文档介绍：浅析锅炉爆管的形成原因及预防措施
浅析锅炉爆管的形成原因及预防措施
摘要:锅炉运行过程中发生的爆管原因非常多。其中有水质控制不严,造成管内结垢,引起钢材过热而爆破;有的由于司炉工操作失误,超温超压,超过钢材的强度,而引起的爆破;造成锅炉汽水循环的破坏,而引起的爆破等。不管是何种原因引起的锅炉钢管爆破,锅炉钢材金属内部的组织均发生了很大变化。本文就这个方面进行论述,从中找出解决和预防的措施。
关键词:锅炉爆管高温原因分析
一、引言
锅炉的安全是直接影响人们和企业的重要因素。锅炉压力容器质量能不能有保障关系到工作安全问题,当锅炉运行过程中,由于水质标准、水循环、机械损伤、生火速度、吹灰、管材质量、给水温度、给水导管位置等原因导致炉管、过热器、省煤器管、空气预热器管爆破的发生,出现安全生产事故。本文主要以锅炉爆管事故当中存在的问题进行分析和探讨。
二、锅炉使用金属材质的分析
任何金属在长期高温条件下工作,不但会发生蠕变、断裂和应力松驰等形变过程,而且还会发生一些组织和性能的变化和其他损坏。这一点和室温下使用的钢材不同。在室温条件下,钢的组织和性能较稳定,不随时间而改变。金属(主要指的是钢)在高温下长期运行中发生的组织变化主要有。
(一)、珠光体的球化和碳化物聚集
珠光体球化会使钢的蠕变极限和持久强度下降。珠光体球化对钢材的高温机械性能影响是很大的,它会加快金属在高温下蠕变速度,加快钢材的破坏。
(二)、金属的石墨化
渗碳体是一个不稳定的化合物,它在适当的条件下会发生分解而形成奥氏体和石墨或铁素体和石墨。在正常的室温下,这一过程实际上是不进行的,但它随着温度的升高而急剧加速。石墨化将大大降低机械性能。石墨在基础组织中可以认为是孔洞和裂缝,所以大大削弱钢材的机械性能,使钢材的强度极限,工作韧性大大下降,从而使钢材脆性增加。
(三)、高温造成合金元素的重新分配
由于锅炉上的钢材在长期高温条件下,除了会发生珠光体球化和石墨化现象外,还会发生合金元素从固溶体中逐渐向炭化物扩散,使炭化物中的合金元素逐渐增多,引起合金元素的重新分配。合金元素的重新分配,会使钢材的高温机械性能发生变化,从而使该材料在该温度下强度极限降低约一半。
三、锅炉爆管的原因分析
(一)、管路长期过热爆管
是金属长时间在应力和超过其额定温度条件下导致的管子爆破,其超过的温度水平一般在钢的临界点Ac1以下。所以,长期过热爆管是一个缓慢的过程,长期地由于蠕变变形而使管子爆破。
1、破口的宏观分析
破口并不大,断面粗糙而不平整,破口边缘呈钝边,并不锋利,破口附近有许多平行于破口的管子轴向裂纹,由于在长期高温下运行,所以在破口外表面上出现一层较厚的氧化皮,这些氧化皮很脆,容易剥落。管子在长期过热爆破前,由于过热,温度提高,加快了蠕变速度,又加上受到内压――切向应力作用,使管子胀粗,管径增大,管壁减薄,当超过一定极限时,管子发生爆破。
2、长期过热爆管的微观特征
长期过势爆管它的温度应在材料的再结晶温度以上(因为在此温度以上钢材才能产生蠕变)。管子胀的越粗,强度下降越大。
(二)、管路短期过热爆管
短期过势爆管,是金属在短时间内,由于温度升高,管子金属在高温下被内部介质的压力作用而很快爆破,这种爆破往往是一个突发过程,所以在