锅炉水冷壁定制

　　通过扫描电子显微镜(SEM)对水冷壁管内壁的垢层进行分析，可见有积垢层附着于管的内壁上，且从垢层表面来看，其凹凸不平，薄厚程度为厚，和管壁基体存在明显的分界面，且腐蚀产物形貌展示为“泥纹状”。通过能譜仪(EDS)对其进行分析可知，垢层中含有Ca、Fe、Zn、O等元素，并且含有少量的元素Zn、Ca、Mn、Si等。

　　2 失效原因分析

　　通常情况下，如果是因为水冷壁管温度太高而导致的爆口，该爆口会表现为撕裂状，有剪切唇，并会出现明显的塑性变形。而从此次爆口的形貌来看，并不符合该形貌，而且腐蚀坑下金属机体显微组织中层片状珠光体形态明显，不存在珠光体球化现象，材料组织也不存在劣化现象，因此可排除由于温度过高而导致爆口的可能性。

　　调取水冷壁管在失去效能前的锅水，通过检测pH值发现，绝大多数的锅水pH值均在10以上，当水冷壁管内的介质其压力为10.2MPa～10.5MPa时，锅水pH值控制标准为9.0～10.0，最低运行值也要超过9.5，所以并不是低pH值运行，便可排除是出现了酸腐蚀，而且水冷壁管的内壁上没有出现脱碳，所以不是酸腐蚀而导致的爆口。

　　一般来说，水冷壁管内部的表面有一层致密的Fe3O4保护膜来保护基体不会受到腐蚀，如果锅水的pH值太高，或者是过低，都会破坏保护膜。当水冷壁管内介质的压力值为10.2MPa～10.5MPa时，锅水PO43-浓度的控制目标为2mg/L～6mg/L，而从锅水的监测数据来看，锅水PO43-浓度数据普遍处于偏高状态。此次爆管发生在21m～24m标高范围内。属于锅炉的汽水分离段，在这一过程当中，锅水中的磷酸盐等成分会被浓缩，面向火焰的一面更加严重，所以锅水中磷酸盐会大量析出，并在水冷壁管的内壁上附着，从而形成积垢层。积垢层就为垢下腐蚀的形成提供了前提条件，磷酸盐积垢层的导热性能非常差，而垢下的锅水会快速蒸发，所以垢下具有较高pH值锅水中的碱液会被浓缩，尤其是面向火焰一面的水冷壁管中，因为其具有的热负荷高，碱浓缩就更加严重，所以导致了碱性腐蚀。

　　临界浓度的浓缩碱可对金属基体造成直接的侵袭，而且热负荷太高在无形中又增加了腐蚀的进一步发展。在垢下pH值高的情况下，基体表面具有的Fe3O4保护膜会受到破坏，基体因此被暴露出来，并进一步腐蚀，在腐蚀的过程中，就会形成一个个的腐蚀坑，这也是水冷壁管厚度不断变薄的原因。而腐蚀生成的H2会进入水汽，在循环的过程中会被带走。腐蚀后，就会在水冷壁管中面向火焰一面的内部形成溃疡型的腐蚀凹坑。

　　因为没有对锅水进行很好的控制，所以水冷壁管的内壁上聚集了许多磷酸盐等盐分，并累积为垢，造成水冷壁管中面向火焰的一面碱液浓度浓缩，导致爆管的位置其垢下产生碱性腐蚀。且碱性腐蚀表现为两个方面：一方面，在内壁上有以Fe的氧化物为主的积垢层形成，面向火焰一面的水冷壁管其内表面存在大量的溃疡性腐蚀坑，是水冷壁管的金属壁逐渐变薄;另一方面，金属基体中的沿晶界形成腐蚀沟槽，并且腐蚀沟槽聚集相连，在水冷壁管中介质的压力作用下，沿着晶从内壁向外壁逐渐扩展，最终导致爆管。

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