一台锅炉水冷壁管爆裂原因分析

一台锅炉水冷壁管爆裂原因分析

摘 要 工业锅炉水冷壁管是锅炉关键部件之一，长期承受高温，高压，炉气，水蒸汽的腐蚀和冲刷，工作环境恶劣。水冷壁管爆裂往往造成巨大的人身伤亡和财产损失。苏州市某厂一台DZL4-13型快装锅炉1998年10月制造，2002年8月移入该厂投入使用。该锅炉额定压力1.27MPa，实际使用压力1.0MPa，水冷壁管材料为20钢，规格为φ63.5×3.5（GB3087）。在运行3年后发生水冷壁管爆裂，大量的高温，高压的汽水喷出，造成锅炉无法正常运行而紧急停炉。经检验发现是在炉膛左侧前数水冷壁第七根管发生爆管，其左右相邻三根管子均有不同程度胀粗现象。

关键词 锅炉；水冷壁管；爆裂

1 概况

工业锅炉水冷壁管是锅炉关键部件之一，长期承受高温，高压，炉气，水蒸汽的腐蚀和冲刷，工作环境恶劣。水冷壁管爆裂往往造成巨大的人身伤亡和财产损失。苏州市某厂一台DZL4-13型快装锅炉1998年10月制造，2002年8月移入该厂投入使用。该锅炉额定压力1.27MPa，实际使用压力1.0MPa，水冷壁管材料为20钢，规格为φ63.5×3.5（GB3087）。在运行3年后发生水冷壁管爆裂，大量的高温，高压的汽水喷出，造成锅炉无法正常运行而紧急停炉。经检验发现是在炉膛左侧前数水冷壁第七根管发生爆管，其左右相邻三根管子均有不同程度胀粗现象。

2 爆裂部位宏观检查

爆裂口在炉膛左侧前数水冷壁第七根管的下端部，处于炉膛高温辐射区域。爆裂处管子出现胀粗和鼓包现象。破裂口基本呈L形状的纵向和横向分布。爆管裂口较小，破裂面粗糙不平整，边缘较钝。爆裂处外表面上覆盖有较脆且容易剥落的氧化皮。爆裂管向火面胀粗程度明显大于背火面，最大胀粗直径实测为φ70，相对胀粗量为9.4％。管外壁覆盖较厚的氧化皮，一般均大于1.5mm。管内则结有很厚的灰白色水垢，经测量均大于15mm。

3 硬度测试和金相分析

爆裂处向火面硬度（HB）值为89，爆裂处背火面硬度（HB）值为112，远离爆裂处的管子正常部位硬度（HB）值为150，由此可知爆裂处的力学性能强度指标已有较显著降低。在水冷壁管爆裂处分别截取纵向与横向试样进行金相检验，远离爆裂处的管子背火面显微组织为铁素体 +片状珠光体，属于 20 钢正常组织。