鍋爐受熱面材料失效原因防范措施

1、淺談鍋爐受熱面材料失效原因及防范措施摘要本文首先介紹鍋爐受熱面鋼材的基本要求，分析材質(zhì)問(wèn)題造成的受熱面失效原因。關(guān)鍵詞鍋爐受熱面材料缺陷失效分析刖言鍋爐受熱面失效的研究和預(yù)防是鍋爐檢驗(yàn)和監(jiān)察人員要探討的重要課題。本文針對(duì)工業(yè)鍋爐和電站鍋爐受熱面失效的問(wèn)題，介紹失效機(jī)理及其產(chǎn)生原因，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。鍋爐受熱面失效的原因各式各樣，多數(shù)情況下不是一種而是多種因素共同作用造成的，這實(shí)際上和受熱面的設(shè)計(jì)、選材、制造、檢查、運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行、檢修等各個(gè)環(huán)節(jié)的因素都有密切的關(guān)系。有時(shí)某一種因素又和其它幾種因素息息相關(guān)，難以判別主要原因和次要原因，給事故的整改工作帶來(lái)許多不便。因此分析受熱面失效的原因時(shí)

2、，必須從材質(zhì)、設(shè)計(jì)制造、安裝以及運(yùn)行等多方面的情況入手，并結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行綜合分析和判斷。切忌只根據(jù)局部的表面現(xiàn)象，以偏概全、生搬硬套地下定論。在鍋爐受熱面的失效分析之前，首先必須做好前期的調(diào)查和資料收集工作，為后續(xù)系統(tǒng)全面地進(jìn)行研究分析打好基礎(chǔ)。根據(jù)多年來(lái)的實(shí)踐工作和經(jīng)驗(yàn)，通常先從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行著手：(1) 查看鍋爐設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算資料(包括大修和改造部分)；(2) 查看電廠運(yùn)行記錄和煤質(zhì)分析報(bào)告(上次大修和改造至今)；（3）查看安裝公司產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告和技術(shù)整改通知單（包括大修和改造部分）；（4）查看爆管事故記錄和檢修報(bào)告（上次大修和改造至今）；（5）查看鍋爐的定期檢驗(yàn)報(bào)告（包括大修和

3、改造部分）；（6）現(xiàn)場(chǎng)勘察和記錄，拍好失效部件的照片或視頻（最好是保存完好的事故現(xiàn)場(chǎng)）；（7）詢問(wèn)相關(guān)運(yùn)行和檢修人員事故發(fā)生前后的情況，并做好記錄。通常我們把造成鍋爐受熱面失效的常見(jiàn)原因分成三大類問(wèn)題：材質(zhì)方面的問(wèn)題、設(shè)計(jì)制造安裝方面的問(wèn)題以及運(yùn)行方面的問(wèn)題?，F(xiàn)根據(jù)鍋爐受熱面常見(jiàn)的材質(zhì)方面的失效機(jī)理，進(jìn)行分析和討論。1. 鍋爐受熱面鋼材的基本要求（1）有足夠的持久強(qiáng)度和抗蠕變的能力；（2）較高的高溫抗氧化能力；（3）良好的組織穩(wěn)定性能；（4）良好的焊接和加工性能。2. 鍋爐受熱面常用鋼材的特性和用途（1）碳鋼20/gb3087和20g/gb5310碳鋼管在高溫下運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生珠光體球化，450C以

4、上長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)還會(huì)產(chǎn)生石墨化，因此其最高使用溫度通常限制在450C以下。材料的焊接和各項(xiàng)加工性能優(yōu)良，主要用于電站鍋爐中水冷壁管、省煤器管、鍋爐尾部包墻過(guò)熱器管以及部分低溫過(guò)熱器管。（2）15crmog/gb5310材料在520C以下時(shí)，有足夠的持久強(qiáng)度和良好的高溫抗氧化能力。550C以上時(shí)，材料抗蠕變的能力顯著下降。長(zhǎng)期在500550C運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生碳化物球化現(xiàn)象，使強(qiáng)度降低。材料焊前須預(yù)熱（小口徑薄壁管除外）、焊后需回火，機(jī)械加工性能和冷應(yīng)變塑性良好。主要用于電站鍋爐中頂棚過(guò)熱器管、鍋爐尾部包墻過(guò)熱器管以及部分低溫過(guò)熱器管以及超臨界鍋爐的水冷壁管。（3）12cr1movg/gb5310材料在

5、580C以下時(shí)，有良好的持久強(qiáng)度、抗氧化能力以及較高的持久塑性。600C以上時(shí)，材料抗氧化能力顯著下降，氧化膜易脫落。長(zhǎng)期在540570C運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生碳化物球化現(xiàn)象，使強(qiáng)度降低。材料焊接和加工工藝性能良好。因此廣泛用于壁溫小于580C的過(guò)熱器管和汽溫小于545C的蒸汽管道上。（4）12cr2mowvtib（鋼研102）材料的耐熱性較高、有較高的持久強(qiáng)度，其機(jī)械結(jié)果性能良好，但對(duì)焊接和熱處理要求較高，穩(wěn)定性較差。主要用于壁溫在600620C以下的高溫過(guò)熱器管和高溫再熱器管。在新設(shè)計(jì)的電站鍋爐中逐漸被其它新材料（如t22、t91和tp304h等）取代。（5）t91（p91）屬于馬氏體不銹鋼，具有較高的抗拉強(qiáng)度、高溫蠕變強(qiáng)度和高溫持久強(qiáng)度、高的韌性和高的抗氧化能力，有低的熱膨脹系數(shù)和良好的導(dǎo)熱性能。