電廠鍋爐水冷壁鍋爐防磨氫腐蝕爆管

當(dāng)金屬和周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學(xué)作用和電化學(xué)作用而引起的破壞叫做金屬腐蝕。金屬腐蝕現(xiàn)象十分普遍。電站金屬材料可發(fā)生氫腐蝕、氧腐蝕、硫腐蝕、應(yīng)力腐蝕等多種腐蝕。在高溫下，鋼中的碳及滲碳體與滲入的氫發(fā)生反應(yīng)，生成甲烷，致使鋼內(nèi)部脫碳并形成裂紋，稱之為氫腐蝕。氫腐蝕是一種不可逆的反應(yīng)，形成速度快，破壞性強，對電廠的安全生產(chǎn)造成很大威脅。國內(nèi)不少電站鍋爐都發(fā)生過水冷壁管的氫腐蝕，不僅嚴(yán)重影響了電廠的安全運行、經(jīng)濟效益，而且?guī)砹瞬焕纳鐣绊憽?/span>

為減少此類事件的發(fā)生，有必要對水冷壁氫腐蝕爆管進行分析與探討。

一、氫腐蝕爆管的判定

水冷壁發(fā)生爆管的原因是多種多樣的。水冷壁發(fā)生爆管后，要從多方面對爆管的性質(zhì)進行判定。

水冷壁氫腐蝕爆管的一般判定程序如下。

1 宏觀分析

氫腐蝕主要發(fā)生在水冷壁管的向火側(cè)的高負荷區(qū)。水冷壁氫腐蝕爆管的宏觀形貌。爆口附近管徑基本沒有脹粗，邊緣粗鈍，爆口管壁減薄較少，呈脆性破壞。管壁內(nèi)表面有明顯的腐蝕區(qū)，腐蝕區(qū)內(nèi)可見大小不一、深度不等的的腐蝕坑，蝕坑呈潰瘍狀，有彎彎曲曲的小溝道。腐蝕產(chǎn)物可用銳器剝離。爆口處管內(nèi)壁有堅硬的褐紅色腐蝕產(chǎn)物，內(nèi)壁腐蝕使管壁減薄，在*薄處爆管。

2 微觀分析

對爆破管進行金相分析，觀察裂紋的形態(tài)、深度及金相結(jié)構(gòu)情況，結(jié)果如下：

1.拋光后(未浸蝕)，在顯微鏡下觀察爆口處和管內(nèi)壁，發(fā)現(xiàn)存在大量黑色彎曲狀微裂紋，裂紋內(nèi)無腐蝕產(chǎn)物。

2.爆口處浸蝕后的試樣。圖中基體組 織為鐵素體加珠光體。在整個視野內(nèi)，珠光體量明顯減少，黑色條狀為晶間微裂紋。從管壁的內(nèi)表面一直深入到基體的內(nèi)部，數(shù)量極多。裂紋在脫碳層內(nèi)產(chǎn)生，離內(nèi)壁愈近處，晶間裂紋較多，珠光體量明顯減少;離內(nèi)壁愈遠處，晶間裂紋較少，珠光體量接近正常。小裂紋呈網(wǎng)狀分布，大裂紋是由大量的微小裂紋組成。只要有裂紋經(jīng)過的地方，就會有明顯的脫碳現(xiàn)象，脫碳程度由內(nèi)壁向外壁逐漸減少。管內(nèi)壁的金相結(jié)構(gòu)，珠光體已完全消失，形成了脫碳層，這是氫與鋼中的碳結(jié)合所造成的。這些微裂紋破壞金屬晶粒之間的聯(lián)系，致使金屬的強度和塑性降低。塑性變形能力降低的水冷壁管在外力的作用下，*終發(fā)生脆性破壞。

3. 脫碳層與正常金相結(jié)構(gòu)之間的過渡區(qū)。離開內(nèi)壁愈近的，則晶間裂紋較多，而珠光體量變少;離開內(nèi)壁愈遠的，則晶間裂紋較少，而珠光體量變多。

