鍋爐高溫受熱面氧化皮檢測新技術的應用

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概述

如今大(dà)容量機組奧氏體(tǐ)材料如TP304H、TP技說347H、TP347HFG、Super304、HR3C等高等級鋼材答們在火(huǒ)力發電(diàn)機組鍋爐高溫受熱面的不斷應用，管内壁在高市空溫下(xià)不可避免的被蒸氣氧化，進而形成一畫快(yī)定厚度的氧化皮，因氧化皮和基材存在較大(dà)的靜員膨脹系數差，在機組啟、停過程中(zhōng)氧化皮受應力紙老作用剝落堵塞受熱面管。氧化皮剝落堵塞所造成的超溫爆管是一(y科開ī)個世界公認的普遍性問題，已經成為影響鍋爐安全穩定運行的重要因素資筆。



從熱力學角度來講，鍋爐管内壁産生(shēng)蒸汽氧化現象是必然的，因議如為鐵與水反應生(shēng)成Fe(OH)2，飽和後在一(yī)定溫土費度範圍轉化為Fe3O4在其表面形成Fe3O4氧化膜，并随同有氫老醫析出。

一(yī)般來說金屬溫度對氧化速度的影響最大(dà)，而蒸汽壓力風訊的影響相對較小(xiǎo)，且溫度對于不同鋼種蒸汽氧化速度的影響方向自相和程度也不盡相同。

在長期高溫運行過程中(zhōng)，奧氏體(tǐ)不鏽鋼過熱器和再房務熱器管子内壁在高溫蒸汽的作用下(xià)會不斷氧化而形成連續鐘錯的氧化皮，由于氧化皮的膨脹系數0.9*10-5舞志與奧氏體(tǐ)不鏽鋼基體(tǐ)金屬的線膨脹系低街數：2.1*10-5相比差别很大(dà)，溫度變化時二說懂者的熱脹冷縮變形很不協調就會引起氧化皮破裂并從金屬表面剝離(lí)，因玩裡此在機組啟停或溫度急劇變化時就更易引起管内氧化皮大(dà)好白面積剝落堵塞管子。

當然，不同管子受鍋爐熱偏差影響其内壁氧化皮剝落堆積程度也出現較大雜木(dà)的差别。

據資(zī)料統計分(fēn)析：亞臨界機組正常溫度運行(5廠話41℃)，氧化物(wù)高峰期應在35000小(xiǎo)道近時左右就會出現脫落堵塞管道；國内機組高峰期最早的在33000小(xiǎo中計)時左右。超臨界機組正常溫度運行(571℃)，氧美紙化物(wù)高峰期應在15000小(xiǎo)時左右就會出現脫落堵塞管線線道；且溫度越高，高溫氧化就會加速，氧化高峰期來得越早溫度越物麗高，高溫氧化越快，容易造成氧化物(wù)運行中(zhōng)大(d吃個à)面積快速脫落堵塞産生(shēng)爆管。

目前國内已有許多機組相繼出現了鍋爐氧化皮剝落所導緻的爆管、汽室部件嚴重著到吹損等事故，成為威脅機組運行可靠性的主要因素。嗎農其主原因是機組設計溫度高，再加上鍋爐受熱面熱偏差，使部分(fēn)高溫受熱面管數小子金屬溫度水平偏高，必然導緻高溫受熱面管内壁産子化生(shēng)蒸汽氧化。生(shēng)成的管内氧化皮舞慢(Fe3O4和Fe2O3)在機組啟停或噴水減溫過程中(zhōn事西g)管壁金屬溫度變化所導緻的熱應力的作用下(xià)發生(shēng)剝說舊落，在受熱面管下(xià)部彎管部位堆積或堵塞管子，造成鍋爐管子習習過熱損傷，縮短管子的使用壽命或爆管；或被蒸汽帶走造成聯箱節流孔堵塞、汽輪微嗎機通流部分(fēn)吹損。

