1概述克石化廠熱電廠1號鍋爐dg130/3.82-4型，是以燃煤為主，兼燒天然氣的兩用型中壓自然迴圈鍋爐，π型布置，背靠背結構，煤粉懸浮燃燒，固態排渣，鋼結構，室內布置。爐膛四角切向布置煤粉，天然氣燃燒器，無水平煙道，爐膛和後豎井皆由膜式壁組成，並布置有蒸汽和吹灰器裝置，採用輕型爐牆。
自投產以後，不到一年的時間，水冷壁中同一根爐管的同一部位，發生兩起爆破事故。為此對水冷壁第二次爆管進行失效分析，以給解決爆管問題提供技術依據。
2爆管部位的檢驗
2.1水冷壁爆管情況
第二次爆破的特徵比較複雜，在整個管段有一處57×34mm呈不規則矩形的嚴重爆破口，有兩處類似裂紋的穿透型破口，見圖1。另外，從穿透型破口中噴出的壓力為3.82mpa的汽水混合物將附近一根水冷壁管刺穿，見圖2。
圖中注出了金相取樣點。
2.2硬度測試
爆管的硬度檢測結果見表1，斷面中部測點對應各金相取樣點，由於爆管區域性硬度偏低，用布氏(hb)無法測定時，改用黎克特制(hld)檢測。
2.3厚度測試
爆管及洩漏管厚度測試見表2。
由上表看出，各管段向火面厚度小於相應的背火面。
2.4材質分析
材質分析見表3。
由上表看出，各管段材質符合20號鋼的標準。
3破口特徵
3.1爆破口的形貌
爆破口張口不是很大，呈現不規則矩形，長邊沿水冷壁管軸線方向；破口邊緣比較銳利，減薄較多，由厚度測試知道最薄處僅為0.18mm左右；破口斷裂面較為光滑，呈撕裂狀；破口處表面附近有明顯的脫層現象，仔細觀察有平行於破口的軸向細微的金屬紋路。從爆破口的形貌分析，該爆破口具有短期過熱爆管的破口特徵，但又夾雜了長期過熱爆管的一些徵狀，因此僅憑形貌特徵還不能斷定爆管的類別。
3.2裂紋型破口形貌
破口並不太大，是沿水冷壁軸向的裂紋，破口表面有一層比較厚的氧化皮，較脆，區域性有脫落現象。綜合分析上述特徵，破口具有蠕變斷裂的脆性斷口的形貌特徵，但需進一步分析驗證。
3.3沖刷洩漏管的形貌
破口呈現凹型，外表面在壓力為3..82mpa左右的高壓汽水混合物的衝擊下，呈現為光滑的曲面，由於衝擊力的作用，在受力最集中的地方，磨損也最大，同時又受管內汽水混合物壓力及爐膛熱應力作用，經過一定時間後被剌穿洩漏。
4爆破管的管徑變化情況
水冷壁管因過熱爆破之前，管徑總是脹粗的。水冷壁管的爆破，正是管徑脹粗超過了極限的結果。
由於水冷壁管有向火面與背火面之分，向火面管壁溫度高，因而蠕變速度較大，該處金屬強度也由於溫度過高而降低；背火面管壁溫度較低，因而蠕變速度也較小，而該處的金屬強度也由於溫度低而較高。這一現象在水冷壁管因短期超溫過熱爆管和長期過熱爆管均如此。在水冷壁管管徑脹粗的同時管壁也逐步變薄。
隨著管徑脹粗及管壁減薄的程度不同，應力分布也同時發生了變化，並最終常常在向火面處發生爆破。測量可知爆破管段的相對脹粗值在20.8左右，裂紋型破口相對脹粗值在8～18，比較而言，爆破口管段脹粗比裂紋型破口管段嚴重。
5破口的組織和效能變化分析
用pme-3金相顯微鏡對各破口組織和效能變化分析如下。
5.1爆破口處的組織
爆破口邊緣沿壁厚方向的金相組織為鐵素體珠光體碳化物顆粒粒狀貝氏體，鐵素體沿變形方向被拉長，碳化物明顯增加。從破口組織看出，該管子爆破超溫溫度未超過20號鋼的ac1(約735℃)但接近ac1點，因此在爆破時未形成奧氏體組織，而鐵素體產生變形。當管子爆破後，水冷壁管內溫度約300℃左右的汽水混合物從管內高速衝出，迅速冷卻破口，使爆破邊緣、組織內部碳原子重新分布，在奧氏體貧碳區開始形成大體平行的鐵素體板條，碳幾乎都富集到奧氏體中，鐵素體板條進一步長大並側向靠攏，最終將高碳奧氏體包圍起來成孤立小島。
板條鐵素體非常細小，難以辨認，只見到組合成的塊狀鐵素體，從而得到粒狀貝氏體。綜上所述，結合形貌特徵，該處
爆管應屬於短期過熱爆管。
5.2爆破口下端向火面組織
爆破口下端向火面的組織為鐵素體珠光體碳化物顆粒粒狀貝氏體。但鐵素體晶粒未發生變形，碳化物不明顯。從組織看，與爆破邊緣相似，這是因為水冷壁管爆破後，破口附近與破口邊緣有近似於熱處理過程的緣故。
5.3爆破口背火面組織
爆破口處背火面的組織為鐵素體珠光體碳化物顆粒，珠光體球化4級。與爆破口向火面組織相比較，組織中沒有粒狀貝氏體，這一區別比較明顯，主要因為背火面由於膜式壁的阻隔，由爆破口噴出的汽水混合物不能到達背火面的緣故。
