摘要：电厂锅炉受热面管子是在高温、高压及腐蚀介质作用下长期工作的。在运行过程中，当管子材料不能承受管内负荷时，就会损坏甚至造成事故。而锅炉受热面管子除超温、腐蚀、热疲劳等因素引起的爆管外，材质不良引起的爆管在各种受热面管子上都可能发生。
关键词：电厂锅炉；受热面管子；泄漏；
火电厂锅炉运行不当时受热面管子会发生长时超温或短时超温引发的爆管。电厂锅炉受热面管子泄漏是妨碍机组安全运行的重要因素，电厂锅炉受热面管道泄漏占全部锅炉事故的72．2％，其中省煤器占35．3％，过热器占29．8％，再热器占7．1％，管道泄漏的时常发生已经成为电厂运行和经济效益的关键障碍，因此国内外对这一问题都很重视。
一、电厂锅炉爆管原因及特征
如果没有搞清泄漏的主要原因，修复后不久泄漏还会在同一材料，同一根管子的同一区域重复发生。某电厂锅炉高温再热器连续发生4次爆管，爆管位置均在第七根管子上，属同原因的重复爆管，可见研究爆管原因比修复失效管段更重要。
1、磨损。磨损有机械磨损和颗粒磨损两种，机械磨损可能是受热面管子未固定牢固或管卡变形，运行时受热面管子产生振动并与管卡摩擦造成管壁减薄爆破。颗粒磨损是飞灰中夹带坚硬颗粒造成的。与气流速度有关，当烟气速度达到30--40 m／s时，磨损严重，1×104--5x 104h就会使管子磨穿，飞灰冲角为30。-45。时，磨损最大。受热面内如果存在烟气走廊或漏风处，局部烟气速度升高，就会发生磨损爆漏。磨损主要发生在高温段省煤器，在过热器、再热器烟气进口处也时有发生。
2、质量缺陷。质量缺陷包括焊接质量和材料质量等。锅炉本体和受热面管子都有大量焊口，如果其质量不好，在高温高压的工作环境下，焊接缺陷会迅速扩展引起泄漏，因此焊接质量不良引起的锅炉受热面管子泄漏占很大比例。而焊接质量的好坏与焊接工艺和技术有关。焊接质量引起的爆管在宏观分析其特征时会发现明显的焊接缺陷，电厂炉水冷壁泄漏，即发现补焊区有密集气孔。同样，如果材质上存在有明显缺陷，如大于管子负偏差的折叠、结疤、离层、发纹和大于壁厚5％的横向发裂以及严重夹杂、脱碳等，在高温高压的工作环境下，缺陷会迅速扩展引起爆管。在高温过热器爆管，检查原因都是所用材料表层存在纵向条形夹杂物引起的。这种爆管口往往沿缺陷豁开，裂纹较直。
3、应力断裂。包括长期过热、短期过热和异种钢焊接引起应力等。长期过热爆管主要发生在过热器、再热器、水冷壁的向火侧，其宏观特征是：脆性断口，管径没有明显胀粗，管壁几乎不减薄，爆口较小，呈鼓包状，周围有较多纵向裂纹，往往有较厚氧化皮，虽无相变，但会发生珠光体球化，碳化物析出并聚集长大，甚至出现石墨化。断面为沿晶蠕变断裂，所以也称为蠕变损坏。引起原因主要是炉内热偏差，燃烧参数过高或管内有焊渣、锈蚀等异物阻塞，导致局部长期超温等。电厂高温段省煤器管子泄漏，检查发现金属组织严重石墨化。检修打水压时发现20多个弯头不热，割开检查内有焊渣，煤块、铁锈等异物，其中一个弯头内异物竞有150多克。短期过热易发生在受热面管子的向火侧，观特征是：韧性断口，管径明显胀粗，管壁减薄鞍多，爆口较大，呈喇叭状，边缘薄而锋利，附近没有较多的轴向裂纹。一般超温较高，钢已全部奥氏体化。主要原因是锅炉水循环不畅或材质错用，锅炉严重缺水造成短时过热，引起大面积爆管，并使水冷壁管变形多处。电厂小修时，错将垂42x 5／20号钢管当作．；p 42x5／12CrNoV管用在高温过热器上，一年后爆管。异种钢焊接：主要是指两种热膨胀系数相差很大的钢焊接在一起，如奥氏体钢和珠光体钢焊接，温度升高后，膨胀系数大的奥氏体钢一端使膨胀系数小的一端产生很大的拉伸应力，引起爆管。
