20G锅炉水冷壁爆管泄漏原因分析.pdf

总第226期山西冶金Total226

2024年第11期ShanxiMetallurgyNo.11,2024

经验交流DOI:10.16525/14-1167/tf.2024.11.082

20G锅炉水冷壁爆管泄漏原因分析

侯曼磊

（太原锅炉集团有限公司，山西太原030000）

摘要：广东某用户130t电站锅炉发生水冷壁爆管，在现场取样进行化学成分分析、微观金相分析、力学性能分析

和爆管壁厚分析,找出20G钢管爆管失效的原因是由于高温过热导致，并提出了相应的改进措施,有利于延长20G

钢管使用寿命，确保锅炉安全运行。

关键词：20G管；受热面；爆管；燃煤锅炉

中图分类号：TK22文献标识码：A

0引言

20G钢管是GB/T5310—2017国标钢号，为常用

锅炉钢管用管，化学成分和力学性能与20板材基本

相同，含碳量较低,塑性和韧性较好，冷热成型和焊接

性能良好。

20G钢管主要用于制造高压和更高参数锅炉管

件，低温段过热器、再热器、省煤器及水冷壁等。小口图1取样试件图2锅炉内爆管位置

径管可用作壁温≤500℃受热面管、水冷壁管和省煤（爆管处与远离爆管处）

器管等，大口径管可用作壁温≤450℃的蒸汽管道、原因。此爆口中间较宽，两面变窄,中间炸裂向两边延

集箱以及介质温度≤450℃管路附件等。由于碳钢在伸，爆口处管壁减薄明显，管子有轻微涨粗,断面处粗

450℃以上长期运行将产生石墨化。因此，作为受热糙存在塑性变形。

面管长期高温使用，温度最好限制在450℃以下。202原因分析

钢管在这一温度范围,其强度能满足过热器和蒸汽管2.1金相组织分析

道要求、且具有良好的抗氧化性能，塑性韧性、焊接性远离爆口处，基体的金相组织为铁素体+珠光体，

能等冷热加工性能均很好，应用较为广泛。为正常组织,未发现球化组织，如图3所示,说明炉管

1锅炉爆管情况在炸裂时并没有达到Ac1一Ac3之间的相变区域。

广东某用户购买1台太原锅炉集团公司生产的靠近爆口处,基体的金相组织为铁素体+少量珠

130t电站锅炉，于2022年调试运行。用户使用过程光体，如图4所示，珠光体球化严重，其中，大部分碳

中存在干烧3h且超温违规使用现象,运行参数出现化物分布在铁素体晶界上，并以链状形态析出，仅有

异常。经仔细检查，发现炉膛内壁高度20m处左侧水极少量的珠光体区域可见，依据DL/T674—1999球

冷壁发生爆管,其余部件受到爆管影响,均不同程度化评级为4级,为中度球化,珠光体区域分散明显。由

地发生变形及扭曲现象。此可知，水冷壁管道爆口处材质老化现象严重，说明

1.1宏观检验炉管长期高温运行，使碳化物发生球化，珠光体含量

对爆管进行宏观检验发现，锅炉内管件采用20G明显减少,并且成团状[1-3]。受热面管子在高温应力作

钢管，在钢管的管壁出现薄厚不均匀现象，并且爆管用下，会引起蠕变变形。在高温长期作用下，金属原子

处的管壁明显减薄。由于管壁薄厚不匀，最终薄壁处扩散速度增加，导致水冷壁管组织结构发生变化,蠕

因承受不住蒸汽压力，发生了爆管事故。变速度加快。同时,强度降低，使用寿命缩短,从而引

1.2失效特征起爆破损坏。管壁长期处于高温和应力作用下，产生

在爆管处与远离爆管处分别取样作为试件，如碳化物球化、碳化物沿晶界聚集长大等组织变化，在

图1所示。锅炉内爆管位置如图2所示。晶界上先产生微裂纹，这些微裂纹扩