1 爆管事故情况
2005年1月4日,炉膛后墙乙向甲第60根水冷壁管(标高8ｍ)因内部侵蚀而爆管,爆口约5ｃｍ×5ｃｍ(见图1)。并吹损第59根管,同时查出第68根管壁外侧有严重的纵向裂纹(图2为从管壁内侧拍摄的照片),均换管处置。水压实验时,发现后墙乙向甲第44根管泄漏,乙侧墙后向前第33根管泄漏。处置后再次水压实验时,后墙的管子再次泄漏(标高约20ｍ)。1月12日,后墙乙向甲第39根管又发生爆管,爆口约3ｃｍ×3ｃｍ,处置后超压实验时,第40根管泄漏。从现场检查的情况看,内部侵蚀呈长条状,宽约30ｍｍ,侵蚀面呈蜂窝状。水冷壁管频仍爆漏,严重危及平安生产。
2 实验方式及成效
2.1 金相检验
水冷壁乙→甲第60根管(标高8ｍ)经金相检验(采用机械抛光,浸蚀液为4硝酸酒精,检验仪器为ＬＣ-500),金相组织为铁素体 珠光体,珠光体球化三级,见图3。管子内壁侵蚀坑凹凸不服,坑上笼盖有叠片状侵蚀产物,坑下金属的金相组织无脱碳现象,见图4、图5。
2.2 垢样测定
采用刮垢法测定,水冷壁乙→甲第60根管(标高8ｍ)爆破口四周结垢达630ｇ/ｍ2左右,侵蚀产物呈磁铁状,较疏松。由于从爆破口四周所收集的垢样目视可见不平均性,故将垢样依外状分成3份,用扫描电镜和Ｘ射线能谱仪划分进行了检测,其成效如表1所示,划分为氧化铁垢、硅酸盐水垢和铜垢。用转靶ＸＲａｙ衍射仪测定得知,垢样中氧化铁成份主要以Ｆｅ3Ｏ4的形式存在,Ｆｅ2Ｏ3的含较少。
3 爆管缘由分析
从谏壁发电厂#4汽锅水冷壁管爆破部位的外状、金相检验及垢样检测成效判定,合适碱侵蚀的基本特征[1]。首先,水冷壁管爆破口呈凿槽型,是碱性侵蚀的典型外形。其次,金相检验讲明,侵蚀坑下金属的金相组织无脱碳现象,完全破除了氢侵蚀致脆的可能性。第三,从爆破口四周金相检验及附着侵蚀产物的显微检测成效,可初步破除酸式磷酸盐侵蚀的可能性。金相检验成效讲明,侵蚀坑四周金相组织除发生三级球化(属中度球化,因垢下金属稍微过热引发)外,并没有侵蚀裂纹,显然侵蚀坑下金属的机械性能不成能发生较着变化,因而失效不能回属金属机械性能的变化而至。此外,显示酸式磷酸盐侵蚀的基本特征是侵蚀产物主要以磷酸亚铁钠的形式存在,而对3份垢样检测的成效均讲明不存在这类物资。粉末样及块状样2中虽检测出磷酸盐,但均未检测出钠;块状样1虽检测出较多的钠,但又未检测出磷酸盐。第四,从持久的炉水品统计成效可完全破除酸式磷酸盐侵蚀的可能性。酸式磷酸盐侵蚀的特征产物磷酸亚铁钠是磁性氧化铁与磷酸二氢钠、磷酸氢二钠(而不是磷酸三钠)发生反应的产物[2]。是以,发生酸式磷酸盐侵蚀的需要条件是炉水中持久含有酸式磷酸盐(包括磷酸二氢钠及磷酸氢二钠)。谏壁发电厂#4汽锅炉水持久处于高ｐＨ值(一般在10.0左右)状态(见图6),而磷酸根含凡是维持在3.5～7.0ｍｇ/Ｌ范围内。Ｎａ/ＰＯ4摩尔比Ｒ值总是跨越3.0,经常高达4.0以上,不成能存在酸式磷酸盐。相反,存在可观的游离氢氧化钠,具有较着的碱侵蚀倾向。综上所述,判定谏壁发电厂#4汽锅水冷壁管的侵蚀类型属于沉积物下的碱侵蚀。
4 结论
该高压汽包汽锅炉膛水冷壁管频仍爆管是由于炉水中存在过的游离碱和水冷壁管存在局部过热所引发的。