锅炉水冷壁管泄漏失效分析一

摘 要：针对某企业锅炉运行期间水冷壁管发生纵向开裂泄漏的问题进行了研究分析，在对取样的水冷壁管宏观形貌分析、化学成分分析、显微组织分析以及机械性能检测的基础上，结合锅炉的服役运行情况研究了水冷壁管泄漏失效的原因。水冷壁管因长期过热导致材料性能老化，最终发生了蠕变开裂引起泄漏失效。根据分析结果，提出了对应的解决方案和预防措施，避免同类型失效现象对锅炉安全运行的影响。

关键词：锅炉；水冷壁管；泄漏；失效分析；蒸汽锅炉，免检锅炉，蒸汽发生器；燃气蒸汽发生器

锅炉的水冷壁管在运行中处于高温高压、高热负荷等恶劣的环境中，由水冷壁管失效引起的各种事故时有发生，困扰着锅炉的安全稳定运行 [1-3]。炉管的频繁失效会对企业造成重大损失，因此分析炉管的失效原因，提出相应的解决方案是防止再次发生炉管泄漏的重要措施 [4-8]。某石化公司动力车间开工锅炉在运行期间出现进水流量异常大于蒸汽流量，怀疑锅炉水循环系统出现泄漏，在继续运行约48 h 后进行停工检查时发现一根水冷壁管发生纵向开裂。通过对水冷壁管进行割管取样检测分析，找到了水冷壁管泄漏失效的原因，并提出了避免发生类似问题的建议和预防措施。

1 锅炉概况
某石化公司动力车间的开工锅炉为D 型锅炉，水循环系统设计压力为13.0 MPa，实际操作压力在12.5 ～ 12.7 MPa。锅炉的平面结构布置图如图1 所示，该锅炉汽包设置在一侧（西侧）呈南北向布置，锅炉的进水管线和出汽管口均位于汽包的南侧；火嘴水平布置，位于锅炉与汽包相对的一侧（东侧）；锅炉给水系统共有6 个下联箱分配至各水冷壁管，水冷壁结构为焊制鳍片膜式水冷壁。图2 为下联箱－水冷壁结构示意图，锅炉每个下联箱共有33 根水冷壁管，水冷壁管材料为20G，规格为φ63.5 mm×4.5 mm。

锅炉在运行期间出现给水流量异常大于蒸汽流量，怀疑锅炉水汽循环系统出现漏管。停工检查发现锅炉北侧中间下联箱2 的37#水冷壁管在10 m 左右的长度范围内朝向炉膛的一侧外表面均存在断续分布的纵向表面裂纹，呈直线型分布，而且发现一处穿透裂纹。为检测该锅炉水冷壁管的运行状况，把37#水冷壁管以及相邻的36#和38#水冷壁管进行了割管取样。图2 中红色标示的水冷壁管为37#水冷壁管安装位置，它与36#水冷壁管位于下联箱进水口的左、右两侧。
来源：    《化工设备与管道》 2024年第3期