5.4裂紋型爆破口(1)的組織
裂紋型破口(1)處的組織內部已發生嚴重的裂紋，其組織均為鐵素體晶界碳化物，鋼中滲碳體已分布在鐵素體的晶界上，珠光體全部球化，組織發生畸變。硬度值由管外壁沿徑向方向依次降低，迎火面235hld，斷面中部為124hb，而20號鋼的硬度為≤156hb。結合形貌分析，該管段屬於長期過熱爆管。
5.5裂紋型爆破口(2)的組織
裂紋型破口(2)的組織為鐵素體晶界碳化物，珠光體全部球化，組織發生畸變。由於破口(2)與破口(1)間隔距離較近，故其組織和效能類似。該處破口也屬於長期過熱爆管。
5.6洩漏管邊緣組織
洩漏管邊緣金相組織為鐵素體＋珠光體＋碳化物，珠光體球化4級，內壁側組織為鐵素體＋珠光體，是20號鋼的原始組織，珠光體球化3級。該點的硬度值比正常組織的硬度值低，強度已有所下降。
5.7洩漏管洩漏部位下端向火面組織
洩漏管洩漏部位下端向火面組織為鐵素體珠光體，是20號鋼的正常組織，這與爆破管噴出的汽水混合物連續冷卻該刺穿部位有一定關係，其硬度由管內壁沿徑向方向下降，低於正常組織硬度值，強度有所下降。
5.8洩漏管背火面組織
洩漏管洩漏部位背火面組織為鐵素體珠光體碳化物，珠光體球化３～4級。硬度值遠低於156hb，說明強度有所下降。
6結論(1)水冷壁爆破管和沖刷洩漏管的材質符合20號鋼的材質要求。
(2)水冷壁爆管段爆口邊緣、下端及背火面組織中珠光體都有不同程度的球化(3～5級)，且外壁球化較內壁嚴重，晶界上有碳化物析出，鐵素體晶粒沿爆管變形方向被拉長，晶粒長大。由爆口特徵及組織分析，此爆管屬短期過熱爆管。
(3)水冷壁裂紋型爆管段的珠光體已完全球化，組織為鐵素體和碳化物，碳化物大量分布在鐵素體的晶界上，晶粒沿周向被拉長，組織中有蠕脹裂紋。由爆口特徵及組織分析，此爆管屬長期過熱爆破管。
(4)洩漏管的洩漏部位及其背火面組織珠光體，呈現不同程度的球化現象(3～4級)，外壁較內壁嚴重，晶界上有碳化物析出。洩漏部位下端組織為鐵素體和珠光體，未見
異常變化。
(5)洩漏管水冷壁斷面靠近內壁側有帶狀組織分布，按照yb31-64a列標準確定帶狀組織程度為一級。有關資料表明，帶狀組織使鋼機械效能產生各向異性，即沿著帶狀縱向的強度高，韌性好，橫向的強度低，韌性差。
(6)水冷壁爆管處晶粒長大，根據yb-77標準判定晶粒度7級。其餘晶粒度正常。
(7)水冷壁管向火面與背火面的組織是有差異的，這是因為向火面與背火面所處的溫度水平不相同的緣故。總的來說向火面的硬度下降，強度降低，但當水冷壁發生短期過熱爆管或長期過熱爆管時，爆破口邊緣及爆管區域性的組織也是有差異的。
(8)綜合上述分析，可以看出爆管的主要原因應是水迴圈設計問題，導致爆破管水迴圈不良，而爐膛內積灰結渣惡化了鍋爐傳熱，使爆破管受熱更差，最終導致爆管。要徹底解決問題，必須從水迴圈系統及鍋爐結渣兩方面進行分析和採取措施。
超臨界直流鍋爐水冷壁爆管原因分析及處理措施
技術應用 一 工 新建超臨界直流鍋爐水冷壁爆管原因 分析及處理措施 修延峰 張欽 崔雄華 蒙東能源 內蒙古呼倫貝爾 西安熱工研究院 陝西西安 能譜測試等方法對垂直段水冷壁爆管原因進行了分 引言 某電廠 超臨界鍋爐於 年 月開工建設，鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責任公司生產的 一 一 直流鍋爐。號鍋爐於 年...
鍋爐水冷壁爆管的原因及防範措施
2 鍋水加入磷酸鈉，生成不溶性的磷酸鈣ca3 po4 2 磷酸鎂mg3 po4 2等沉澱物懸浮於水中，使鍋爐不結水垢。如果加藥量控制不好或加藥裝置有故障，會失去加藥效果 3 連續排汙排出汽包水表面的懸浮物，降低含鹽量和鹼度。定期排汙可排出集聚在水冷壁下聯箱的水渣及沉澱物。若鍋水監控不夠或排汙效果不好...
2019熱力公司鍋爐水冷壁爆管事故應急演練方案
2015熱力公司 鍋爐水冷壁爆管事故應急演練方案 熱力公司 1 鍋爐水冷壁爆管事故應急演練方案 一 演習類別 事故類別 鍋爐水冷壁爆管事故 二 演練專案 現場模擬演練 1號20t鍋爐水冷壁爆管事故 三 演習時間 2015年1月 14日 四 演習地點 鍋爐房 五 演習目的 為了有效預防 及時控制和消除...