腐蝕爆管

由于外部介質(zhì)與受熱面管子發(fā)生化學作用或電化學作用而引起的爆管稱為腐蝕爆管 。雖然腐蝕爆管占總爆管數(shù)的比例較低 , 但由于具有突發(fā)性和不可預測性 ,腐蝕一旦發(fā)生 , 受損范圍較大 , 往往造成大面積的受熱面損壞 。

爆管按腐蝕發(fā)生的部位 ,可分為煙氣側(cè)腐蝕和水側(cè)腐蝕爆管 。

煙氣側(cè)腐蝕

煙氣側(cè)腐蝕又因產(chǎn)生的部位和條件不同 ,可分為高溫腐蝕和低溫腐蝕 。當燃用高水分高硫燃料時 ,高溫受熱面管子受到腐蝕 ,稱為高溫腐蝕 。低溫腐蝕則是指尾部低溫受熱面所受到的腐蝕 。

1.高溫腐蝕

由煙氣側(cè)高溫腐蝕而引起的爆管 , 有以下幾種腐蝕機理：

（1） SO2 、SO3 、H2S 等腐蝕性氣體作用；

（2）硫酸鹽型的高溫腐蝕機理；

（3）硫化物型的高溫腐蝕機理。

在破口附近可清楚地辨認出一大片腐蝕區(qū) , 腐蝕區(qū)凹凸不平; 在破口附近管壁減薄, 爆口呈拉裂狀 ,裂口較長。

腐蝕爆管與磨損爆管的區(qū)別在于: 磨損爆管附近管壁很光滑,并有一個磨損的棱角 ,而腐蝕爆管附近則凹凸不平 ,無明顯的棱角存在 ; 破口的金相組織無明顯變化 ,破口處晶粒拉長 ,為韌性斷裂; 煙氣側(cè)腐蝕爆管管壁外存在含硫的沉積物 ,靠近基體側(cè)一般為黑色沉積物 ,與管壁結(jié)合緊密。

2.低溫腐蝕

低溫腐蝕爆管主要發(fā)生在給水溫度較低的省煤器上。低溫腐蝕爆管的破口附近也有凹凸不平的腐蝕區(qū)存在 ,破口呈拉裂狀 ,金相組織無明顯變化 , 破口處晶粒拉長,為韌性斷裂 。

水側(cè)腐蝕

鍋爐爐管也會由于水側(cè)腐蝕導致爆管 , 水側(cè)腐蝕主要有鍋內(nèi)水局部濃縮引起的運行中腐蝕 , 給水含氧引起的氧腐蝕和因應力產(chǎn)生的苛性脆化等幾種。苛性脆化主要發(fā)生在脹接或鉚接鍋爐中, 大型電站鍋爐中較少見。

1.酸性腐蝕和堿性腐蝕

鍋內(nèi)水局部濃縮引起的運行中腐蝕的過程可描述如下：爐水在管內(nèi)沉積物下面 、蒸發(fā)受熱面的縫隙以及爐管內(nèi)產(chǎn)生汽塞的部位發(fā)生局部的濃縮 , 產(chǎn)生濃酸或濃堿, 破壞爐管內(nèi)表的 Fe3O4 保護膜, 從而造成了爐管金屬表面被酸堿腐蝕, 可分別稱為酸性腐蝕和堿性腐蝕。

堿性腐蝕常發(fā)生在多孔沉積物下面 , 爆口附近腐蝕產(chǎn)物與金屬表面附著性較差, 腐蝕產(chǎn)物中夾有磷酸鹽、硅酸鹽等爐水成分 ,除去腐蝕物后, 有凹凸不平的腐蝕坑 。由于在濃堿條件下氫離子少, 產(chǎn)生的氫且容易擴散出去,不會滲入鋼中造成脫碳現(xiàn)象,坑下金屬的金相組織和機械性能都沒有變化, 金屬仍保持其延展性,爆管是由于腐蝕破壞使管壁減薄過熱鼓包所致 。

酸性腐蝕常發(fā)生在比較致密的沉積物下面 ,由于在濃酸條件下氫離子濃度高 ,生成的氫不容易擴散出去,部分滲入到鋼中 ,和鋼中滲碳體 Fe3C 反應, 因此酸性腐蝕和氫脆現(xiàn)象總伴隨在一起。爆口附近腐蝕產(chǎn)物與金屬表面結(jié)合較牢固, 金屬表面存在腐蝕坑 。大部分爆口的內(nèi)壁表面脫碳, 管壁面多有微裂紋存在, 這些裂紋連成網(wǎng)狀, 多為沿晶破裂 。爆口脹粗不明顯, 破口斷面平齊 、粗鈍 ,呈脆性斷裂特征。

2.鍋爐的氧腐蝕

鍋爐的氧腐蝕是電化學腐蝕。氧腐蝕主要發(fā)生在省煤器入口段受熱面內(nèi)壁 ,嚴重時可達省煤器中部直到鍋爐水冷壁。其主要特征是潰瘍腐蝕 , 在被腐蝕的金屬表面形成許多小型鼓包, 其直徑差別很大 ,鼓包表面顏色由黃褐色到磚紅色 ,次層為黑色粉末物 ,金屬表面有腐蝕坑。爆口金相組織變化不明顯 ,為韌性斷裂。

鍋爐四管爆漏頻繁發(fā)生。鑒別這些損壞發(fā)生的原因有助于揭示鍋爐存在的隱患，如果不作處理，將會導致更為嚴重的問題。大部分損壞的原因都可歸結(jié)為幾個根本原因中的一個。全面的金相故障分析通常能揭示出其根本原因；然而，并不需要對所有損壞的管子都進行金相分析。損壞管子的外觀形貌能就損壞的原因提供有交織的訊息。這一訓息有助于縮小可能產(chǎn)生管子爆破原因的范圍，有時，結(jié)合一些鍋爐運行方面的知識就足以確定其損壞的原因。

本文列舉了一些腐蝕導致爆管的實例。但必須注意，僅根據(jù)外觀形貌無法區(qū)別許多損壞模式，某些時候不同的原因會導致看上去外觀形貌是相同的損壞。頻發(fā)的或嚴重的管子損壞必須通過一個合格的金相試驗室進行全面分析，以便能鑒別出真正原因。