下(xià)圖為氧化皮的各種狀态及堵塞後形著商成爆管：

目前預防機組高溫受熱面不鏽鋼管内壁氧化皮層生(姐亮shēng)成剝落，主要有兩個途徑：

一(yī)方面，在鍋爐運行管理上采取措施，采時在用合理的鍋爐汽水處理工(gōng)況，控制金屬溫度水平中什，以降低氧化皮的總體(tǐ)生(shēn紙高g)長速度，延長其發生(shēng)剝落的運行時間，減少氧化皮的生(shēng場金)成量。

加強運行調整，嚴防受熱面超溫。機組啟停機過程中(zhōng又你)嚴格控制受熱面溫度壓力的變化率，嚴禁停爐強制冷卻，同時盡量避雪兒免機組頻(pín)繁啟停，運行期間适當控制機組的負荷變化率，加強高是外溫受熱面熱偏差監視及調整，防止受熱面局部長期超溫運行，減緩氧化皮生(shēn農務g)成。過熱器、再熱器減溫水手動調整時應平穩光拍操作，避免減溫水量大(dà)幅度變化導緻過熱器業章、再熱器管壁溫度劇降引起氧化皮脫落。蒸汽吹灰器投用前應加強暖管和疏水，防止資劇蒸汽帶水導緻受熱面管子急速冷卻引起氧化皮剝落能舞。

另一(yī)方面，利用專用檢測儀器及時定量快速檢測鍋爐高溫受熱都小面的氧化皮厚度及剝落堆積狀況，及時清理，防止造成管子内部流通面積減小(你麗xiǎo)使管子超溫過熱導緻金屬快速老化，損傷使用壽命，乃至朋讀堵塞爆管。這種方法是在目前的技術條件下(xià)，解決鍋爐氧化皮剝落堵塞爆管你長的最為有效的技術手段。

超臨界、超超臨界大(dà)容量鍋爐高溫受熱面氧化皮易堵部位主要發生(shē身對ng)在高溫過熱器、高溫再熱器管屏底部彎頭處，且汽流出口看影側彎頭處堆積量大(dà)于進口側，有焊縫及節流孔處、聯箱内也存在部分(fē空裡n)氧化皮堆積。

1. 氧化皮檢測儀在奧氏體(tǐ)不鏽鋼管屏底部彎頭氧化皮檢測的應但章用：
 


單台大(dà)機組鍋爐高溫受熱面有幾千甚至上萬多個底劇習部彎頭，如果全部采用X射線拍片檢測，其費(fèi)用冷報高、效率低、工(gōng)期長，讓發電(diàn)企業無法離風認可。

高溫過熱器、高溫再熱器管屏基本上是奧氏體(tǐ)鋼，由于奧氏體(tǐ)不鏽鋼歌她不是磁性材料，而管内産生(shēng)的氧化皮則是磁性材料。采用剩磁法和白影提升力法是快速檢測奧氏體(tǐ)不鏽鋼彎管内部氧化皮的一(章這yī)種新方法。

我(wǒ)(wǒ)公司研發的氧化皮及異物(wù)鐵資檢測儀器采用剩磁法和提升力法的原理可以方便快速檢測到奧氏體(tǐ學黃)不鏽鋼管屏底部彎頭内部的氧化皮堆積狀況，其費(開大fèi)用低、速度快，結合數字射線檢測方法對超标管屏進行複檢，确定管内氧匠呢化皮堆積的具體(tǐ)情況。單台超臨界受熱面氧化皮檢測可在一(yī)周完為樂成，為發電(diàn)企業縮短檢修工(gōng)期，降低檢修成本，起到積讀少極作用。

下(xià)圖為氧化皮檢測儀在檢修現場的使用：


2. 冷陰極數字射線結合快速工(gōng)裝在受熱面管屏風鐘底部彎頭氧化皮檢測的應用：


冷陰極數字射線技術，被曝光量小(xiǎo)，透照時間短，不需要訓機，水冷冷卻等優點；無需外(wài)接電(diàn)源，靠锂電(diàn)池便老好可拍攝上千張X光片；配合DR數字成像技術，能在多作幾秒内獲取檢測結果；适用氧化皮檢測儀檢測超标後複檢，确定管樹著内氧化皮堆積的具體(tǐ)情況，為是否割管處理提供有效的底片依據快醫。由于體(tǐ)積小(xiǎo)、重量輕、攜帶方便，結合快速拆裝工(gōn和都g)裝、移動控制軌道，可快速完成對受限空間的受熱面管全屏底部彎頭氧爸火化皮的檢測。

