热电厂锅炉水冷壁管爆管原因分析,此文是一篇水冷壁论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
水冷壁论文参考文献：
【摘 要】 通过材质成分分析、爆管宏观检验、显微组织分析和显微硬度测试,对开裂炉管开展爆裂原因分析.结果表明：管道材质符合GB 5310标准要求,爆管处附近存在碳化物在晶界聚集现象,珠光体中碳化物已经分散,并逐渐向晶界扩散,珠光体出现中度球化现象.水冷壁管爆裂是因炉管存在短期过热损坏,在内应力作用下产生裂纹,裂纹扩展至不能承受内压时产生瞬间爆裂.
【关键词】 锅炉；水冷壁管；爆裂；失效分析
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2018.01.013
Abstract：The reasons of pipe explosion of boiler water cooled wall pipe at thermal power plant were discussed byNchemical composition analyzing, macro test, microstructure observation and micro-hardness test. The results show that pipe material is accord with the standard of GB 5310, carbides gather at the grain boundary in vicinity of the explosion, carbides situated in pearlite already start to disappear and gradually spread to the grain boundary, pearlite appears moderate nodularizing. Boiler water cooled wall pipe cracks because of overheating in short time, crack forms under the influence of internal stress, the pipe fast cracks when crack expands and pipe can not bear internal pressure.
Key words：boiler； water cooled wall pipe； pipe explosion； failure analysis
工业锅炉水冷壁管的工作条件苛刻,长期承受高温、高压、炉气和水蒸气的冲刷腐蚀,是锅炉重要的部件之一[1-2].锅炉炉管发生爆管事故将会直接影响到企业的安全稳定运行和经济效益,降低炉管爆管次数是避免企业非计划停产及提高效益的有效措施[3-5].某石化公司热电厂锅炉在正常运行期间内,高温水冷壁管出现爆裂现象,导致锅炉停产,企业的安全生产受到影响,并给企业的长期安全运行带来了极大的隐患.锅炉水冷壁炉管用材质为20G钢,管道内部流动高压水汽混合物介质,压力为11MPa,温度为350℃.经现场勘查,发现一处直管部位的管壁形成开口裂纹,产生爆管,导致停产事故,为查明水冷壁管开裂原因,针对开裂炉管开展爆裂原因分析.
1 检验和分析
1.1 材料成分分析
水冷壁管材质为20G钢,其材质的化学成分见表1.经化学成分分析,其成分符合GB 5310-2008标准要求.
1.2 外观检验
从爆管的宏观照片可以看出,水冷壁管内无结垢现象,向火侧有一些肉眼可见的细微裂纹,并存在开裂的裂纹,其长度达到112.36mm,管壁有明显胀粗、减薄及变形现象.背火侧呈红褐色,外壁氧化层较厚,如图1所示.背火侧的壁厚为5.3mm,向火侧的壁厚为5.3mm,爆裂处的壁厚减薄为2.5mm.
1.3 显微组织观察
利用线切割设备分别在水冷壁管的背火侧、向火侧爆裂部位附近及向火侧裂纹处截取金相试样,截取的部位如图2所示.沿试样的纵向制备金相试样,试样经过打磨、抛光及腐蚀后,采用Leica光学显微镜对水冷壁管的向火侧爆裂及裂纹处和背火侧的显微组织进行观察,其显微组织如图3所示.
图3（a）为向火侧爆裂处的显微组织,其组织由铁素体和珠光体构成.珠光体区域中碳化物已明显分散,逐渐向晶界扩散,并在晶界上聚集,珠光体出现中度球化现象.图3（b）为向火侧裂纹处的显微组织,其组织由铁素体和珠光体构成,组织的总取向沿变形方向,带状不是十分明显.珠光体中碳化物已分散,在铁素体的晶界上有渗碳体的析出,珠光体形态尚明显.图3（c）为背火侧的显微组织,其组织由铁素体和珠光体構成,等轴晶铁素体上有1-2条连续的等轴铁素体带.珠光体形态尚明显.
1.4 显微硬度
显微硬度测量点分别选在炉管的背火侧、向火侧爆裂附近和裂纹处,测量结果见表2所示.结果表明炉管的维氏硬度在HV200～240之间,向火侧的硬度和背火侧的硬度值相差不大.
