不銹鋼鍋爐管的失效類型主要有過熱破裂、磨損失效、腐蝕失效、焊接泄漏、鋼材誤用等。分析故障特征和原因，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

與機(jī)械設(shè)備相比，不銹鋼鍋爐管不存在運(yùn)動(dòng)機(jī)械的磨損、振動(dòng)和高疲勞等問題，但由于工作條件差，受純堿和水質(zhì)、運(yùn)行條件、煙囪等因素的影響。氣流及其他情況爆炸事故多發(fā)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年中鋁山西分公司熱電廠8#爐關(guān)閉15次，其中6次因3次爆炸關(guān)閉。 2004年關(guān)停7#爐7座，其中漏管3次，停爐4次，占57%。因此，防止不銹鋼鍋爐管爆炸成為提高電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。不銹鋼鍋爐管的主要失效類型有：過熱管破裂、磨損失效、腐蝕失效、熱疲勞失效、焊縫泄漏、鋼材誤用等。

1 過熱爆管

過熱管按溫度范圍的不同分為長期過熱管和短期過熱管。

1.1 管子長期過熱

如果過熱范圍不太大，材料的持續(xù)強(qiáng)度會(huì)下降，蠕變率會(huì)增加，不銹鋼管會(huì)膨脹直至破裂。這稱為長期過熱破裂。 1) 故障特征。斷口一般粗糙而脆，邊緣粗糙無光澤，一般呈陣風(fēng)狀小而膨大，外表面有厚厚的氧化膜，內(nèi)外壁有許多縱向裂紋。進(jìn)水口開不明顯，斷裂處的不銹鋼管周長通常增加較少，結(jié)構(gòu)變化頻繁。碳化物明顯球化，珍珠巖石墨化，有時(shí)偏析到晶界，使合金元素從固溶向碳化物轉(zhuǎn)變，在晶界形成蠕變孔，蠕變降低了材料的斷裂韌性和塑性。 2）失敗的原因。不銹鋼鍋爐管長期在過熱狀態(tài)下運(yùn)行，可能是鍋爐過載、汽水循環(huán)不良、燃燒中心偏離和內(nèi)部污染等原因造成的。管壁。 3) 預(yù)防措施。運(yùn)行工況穩(wěn)定、運(yùn)行溫度監(jiān)測、燃燒條件調(diào)整和改善、鍋爐酸洗、內(nèi)壁除垢

1.2 短期過熱管破裂

1) 故障特征。縫隙邊緣鋒利而薄，靠近縫隙的不銹鋼管有較大的鼓包，縫隙常呈大喇叭形，外壁未氧化，無與縫隙平行的軸向裂紋。裂紋部位的金屬組織結(jié)構(gòu)因過熱程度不同而不同淬火組織或淬火組織中常加入鐵素體裂紋硬度明顯高于其他部位管壁溫度為Ac1以下管子破裂后的組織拉拔鐵、體和珠光體，管壁溫度為Ac1Ac3或更高，組織由斷裂后噴射的工作液的冷卻能力決定，可分別得到低C馬氏體、貝氏體、珠光體和鐵素體.身體的力量，鋼鐵已經(jīng)急劇下降。

2）失敗的原因。異物堵塞不銹鋼管、鍋爐燃燒不穩(wěn)定、蒸汽流量低、汽水層、溫度控制不準(zhǔn)確、結(jié)垢等。

3) 預(yù)防措施。它去除爐內(nèi)的異物，穩(wěn)定操作條件，并改善燃燒條件。

2磨損失效

1) 故障特征。磨損區(qū)明顯，磨損變薄直至管子破裂，與粉煤灰的攻角為3045時(shí)磨損最大。

2）失敗的原因。煤質(zhì)差，飛灰伴有硬質(zhì)顆粒清潔不銹鋼管表面。 3) 預(yù)防措施。選擇合適的煤種，合理設(shè)計(jì)省煤器結(jié)構(gòu)，保證局部煙速不會(huì)過高，安裝阻流板，不銹鋼管表面安裝耐磨罩。