下(xià)圖為冷陰極數字射線及工(gōng)裝在檢修現場的使用：

3. 伸縮杆、抱式爬行器搭載氧化皮探頭在我也受熱面管屏氧化皮檢測的應用：



伸縮杆、抱式爬行器搭載氧化皮檢測儀探頭，可金線完成對如再熱器管屏人員(yuán)無法進入的狹小(xiǎo)空間、高票文溫過熱器迎火(huǒ)面腳手架搭設困難區域、屏式過熱器、再熱器管屏遠端人員(答讀yuán)無法到達區域的氧化皮檢測工(gōn年中g)作。減少腳手架搭建的時間及成本，提高檢測效科兒率，可做到因檢盡檢，保障檢測數據的全面完整。

下(xià)圖為伸縮杆、抱式爬行器及可使用區域：



4. 聯箱專用機器人在氧化皮檢測的應用：

鍋爐啟停過程中(zhōng)部分(fēn)氧化皮或異物(wù務舞)通過氣流吹入聯箱與小(xiǎo)管接口，或卡在媽有節流孔處，是造成爆管的重要因素，采用聯箱專用機器人可對手孔内徑一制大(dà)于70mm的聯箱進行360°全景高清檢測，結通市合鏡頭升降功能可檢測内徑200-600mm的所有聯箱。并可清慢朋晰顯示小(xiǎo)孔内部、節流孔氧化皮及異物(wù)堵塞音謝情況。

下(xià)圖為聯箱機器人在檢測聯箱的應用：



5. 管内壁氧化皮測厚儀在受熱面管屏氧化皮檢測的應用：

停爐檢修期間，可使用管内壁氧化皮測厚儀針對易生(shēng)成氧化皮區件火域、超溫管屏直管段進行氧化皮測厚檢測，氧化皮厚度大國通(dà)于0.15mm，易出現剝落，應進行清理。

利用上述檢測技術我(wǒ)(wǒ)們可以做到早發現、早預防、什店早處理避免爆管停爐的事故發生(shēng)。利用好每一(yī)次檢修期，做到逢舊銀停必檢，大(dà)修大(dà)檢(全面檢測)，小(xiǎo)修小(x大中iǎo)檢(針對重點部位檢測)，臨修臨檢(針對重點問題部位檢測)。


對于氧化皮檢測數據超标管子進行冷陰極射線複檢他現，對确定堆積厚度超标的管子進行割管清理。依據《DLT1324就腦-2014鍋爐奧氏不鏽鋼管内壁氧化物(wù)堆積磁性檢測技術導船了則》的規定：氧化物(wù)堆積量超過彎頭通流面積50%（即風險等級男近為Ⅲ級）的需要割管清理。


割管前可使用橡膠錘對管排進行振打，使垂直管附着氧化皮掉落。管鐘和内氧化皮清理完成後使用小(xiǎo)徑管内窺鏡進行内部檢查，确綠草認内部潔淨無異物(wù)，經三級驗收後方可進行對口焊接，焊接後使用氧化房國皮檢測儀進行複檢，确保檢修質量。

對内壁氧化皮厚度超過0.1mm，厚度均勻，且沒有剝落的氧化皮采用對慢司系統管内壁進行化學酸洗或使用内壁專用清理設備等方式處理。


鍋爐正常停運時加強對高溫過熱器、再熱器進行氧化皮的監督檢體在查。利用檢測新技術對包括脹粗、變形、壁厚、外(wài)壁宏觀檢查、近了彎頭氧化皮堆積檢查，必要時應安排割管檢查。通過以上檢查，及時發銀照現隐患并采取處理措施，防止其惡化引發嚴重後果。

建議結合每次檢測結果，進一(yī)步采取割管化視西學分(fēn)析的方法，查明氧化皮生(shēng)成規律，從優化溫度控制地下、爐水處理工(gōng)況、機組起停方式等方面進行月員深入研究。

文章來源：鍋爐人