300 MW亞臨界鍋爐壁式再熱器鋼管開裂原因分析

陳 浩，張 濤，田 峰，譚曉蒙，孫云飛

（內蒙古電力（集團）有限責任公司內蒙古電力科學研究院分公司，呼和浩特 010020）

1 設備概況及事故經過

某300 MW 火力發電機組鍋爐為亞臨界參數、四角切圓燃燒方式、自然循環汽包爐，單爐膛緊身封閉Π型布置，燃用煙煤，一次再熱，平衡通風，固態排渣，全鋼架、全懸吊結構，爐頂帶金屬防雨罩。燃燒室采用全焊接的膜式水冷壁，以保證燃燒室的嚴密性，鰭片寬度適應變壓運行的工況。

2021-07-17，對鍋爐進行水壓試驗時壁式再熱器鋼管發生開裂泄漏，廠內檢修人員對泄漏部分及時進行了更換處理。泄漏的壁式再熱器鋼管直徑為50 mm，厚4.0 mm，材質為12Cr1MoVG。

2 理化檢驗

2.1 宏觀檢驗

對開裂泄漏的壁式再熱器鋼管進行宏觀形貌檢查，發現鋼管向火側存在一條貫穿整個管壁的橫向裂紋，長度約10 mm。鋼管泄漏部位管壁略微脹粗，部分腐蝕產物已脫落，呈黑褐色，并存在多條與主裂紋平行的深淺不一的微裂紋；鋼管內壁腐蝕產物為紅褐色，呈片層狀，且發生不同程度的脫落，裂紋附近區域呈藍黑色，如圖1所示。

圖1 開裂泄漏的壁式再熱器鋼管宏觀形貌Fig.1 Macro morphology of cracked and leaking steel tube of wall reheater

2.2 金相分析

對開裂泄漏的壁式再熱器鋼管取樣進行顯微組織檢測，鋼管泄漏部位有一條貫穿整個管壁的主裂紋，其附近鋼管內外壁存在眾多深淺不一、尖端圓鈍的微裂紋，內部已經氧化，最大深度約0.8 mm，且微裂紋尖端存在大量的晶界氧化裂紋。泄漏點附近母材組織為塊狀的鐵素體+大量的粒狀碳化物，球化等級為5.0級（屬于嚴重球化），組織未見明顯畸變，鋼管內壁氧化皮厚度約為418 μm；……