4. 離開腐蝕區(qū)較遠處水冷壁管母材金相結(jié)構(gòu)正常，未發(fā)現(xiàn)晶間裂紋，也沒有脫碳現(xiàn)象，其金相結(jié)構(gòu)為正常結(jié)構(gòu)。當(dāng)金屬和周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學(xué)作用和電化學(xué)作用而引起的破壞叫做金屬腐蝕。金屬腐蝕現(xiàn)象十分普遍。電站金屬材料可發(fā)生氫腐蝕、氧腐蝕、硫腐蝕、應(yīng)力腐蝕等多種腐蝕。在高溫下，鋼中的碳及滲碳體與滲入的氫發(fā)生反應(yīng)，生成甲烷，致使鋼內(nèi)部脫碳并形成裂紋，稱之為氫腐蝕。氫腐蝕是一種不可逆的反應(yīng)，形成速度快，破壞性強，對電廠的安全生產(chǎn)造成很大威脅。國內(nèi)不少電站鍋爐都發(fā)生過水冷壁管的氫腐蝕事件，不僅嚴(yán)重影響了電廠的安全運行、經(jīng)濟效益，而且?guī)砹瞬焕纳鐣绊憽?/span>

為減少此類事件的發(fā)生，有必要對水冷壁氫腐蝕爆管進行分析與探討。

一、氫腐蝕爆管的判定

水冷壁發(fā)生爆管的原因是多種多樣的。水冷壁發(fā)生爆管后，要從多方面對爆管的性質(zhì)進行判定。

水冷壁氫腐蝕爆管的一般判定程序如下。

1 宏觀分析

氫腐蝕主要發(fā)生在水冷壁管的向火側(cè)的高負荷區(qū)。水冷壁氫腐蝕爆管的宏觀形貌。爆口附近管徑基本沒有脹粗，邊緣粗鈍，爆口管壁減薄較少，呈脆性破壞。管壁內(nèi)表面有明顯的腐蝕區(qū)，腐蝕區(qū)內(nèi)可見大小不一、深度不等的的腐蝕坑，蝕坑呈潰瘍狀，有彎彎曲曲的小溝道。腐蝕產(chǎn)物可用銳器剝離。爆口處管內(nèi)壁有堅硬的褐紅色腐蝕產(chǎn)物，內(nèi)壁腐蝕使管壁減薄，在*薄處爆管。

2 微觀分析

對爆破管進行金相分析，觀察裂紋的形態(tài)、深度及金相結(jié)構(gòu)情況，結(jié)果如下：

1.拋光后(未浸蝕)，在顯微鏡下觀察爆口處和管內(nèi)壁，發(fā)現(xiàn)存在大量黑色彎曲狀微裂紋，裂紋內(nèi)無腐蝕產(chǎn)物。

2.爆口處浸蝕后的試樣。圖中基體結(jié)構(gòu)為鐵素體加珠光體。在整個視野內(nèi)，珠光體量明顯減少，黑色條狀為晶間微裂紋。從管壁的內(nèi)表面一直深入到基體的內(nèi)部，數(shù)量極多。裂紋在脫碳層內(nèi)產(chǎn)生，離內(nèi)壁愈近處，晶間裂紋較多，珠光體量明顯減少;離內(nèi)壁愈遠處，晶間裂紋較少，珠光體量接近正常。小裂紋呈網(wǎng)狀分布，大裂紋是由大量的微小裂紋組成。只要有裂紋經(jīng)過的地方，就會有明顯的脫碳現(xiàn)象，脫碳程度由內(nèi)壁向外壁逐漸減少。管內(nèi)壁的金相結(jié)構(gòu)，珠光體已完全消失，形成了脫碳層，這是氫與鋼中的碳結(jié)合所造成的。這些微裂紋破壞金屬晶粒之間的聯(lián)系，致使金屬的強度和塑性降低。塑性變形能力降低的水冷壁管在外力的作用下，*終發(fā)生脆性破壞。

3. 脫碳層與正常金相結(jié)構(gòu)之間的過渡區(qū)。離開內(nèi)壁愈近的，則晶間裂紋較多，而珠光體量變少;離開內(nèi)壁愈遠的，則晶間裂紋較少，而珠光體量變多。

4. 離開腐蝕區(qū)較遠處水冷壁管母材金相結(jié)構(gòu)正常，未發(fā)現(xiàn)晶間裂紋，也沒有脫碳現(xiàn)象，其金相結(jié)構(gòu)為正常結(jié)構(gòu)。