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鍋爐省煤器管穿孔原因分析 |
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發布日期:2021/8/31 閱讀次數:4548 |
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江蘇中電環境工程有限公司是以先進的技術、高品質的產品、優質的售后服務為主導的規;煞葜破髽I!
公司位于有中國節能環保設備“硅谷”之稱的鹽城,系江蘇省鹽城市高新科技企業,公司秉承 “1%的錯誤導致100%的失敗” 的經營理念,奉行“從細節中來,到細節中去”的工作作風,建立了以“5S”管理為基礎的生產管理規范。通過對先進技術進行消化吸收,形成環保設備與工程技術二大支柱產業。
公司主要產品有鍋爐配件(省煤器、過熱器、集箱、空氣預熱器等);環保設備(各類除塵器),凈化設備(全生態凈水器、凈水工程設計、安裝、調試);富氧燃燒裝置(專利號2010120300358640、201020640039.7)(工程設計、安裝、調試);成功地為電力、化工、冶金、建材、醫藥、煙草、機械等行業提供產品和技術服務。
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某電廠一臺鍋爐于2002年底投入運行,在運行兩年多時間內省煤器管發生多次爆管漏水事故。2004年該鍋爐第三層省煤器管發生漏水現象,在恢復運行了兩個月后第二層省煤器管又出現漏水現象。
1、理化檢驗
1.1 宏觀檢驗
穿孔管段位于省煤器下部,其管外壁氧化皮呈片狀剝落,在穿孔附近剝落更為嚴重.管內壁存在較多大小及深度不一的圓形腐蝕斑及腐蝕凹坑,腐蝕凹坑的尺寸一般為< ;5mm ×1.2mm ~< ;1.5mm ×0.3mm ,凹坑內有黑色腐蝕產物;除此之外,管內壁上還存在大小不等的圓形腐蝕鼓包,直徑為1 ~5mm ,鼓包表面呈現磚紅色,其內有黑色粉末狀物,剝去鼓包可見到一潰瘍坑,坑內堆著黑色腐蝕產物,且腐蝕產物越多,腐蝕坑就越深. 在穿孔處及穿孔附近其管子壁厚都有減薄現象,最厚為2mm ,減薄了1mm;在穿孔處壁厚僅為0.2mm ,減薄了2.8mm ;在內壁腐蝕不很嚴重處,其壁厚也有減薄現象,表明該處壁厚減薄是由于外壁腐蝕而引起的.整段管子內壁水垢均很薄,水垢厚約為0.5mm.
1.2 金相檢驗
在穿孔部位截取縱向及橫向試樣,經磨制、拋光,在光學顯微鏡下觀察,該管子材料非金屬夾雜物按GB/T10561-1989《鋼中非金屬夾雜物顯微評定方法》標準評定為A1和D1(總量為2 級);橫截面試樣經4%硝酸酒精溶液侵蝕后觀察,管內壁有腐蝕凹坑,凹坑內充滿灰黑色氧化物;穿孔管子顯微組織為鐵素體+ 呈片狀的珠光體. 1.3 掃描電鏡及能譜分析
用PHILIPS 公司XL230 掃描電鏡(SEM 及DX24X 射線能譜色散譜(EDS)分別對穿孔處內外壁不同區域進行觀察。穿孔管內壁腐蝕鼓包處及腐蝕凹坑處經能譜分析含較多的氧,電鏡觀察到的腐蝕產物為氧化物,表明管子內壁發生了氧腐蝕。在穿孔管外壁檢測到較多的氧和硫,表明管子外壁受到氧和硫的腐蝕。 2、結果分析 (1)化學成分分析結果表明,省煤器管材料符合GB/T699-1998中20g 鋼的規定要求。
(2)金相檢驗結果表明,穿孔管材料中夾雜物含量不高,其顯微組織正常。
(3)穿孔管內壁水垢很薄,可判定該鍋爐給水硬度合格。
(4)穿孔管內壁存在較多大小不等的紅褐色鼓包,且其內有黑色粉狀物,剝去鼓包則呈現一潰瘍坑,這些是氧腐蝕的宏觀特征。金相檢驗及掃描電鏡也都觀察到了氧化物腐蝕產物。能譜分析結果表明,腐蝕鼓包及腐蝕凹坑處均含較多的氧,這也說明穿孔管內壁發生了較嚴重的氧腐蝕,表明了給水除氧處理不良。經調查,在運行過程中,除氧設備曾發生過故障,因未能及時修理導致了除氧不良。
(5)在穿孔管外壁檢測到較多的氧和硫,掃描電鏡也觀察到各種形態的腐蝕產物,表明了管子減薄處外壁產生了氧化腐蝕和硫腐蝕。經調查,上層省煤器曾數次發生爆管漏水現象,致使管內爐水大量噴射到下部爐管上,由于管子溫度較高,遇到爐水后會發生強烈氧化腐蝕,形成大量氧化皮剝落。硫腐蝕的產生是由于煙氣中含有一定量的SO2 和SO3 ,在正常狀態下,氣態的SO2 和SO3 在不很高的溫度下對金屬不產生腐蝕作用,但如果SO2 和SO3 遇到水就會生成弱的亞硫酸和硫酸,它們對金屬有腐蝕作用。由于上層省煤器泄漏水條件的存在,極易發生硫腐蝕。
另外,當省煤器溫度較低時,煙氣中的水蒸氣如果凝結成水,也會與煙氣中的SO2 和SO3 結合生成弱的亞硫酸和硫酸,并凝聚在省煤器管外表面,使其受到硫腐蝕,這種硫腐蝕通常發生在煙氣溫度低于“露點”時。據有關資料介紹,煙氣中SO2 和SO3 含量越高,則露點溫度越高,無SO3 的煙氣,露點約為50℃,若煙氣中含有少量SO3 ,就會使露點溫度明顯升高,可達120 ~160 ℃,管壁溫度愈低或煙氣的露點溫度越高,則愈易發生硫的低溫腐蝕。
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3、結論
該省煤器管在外壁受到嚴重氧化腐蝕和硫腐蝕的同時,給水中的溶解氧對其內壁也產生腐蝕,導致其在短時間內穿孔漏水。應該指出的是,外壁的氧化腐蝕為化學腐蝕,而內壁的腐蝕是溶解氧腐蝕,為電化學腐蝕,兩者腐蝕機理不同。 4、預防措施 (1)燃燒脫硫。使用添加劑(如石灰石、白云石等)以吸收或中和煙氣中的SO3 ,避免結露,從而減少煙氣中的SO3 含量,達到控制燃燒的目的。 (2)加強運行管理,切實做好除氧工作。
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