2 爆管原因分析
锅炉水冷壁管不仅受到炉内高温辐射热作用,还会受到管内流动介质的冷却作用,只有当两者达到平衡时,水冷壁管才能正常运行避免出现过热现象.
从锅炉水冷壁管宏观观察、微观显微组织分析及显微硬度测试结果来看,开裂失效水冷壁管的爆管处附近存在碳化物在晶界聚集现象,珠光体中碳化物已经分散,并逐渐向晶界扩散,珠光体呈现中度球化趋势,炉管在运行过程中出现较为严重的局部过热现象.
水冷壁管在正常运行时,工作温度约为350℃,当铁素体晶粒沿变形方向被拉长,珠光体中的渗碳体开始分散,炉管的工作温度接近于奥氏体开始相变的临界温度,炉管出现明显的过热现象.开裂的炉管内壁上无结垢,开裂破口较大且边缘呈锋利,位于开裂口较远处的部位存在一些肉眼可见的裂纹.在水冷壁向火侧没有发现脱碳现象,炉管的过热属于短期过热行为,锅炉水循环故障导致冷却条件急剧恶化,冷却条件急剧恶化是水冷壁管短期过热损坏的主要原因,炉膛内高温使管壁温度迅速超过材料的允许温度而过热损坏.
此外,由于炉管受内压作用产生塑性变形,水冷壁的温度发生变化导致壁温存在波动,交变热负荷迫使水冷壁管产生膨胀和收缩,炉管出现局部胀粗.当炉管所受的热应力过大时,在薄弱位置萌生裂纹源,在应力的作用下裂纹发生亚稳态及失稳态扩展,当裂纹扩展至不能承受内压时产生瞬间爆裂.
3 结论
1）锅炉水冷壁管为低中压锅炉用无缝钢管,其化学成分符合GB 5310-2008标准要求.
2）开裂失效水冷壁管的爆管处附近存在碳化物在晶界聚集现象,珠光体中碳化物已经分散,并逐渐向晶界扩散,珠光体出现中度球化现象.
3）水冷壁管爆裂是因炉管存在短期过热损坏,在内应力作用下产生裂纹,裂纹扩展至不能承受内压时产生瞬间爆裂.
【参考文献】
[1] 李青,公维平.火力发电厂节能和指标管理技术[M].中国电力出版社,2009.
[2] 王来,马海涛,韩双起,等.热电厂锅炉水冷壁管爆管泄露原因分析[J].金属热处理,2011,36（9）：260-264.
[3] 陈文秦.600MW超临界锅炉水冷壁爆管原因分析及对策[J].河北电力技术,2013,32（2）：52-54.
[4] 彭国达.锅炉水冷壁管爆管原因分析[J].理化检验-物理分册,2009,45（12）：768-774.
[5] 陈少峰.锅炉水冷壁管爆裂事故的原因分析[J].机电技术,2010（2）：144-145.
[6] 高压锅炉用无缝钢管：GB 5310-2008[S].
结论：关于水冷壁方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关锅炉水冷壁的作用论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
锅炉水冷壁管失效分析
摘 要：锅炉水冷壁管的失效问题是锅炉使用中最常出现也是较严重的问题，它主要是由于锅炉的受热面所处环境复杂，经常会因为炉内流动、传导热量以及燃烧过。
循环流化床锅炉水冷壁减薄原因分析
摘 要：针对在检验工程实际中发现的循环流化床水冷壁减薄的问题，本文通过锅炉结构形式和减薄部位的研究，分析炉膛水冷壁磨损减薄的主要因素和成因，进而。
刍议超临界机组锅炉螺旋水冷壁检修维护
摘 要：随着我国经济的快速增长，我国对超临界机组锅炉的刚性需求也越来越大，但是该锅炉在使用的过程中，其螺旋水冷壁会经常的出现一些故障，为了有效的。
600MW超临界机组锅炉水冷壁管损坏原因分析
摘 要：文章阐述了某电厂600 MW机组锅炉水冷壁典型故障、发生部位，并进行了详细的分析，提出相应的防范措施，为防止锅炉水冷壁管爆漏事件的发生，。