3 腐蝕失效

3.1 外管壁高溫腐蝕

1) 故障特征。裂紋短而粗，裂紋中充滿腐蝕性介質(zhì)和產(chǎn)物，具有腐蝕性硫的特性，開裂傾向超晶。

2）失敗的原因。

a) 燃料中的硫成分引起高溫腐蝕，燃燒后產(chǎn)生硫氧化物，使管外壁變薄腐蝕，因不能承受管內(nèi)壓力而發(fā)生破裂泄漏.

b) 管壁承受軸向交變應(yīng)力，這可能是由于鍋爐啟停時(shí)的熱脹冷縮，以及爐管振動(dòng)引起的。

3) 預(yù)防措施。改進(jìn)交變應(yīng)力集中區(qū)的構(gòu)件結(jié)構(gòu)，避免運(yùn)行時(shí)的機(jī)械振動(dòng)。

3.2 外管壁低溫腐蝕

它通常發(fā)生在煙道溫度較低的省煤器和空氣預(yù)熱器中，后者危害最大，在煙氣中，它被氣態(tài)SO和水蒸氣結(jié)合形成硫酸液體，加速外腐蝕。是管壁低溫段省煤器腐蝕造成泄漏的原因之一。在低溫下，SO被催化劑轉(zhuǎn)化并增加，這是與高溫腐蝕時(shí)產(chǎn)生的SO最大的區(qū)別，低溫腐蝕影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)，需要徹底預(yù)防和管理。預(yù)防。提高空氣預(yù)熱器冷酸溫度，采用低氧燃燒，降低煙氣露點(diǎn)，定期吹除油煙，保持受熱面清潔，使用耐腐蝕材料。

3.3 氧腐蝕

1) 故障特征。省煤器、過熱器、給水管內(nèi)壁腐蝕呈點(diǎn)狀或坑狀腐蝕區(qū)域無過熱可能存在腐蝕疲勞裂紋省煤器和給水管主要發(fā)生在運(yùn)行過程中，停爐時(shí)發(fā)生。

2）失敗的原因。 a) 管內(nèi)壁保護(hù)膜破裂，破裂時(shí)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。 b) 彎頭中的應(yīng)力集中會(huì)促進(jìn)點(diǎn)蝕。 c) 彎頭的熱沖擊使彎頭內(nèi)壁產(chǎn)生疲勞裂紋。 d) 爐子關(guān)閉時(shí)管道中有水。

3) 預(yù)防措施。使用前，加強(qiáng)對不銹鋼鍋爐管的保護(hù)，保持水質(zhì)合格，嚴(yán)格控制PH值和含氧量，注意鍋爐保護(hù)。

4 熱疲勞斷裂

此類損壞主要發(fā)生在金屬溫度變化較大的過渡點(diǎn)，如無保護(hù)套的汽包給水管孔、省煤器、水冷壁、下聯(lián)箱、減溫器等。

1) 故障特征。出現(xiàn)大量裂紋，但無明顯塑性變形，裂紋沿晶粒延伸，裂紋周圍存在腐蝕產(chǎn)物，珠光體量減少，通常伴有局部過熱和球化，組織為鐵素體和珠光體，和粒狀添加碳化物。

2）失敗的原因。溫度循環(huán)變化，導(dǎo)致更高的交變壓力和損壞，機(jī)械限制在應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋。

3) 預(yù)防措施。 a) 改進(jìn)構(gòu)件結(jié)構(gòu)以適應(yīng)熱負(fù)荷的強(qiáng)烈變化； b) 啟動(dòng)時(shí)，提高進(jìn)入集管等厚壁部件的供水溫度。 c) 控制減溫器的溫度。 d) 解除機(jī)械約束以減少應(yīng)力集中。

5 焊縫泄漏

焊縫質(zhì)量過低，造成作業(yè)時(shí)漏氣。主要的預(yù)防措施是加強(qiáng)焊縫質(zhì)量檢查。 1994年因蒸汽管道誤用鋼材發(fā)生鋁廠爆炸事故，采取了預(yù)防措施，如對鋼材在使用前和使用過程中進(jìn)行光譜分析，加強(qiáng)對鋼材的管理，防止誤用鋼材。金屬零件。