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1、概述

　　高溫過熱器管是鍋爐內部的主要構件之一，由于始終工作在惡劣的環境中，長期被飛灰、煙氣以及火焰等所籠罩致使其失去效能，當高溫過熱器管的工作條件及設計工況受惡劣環境影響出現偏差時，就會使其構成材料的組織與性能發生變化，進而造成鍋爐高溫過熱器爆管，嚴重影響了火力發電機組的安全運行，給電力工業帶來較大的安全隱患及經濟損失。我公司結合對某電廠2*100MW鍋爐高溫過熱器高溫過熱器爆管事故進行分析。
　　
2、鍋爐高溫過熱器爆管檢查分析

2.1宏觀檢查分析

　　技術工作人員在鍋爐停止工作后采用內窺鏡設備對高溫過熱管入口的相關部件進行檢查，在過熱管座節流孔板、U型彎管的底部均沒有發現問題亦沒有堵塞物。經過細致的排查后，技術人員發現高溫過熱器管是沿著縱向開裂的，爆破的外形似喇叭，爆裂口邊緣呈薄刀片狀，經過技術人員的反復檢查認為過熱器管爆口是韌性撕裂破損所致，爆管后管徑粗漲了25%，這種現象是由于過熱器管短時間受高熱所致。除此之外，過熱器管的其他部位由于受熱也出現管壁變薄的現象，但管徑粗漲程度未受到較大影響，管壁厚度仍在技術標準范圍之內。
　　
2.2微觀組織檢查分析

　　技術人員通過對高溫過熱器管爆管口相關組織進行檢測發現爆管處出現許多小裂紋，有些地方由于溫度過高出現撕裂的小孔洞，其顯微組織也發生了變化，形狀變為條帶狀，過熱器管的碳化物也出現了一定程度的球化現象。技術人員通過顯微鏡觀察，發現過熱器管的內部被氧化程度較低，這也說明了短時間高溫不能促進對管內壁的氧化作用，而通常情況下，鍋爐在開啟之前沒有出現長期超溫的現象。此外，高溫過熱器管的焊縫連接處以及管徑都沒有出現形狀改變或粗漲的現象，所以高溫過熱器管的焊縫不可能是由于受到剪切力造成斷裂所致。經過技術人員多次排查，發現高溫過熱器管焊縫的焊接質量均處于合格標準范圍之內，通過對密封盒內所有焊縫進行X射線探傷，并未在焊縫中發現超出標準的夾渣、氣孔、未焊透等缺陷。導致高溫過熱器管爆管的另外一個原因就是強大的冷熱力與其他外力發生相互作用所致，所以高溫過熱器管的安裝過程受環境影響較大。
　　

3、爆管事故原因分析

　　首先在爆口位置應用機械方法進行取樣，然后用金相砂紙進行精細打磨，最后用絨布和剛玉粉末進行機械拋光。技術人員在顯微鏡下觀察發現爆管段的碳鋼材質由于長期接受高溫已經開始石墨化，而且石墨化產生的游離碳已經在機械拋光的作用下呈拖拽痕跡。通過金相圖片觀察可知，高溫過熱器管析出的石墨在晶界處呈球狀分布，這是管道腐蝕開裂的前提條件，而石墨本身具有很小的強度，這使管道有效承載負荷的面積縮小，使管道處于脆性狀態。本文作者通過觀察分析，對高溫過熱器管爆管事故發生的主要原因總結如下：

　　首先，要保證高溫過熱器管內水質沒有雜質，一旦水質出現問題就會在管內結垢，當結垢現象嚴重時就會導致管壁的爆管。另外，技術操作人員的工作經驗、操作方法、操作技能也是導致爆管的另外一個原因。例如當技術人員操作不當也會出現壓力過大或超溫現象等，這些都會導致鍋爐在使用中頻繁揚火，從而造成爆管。

　　其次，鍋爐內氣流的不規律和燃燒間隔不均勻也會給高溫過熱器管造成不利影響，當管道受熱不均勻時就會造成管道局部溫度過高導致爆管。另外，鍋爐的理想用煤和實際用煤也存在一定的差異，這一差異會造成管道內火焰中心上移、著火點延遲，因此也會由于爐膛高度不足導致管道內局部溫度過熱而爆管。技術人員還指出水塞運動也是造成高溫過熱器管道內局部高溫受熱，進而造成爆管的主要原因。

　　最后，鍋爐高溫過熱器使用的剛材材質必須具備良好的力學性能、較高的韌性和較強的抗氧化能力。光譜分析表明，高溫過熱器管的抗拉強度必須高于正常溫度適用材質的標準要求，也要高于碳鋼材質可用狀態下的標準要求。

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4、防范措施

　　工作人員一定要對入庫的原煤粒度、含硫量以及灰分等指標進行嚴格把關，盡量避免高溫過熱管熱脹冷縮頻率過快導致爆管；加強對技術人員的培訓，提高技術人員的操作技能，有效減少鍋爐揚火頻率；不要在鍋爐啟動時在管道內存有積水，盡可能在壓力、溫度較低時將積水烘干，改善鍋爐內部的溫度及壓力環境，想方設法避免鍋爐因受到強制冷卻而降低U形管內部積水的高度；進一步提高管道的抗氧化能力，減小氧化皮的生長速度；通過加強對高溫過熱器水壓試驗后機組啟動的燃燒控制，達到對水塞的治理；進一步掌握減溫水的投運時間，降低減溫水調節閥的故障率，進而使設備得到可靠運行。