鍋爐管道的三大主要缺陷及分析

  在目前所發生的鍋爐事故中✘•✘，爐內熱力管道事故佔了三分之二左右•·◕✘•。而隨著鍋爐壓力及容量的增加✘•✘，管道事故的發生率也隨之上升•·◕✘•。一般來說✘•✘，電站鍋爐內的多種熱力管道✘•✘，如省煤器✘✘│、水冷壁✘✘│、過熱器✘✘│、再熱器等✘•✘，由於其工況不同✘•✘，在長期執行過程中會出現不同的缺陷•·◕✘•。俗話說▩·₪•◕：“知己知彼✘•✘，百戰不殆”✘•✘，為了提高檢測的性✘•✘，我們很有必要對熱力管道的主要缺陷進行了解•·◕✘•。

1✘✘│、水冷壁高溫腐蝕
水冷壁管的材料一般為20G鋼✘•✘，鍋爐壓力在14MPa以上時也有部分用Cr-Mo合金鋼✘•✘，如12CrlMoV•·◕✘•。管徑則與鍋爐的型別相關✘•✘，自然迴圈鍋爐水冷壁管外徑大多為50～82mm✘•✘，強制迴圈鍋爐與直流鍋爐水冷壁管外徑通常為20～61mm•·◕✘•。電站鍋爐水冷壁的常見缺陷有鼓包✘✘│、過熱爆管✘✘│、腐蝕✘✘│、磨損✘✘│、開裂等✘•✘，其中zui易發生的是腐蝕✘•✘，而在水冷壁管腐蝕中zui常出現且危害zui大的就是高溫硫腐蝕•·◕✘•。
高溫硫腐蝕中的硫主要是由於煤粉中的黃鐵礦（FeS2）在爐膛中融化✘•✘，其中未進行充分燃燒的部分會回落至水冷壁表面✘•✘，如果未燃帶自身存在一定的缺陷或者開裂✘•✘，FeS2顆粒就有可能直接附著在水冷壁管壁上•·◕✘•。FeS2受熱分解✘•✘，以及煙氣中的H2S與SO2反應均會產生遊離態的硫原子✘•✘，水冷壁管壁溫度通常在400℃左右✘•✘，在這個溫度下游離態的硫原子會與鐵發生硫化作用•·◕✘•。
zui後形成的硫化亞鐵是一種多孔結構的物質✘•✘，使得腐蝕可以沿管壁內部延伸✘•✘，並會在高溫狀態下繼續氧化✘•✘，zui終產物如下圖所示✘•✘，反應不斷進行時✘•✘，水冷壁管壁就會不斷髮生腐蝕減薄✘•✘，當厚度降低到一定值後將會引起水冷壁的爆管•·◕✘•。
2✘✘│、過熱器再熱器腐蝕
在電站鍋爐中✘•✘，過熱器管與再熱器管也是鍋爐事故多發的管道✘•✘，由於長期處於1000℃的煙氣中✘•✘，管內為450～650℃的過熱蒸汽✘•✘，這些管道通常採用耐高溫的低碳鋼和各種鉻鉬合金鋼等材料•·◕✘•。過熱器管外徑通常為30～60mm•·◕✘•。而事故主要是由於管道的磨損✘✘│、沖蝕✘✘│、氧化皮剝落堆積等原因造成的✘•✘，其中造成氧化皮剝落的原因就是管道的還原性腐蝕及氯腐蝕•·◕✘•。
還原性腐蝕及氯腐蝕均會與管壁上氧化皮發生反應✘•✘，使其失去對管壁的保護作用•·◕✘•。還原性氣氛的形成主要是由於煤粉的不充分燃燒導致的區域性缺氧✘•✘，而氯腐蝕中的氯主要是以氯化鈉的形式與水✘✘│、二氧化硫等反應生成氯化氫✘•✘，再與管壁氧化皮發生反應•·◕✘•。
當以上的反應發生後✘•✘，管壁表面的氧化皮被破壞脫落✘•✘，腐蝕性氣體會直接與管壁接觸✘•✘，使得腐蝕更為嚴重•·◕✘•。
3✘✘│、省煤器腐蝕

省煤器主要用於吸收低溫煙氣的熱量✘•✘，降低煙氣的排煙溫度✘•✘，通常採用外徑為30～50mm的碳鋼或鑄鐵管作為排氣管道•·◕✘•。而引起事故的主要缺陷為氧腐蝕✘✘│、低溫腐蝕和磨損•·◕✘•。

在鍋爐給水透過省煤器管時✘•✘，給水中存在的氧會與鐵發生反應✘•✘，生成鐵的氧化物Fe2O3與Fe3O4✘•✘，這就形成了所謂的氧腐蝕•·◕✘•。給水溫度越高越容易發生省煤器管內氧腐蝕✘•✘，但由於水中的氧的不斷消耗✘•✘，在高溫管段的腐蝕程度反而低於低溫管段✘•✘，氧腐蝕zui後在管壁形成的是點狀腐蝕坑•·◕✘•。
低溫腐蝕主要是由於煤中的硫燃燒生成二氧化硫✘•✘，與水蒸氣形成硫酸蒸汽✘•✘，進入省煤器的低溫受熱面後✘•✘，在溫度較低的受熱面上發生凝結而造成腐蝕✘•✘，因此也稱為硫酸腐蝕✘•✘，通常也會出現在空氣預熱器上•·◕✘•。
燃料中的硫含量越高✘•✘，導致燃燒時產生的二氧化硫越多✘•✘，越易導致低溫腐蝕；燃燒時的過量空氣係數越大✘•✘，也會使得腐蝕更加嚴重；鍋爐的給水溫度也會影響低溫腐蝕的發生✘•✘，給水溫度越低✘•✘，省煤器壁溫越低✘•✘，越容易產生低溫腐蝕•·◕✘•。注意控制低溫腐蝕的影響因素✘•✘，可以有助於減少省煤器管道腐蝕的發生•·◕✘•。