疲劳损坏
疲劳损坏是造成锅炉炉管损坏的重要因素之一。疲劳损坏主要是由于锅炉启停或负荷变化受到交变热应力和机械应力作用;同时由于管子和管内工质的重量,管子也承受着重力的作用,当管子因各种原因产生振动时,管内应力也发生周期性的变化,从而造成了炉管的热疲劳和振动疲劳。疲劳损坏还包括锅炉部件受腐蚀介质作用产生的腐蚀疲劳。
1) 疲劳损坏的类型:
a) 振动疲劳常由于支吊失效或布置不合理引起水冷壁管周期性振动,造成疲劳,其断口处没有明显的减薄现象,为横向断裂。
b) 热疲劳可由于间断性的蒸汽停滞或急冷引起的水侧金属周期性冷却造成,断口处一般没有明显的减薄,为横向断裂,在断口的下部,可发现多条平行于断口平面的大小不一的裂纹,通过对裂纹尖端的金相观察,裂纹是沿晶开裂,存在有二次沿晶裂纹,裂纹尖端不连续,其扩展方向垂直于管轴方向。
i. 吹灰时,蒸汽对炉管有急冷作用,引起水冷壁管温度周期性变化,导致水冷壁热疲劳损坏。
ii. 炉膛或捞渣机水封间断性地漏风,也会引起水冷壁管温度的周期性变化,造成疲劳损坏。
c) 锅炉内存在着各种腐蚀现象,部件腐蚀介质作用产生的疲劳破坏为腐蚀疲劳。由于受热面在承受交变应力时,在水汽介质作用下,管内管外产生腐蚀坑或裂纹,时间一久,疲劳强度降低,产生疲劳损坏。腐蚀疲劳的爆口外表面或内表层通常会有腐蚀层或氧化物层附着。爆口一般无胀粗、鼓包现象,无壁厚减薄现象,没有塑性变形,呈脆性断裂。破口裂纹断口面较平齐,与管子壁厚垂直,但不光滑。腐蚀疲劳破坏一开始时,往往以多裂纹源的方式进行,因此在断面上常有独特的多齿状特性。
2) 防范的措施:
a) 提高机组安装检修质量,避免水冷壁的支吊失效或布置不合理的情况,通过检修期间及时检查排除管卡变形脱焊的隐患,防止周期振动的发生。
b) 运行时保证水冷壁水循环,严格控制管屏温度,不超温不急冷,防止周期冷热造成热疲劳。
c) 事故停机后,吹扫完毕应进行闷炉 ,防止锅炉水冷壁快冷,尽量维持锅炉停机前的温度和压力,同时尽快查明事故原因,以实现机组的热态或极热态启动,减少机组冷态启动次数。
d) 制定并执行合理规范的吹灰措施,防止吹灰过频繁对水冷壁造成周期性冷却。
e) 提高机组安装检修质量,运行时关闭锅炉各人孔门、观火孔,建立好捞渣机水封,避免锅炉漏风对水冷壁造成周期性冷却。
f) 通过合理配风、调整燃烧,进行炉水处理等手段,减缓水冷壁管壁的腐蚀疲劳。