4、腐蚀。管道腐蚀分水侧腐蚀和烟气腐蚀。水侧腐蚀主要有氧腐蚀、氢损伤、垢下腐蚀等。氧腐蚀：是因给水含氧过高引起的，在省煤器、过热器、再热器都会发生，省煤器主要在运行中产生；过热器和再热主要在停炉时产生。腐蚀区内壁产生点状或坑状腐蚀，没有过热现象，基本上没有结垢覆盖，是锅炉常见的一种腐蚀现象。
5、氢损伤。主要发生在过热器受热面温度过高、水冷壁产生汽水分层或蒸汽停滞时，管壁与水蒸汽作用生成的氢原子不能很快被带走，氢原子便向金属内部扩散，与钢中的渗碳体或碳反应生成甲烷，使钢材脱碳，并产生裂纹，造成脆性破坏。所以特征是钢材脱碳严重。垢下腐蚀：由于锅炉给水质量不良或结构上的某些部位妨碍汽水流通而使受热面管子内壁严重结垢，垢下的腐蚀介质很高，又处于停滞状态，因此水垢与管内壁接触发生电化学反应，使阳极管壁不断腐蚀减薄，引起泄漏。另外，垢层堵塞管壁，也易引起超温运行。垢下腐蚀多发生在水冷壁管内壁，破坏形状如贝壳，直径可达几十毫米。烟气侧腐蚀主要是硫腐蚀。燃烧含硫燃料生成S02，再氧化成S03，在低温段与烟气中的水蒸汽结合形成H2S03和H2S04酸蒸汽，在低温受热面上凝结腐蚀管子。硫腐蚀主要发生在烟道尾部的空气预热器，也称低温硫腐蚀。烟气中含气体，常会使高压锅炉的水冷壁管发生高温硫腐蚀。其实，泄漏往往是多种原因共同导致的结果，锅炉不同部位的受热面因受热条件不同，发生的泄漏原因也不同。如：过热器泄漏主要是超温及焊接质量引起的；再热器泄漏是热偏差大，选材不当及焊接质量引起的；省煤器泄漏主要是磨损；水冷壁泄漏主要是由于高温腐蚀，氢损伤及过热等。根据泄漏管子的部位、运行条件和爆口特征，准确分析出泄漏原因，采取相应措施，可避免管子的重复泄据，提高锅炉的安全运行。
二、电厂锅炉爆管对策
1、磨损。对易磨损部位加盖防磨瓦，加强对重点部位炉管的金属检测，如碳钢管和低合金钢管壁厚减薄大于原壁厚的30％即应予更换，按下面公式计算剩余寿命，如剩余寿命小于一个大修期的间隔，应予更换。
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2、质量缺陷。改善焊接工艺，采用氩弧焊，取缔击穿焊接。加强焊工培训，建立完善的焊接技术记录和档案，要求100％焊缝检测。材质方面要严把质量关，保证用合格钢材，组装前应对每根管子进行探伤，防止错用钢材。
3、超温爆管。合理设计锅炉结构，尽量减小热偏差，严格控制燃烧参数，保证管道畅通，锅炉启停和汽轮机甩负荷时更应注意。可以提高管材等级，如高温再热器用奥氏体钢(TP304H)或高铬铁素体钢代替12Cr2MoWVTiB 12CrlMoV 15CrMo，提高抗高温、抗氧化能力。
4、腐蚀。给水除氧达到规定值，提高给水PH值达到9；提高焊缝质量，焊缝应远离喷燃器或温度较高部位，防止局部过热使腐蚀速度加快；省煤器蛇形管中水流速不宜小于0．3 m／s，否则气泡不易从管壁上被带走，易形成腐蚀。加强对易腐蚀管监测，发现问题及早处理，加强锅炉停炉时的防腐工作。
结论
不同原因引起的泄露，会有不同的特征。再根据泄漏管子的部位、运行条件等因素，正确分析出泄漏原因，采取相应的措施可避免重复泄漏。大幅度减小泄漏事故，保证电厂锅炉更安全的运行：
从锅炉设计。锅炉水处理，燃煤质量。日常运行等多方面着手，才能根本解决锅炉受热面管子的泄漏问题。
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