的影響是人所共知的，為此，必須給以高度的重視。某臺(tái)超高壓鍋爐的省煤器管焊縫有弧坑，運(yùn)行中高壓水從弧坑處噴出，沖斷附近的幾根管子。有的電廠臨界鍋爐水冷壁集箱管座角焊縫質(zhì)量不良，運(yùn)行中管子泄漏，被迫停爐。一臺(tái)進(jìn)口鍋爐，由于在集箱封頭的自動(dòng)焊口上有400mm的未焊透，其中最薄處僅為10mm，在運(yùn)行10年后，突然發(fā)生飛裂事故。國(guó)產(chǎn)一臺(tái)50MW鍋爐鍋筒，經(jīng)多年運(yùn)行后在下降管角焊縫處有裂紋而進(jìn)行檢修。

(三)運(yùn)行質(zhì)量控制

?? ?加強(qiáng)鍋爐元件運(yùn)行中的質(zhì)量控制，不僅可以防止其損壞，而且可使其壽命得到提高，在超期服役條件下仍處于良好的工作狀態(tài)。如果元件超溫運(yùn)行，往往會(huì)造成短時(shí)或長(zhǎng)時(shí)超溫爆管、石墨化、熱疲勞等現(xiàn)象的產(chǎn)生。這樣的事例為數(shù)較多。在運(yùn)行中由于腐蝕而造成的損壞也時(shí)有發(fā)生。鍋爐水冷壁管由于焊口附近產(chǎn)生垢下腐蝕，從而引起穿孔或爆管。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有的電廠在鍋爐運(yùn)行7000h左右即發(fā)生由于腐蝕而引起爆管，也有在運(yùn)行20000h以后才發(fā)生爆管。一般來說，當(dāng)水冷壁垢厚達(dá)2～4mm以后就開始腐蝕，導(dǎo)致穿孔或爆管。空氣預(yù)熱器由于受硫酸腐蝕而產(chǎn)生損壞，特別是燒含硫較高的重油時(shí)，往往僅用一年左右。

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