省煤器管常见的失效形式有哪些
省煤器管常见的失效形式有哪些 省煤器管作为锅炉系统中的关键热交换部件，长期处于高温、高压、烟气冲刷等复杂工况下，其失效形式多样且相互关联。以下是常见的失效形式及成因分析： 1.磨损失效 成因：烟气中携带的飞灰颗粒以高速冲击管壁，尤其在烟气转向区域或管束排列密集处，长期冲刷导致管壁减薄。 特征：管壁表面呈现均匀或局部沟槽状磨损，厚度逐渐降低，最终引发爆管。 案例：燃煤锅炉中，灰分含量高、烟气流速过快（＞10m/s）时，磨损速率显著增加。 2.低温腐蚀 成因：烟气中的SO₃与水蒸气结合生成硫酸，在省煤器管壁温度低于酸露点时凝结，导致化学腐蚀。 特征：管壁表面形成灰白色腐蚀产物，厚度不均，伴随点蚀或溃疡状坑洞。 案例：高硫煤燃烧时，若省煤器入口水温过低（＜120℃），腐蚀风险大幅上升。 3.过热失效 成因：局部热负荷过高（如烟气偏流、积灰堵塞）、给水流量不足或管内结垢，导致管壁温度超过材料允许值。 特征：管壁金相组织变化（如珠光体球化、石墨化），伴随蠕变裂纹或鼓包变形。 案例：长期超负荷运行的锅炉中，省煤器管因热疲劳与过热协同作用易发生爆管。 4.应力腐蚀开裂（SCC） 成因：拉应力（如焊接残余应力、振动应力）与腐蚀介质（如氯离子、氨）共同作用，引发晶间或穿晶断裂。 特征：裂纹呈树枝状扩展，表面覆盖腐蚀产物，多见于管座焊缝或弯头处。 案例：给水加氨处理时，若pH值控制不当（＞9.5），易诱发氨应力腐蚀。 5.疲劳失效 成因：频繁启停或负荷波动导致管壁温度循环变化，产生交变热应力，引发裂纹扩展。 特征：裂纹起源于管壁表面或内部缺陷，呈贝壳状或平行排列，断面光滑。 案例：调峰机组锅炉中，省煤器管因热疲劳寿命显著缩短。 6.氧腐蚀 成因：给水溶解氧未彻底去除，在管壁表面形成点蚀坑，尤其在水温较低（＜70℃）时加剧。 特征：腐蚀产物为红褐色铁锈，坑洞深度可达数毫米，多见于省煤器入口段。 案例：除氧器运行异常或给水pH值偏低（＜8.5）时，氧腐蚀风险升高。 7.机械损伤 成因：安装、检修过程中人为碰撞，或管内异物（如焊渣、保温材料）卡塞导致局部应力集中。 特征：管壁出现划痕、凹坑或变形，可能伴随微裂纹扩展。 失效预防措施 材料优化：选用抗磨损（如ND钢）、耐腐蚀（如316L）或高强度（如T91）合金钢。 结构改进：优化管束排列、加装防磨瓦、控制烟气流速（6-9m/s）。 运行控制：维持给水水质（溶解氧＜7μg/L、pH 8.8-9.3）、避免低温结露（省煤器出口水温＞烟气酸露点+10℃）。 监测维护：定期进行壁厚测量、涡流检测或红外热成像，及时更换超标管段。 省煤器管的失效形式往往交织作用，需通过材料选型、工艺优化与智能监测相结合的综合策略，实现全生命周期安全管理。