0、引言
某火力发电厂锅炉系引进罗马尼亚1100 t/h亚临界、中间再热、塔式燃煤直流锅炉。该锅炉于1996年3月投产，2008年10月6日Ⅱ级高温过热器爆管导致停炉，累计运行时间86 434 h。该过热器管材质为14MoCrl0，规格为咖38x5 mm。高温过热器直立于炉膛上部，受热强度大，为对流式过热器，顺流排列。由于系统负荷的要求，2002年开始机组频繁调峰。为了保障锅炉的安全运行，防止类似事故的再次发生，采用宏观检验、化学成分分析、力学性能试验及金相组织分析等方法对爆管原因进行了分析处理，富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
木屑颗�；�、
秸秆颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
1、试验内容及结果
本次试验共割取3根过热器管样，分别为：含爆口的爆口管、远离爆口的爆破管（与爆口管为同根管子）和Ⅱ级过热器其他管排的对比管，见图1。爆口管、爆破管、对比管的试验编号分别为1号、2号、3号。
1.1宏观检查
从宏观看，3根管样均有氧化特征。1号爆口管爆口距离对接焊缝15 mm，其宏观尺寸：长132 mm，宽50 mm。该处特征：爆口粗糙不平整，爆口边缘无明显减薄，管子外壁覆盖着致密的暗红色氧化皮，内壁有致密的黑褐色氧化皮，见图2。
初步分析，1号管样爆口形貌呈现典型的长期过热爆管特征。爆口的宏观特征表明，管子失效具有脆性蠕变断裂的形貌和特征，即由于某种原因（如管子堵塞或水循环不良等）引起管子局部超温运行，此时钢材的强度极低，塑性、韧性很高，瞬间能以比较高的速度使管子爆破。
1.2化学成分分析
对过热器取样管进行了化学成分分析，分析结果见表1。分析表1检测数据可知，取样管的化学成分均符合标准要求。
1.3力学性能试验
取样管力学性能试验结果见表2。由表2可以看到，取样管的常温力学性能均符合标准要求。
1.4金相微观组织分析
锅炉受热面管子是在高温、应力和腐蚀介质作用下长期工作的，当管材承受不了其T作状态的负荷时，就会发生不同形式的损坏而造成事故[3]�；鹆Ψ⒌绯Ч苋让婀艹＜鹿手饕校撼な背卤堋⒍淌背卤�、材质不良爆管和腐蚀热疲劳损坏等，本次爆管属于长时超温爆管。
材质为14MoCrl0的Ⅱ级过热器管是罗马尼亚牌号钢，相当于国内15CrMo钢，因此其金相组织的珠光体球化可以参照火电厂用15CrMo钢珠光体球化评级标准执行。图3和图4中看到爆口处及近爆口处的金相组织为铁素体+碳化物，碳化物粒子在晶界主要呈链状分布，并且观察到双晶界、珠光体形态完全消失、多处蠕变孔洞以及蠕变裂纹等组织老化的现象。依据火电厂用15CrMo钢珠光体球化评级标准判定，爆口处及近爆口处基体的组织为5级球化，属严重球化。由图5可见，珠光体区域完整，层片状碳化物开始分散，趋于球状化，晶界有少量碳化物，依据标准判定为2级球化，属倾向性球化。由图6可见珠光体区域明显，珠光体中的碳化物呈层片状，按标准判定为1级球化，属未球化。
微观分析结果证实，管子材质发生了严重的老化，合金元素由固溶态向晶界碳化物转移，晶界上呈链状分布的碳化物进一步降低了晶界的结合力，导致抗拉强度下降，材质的严重老化还降低了钢的热强性，促进了蠕变孔洞和微裂纹的形成，最终导致高温脆性断裂。从爆口的蠕变断裂特征、力学性能下降和严重球化，以及出现蠕变孔洞等材质老化的现象可知，该过热器管的实际服役温度肯定高于其设计使用温度。但由于在爆口附近没有观察到变形晶粒及淬硬组织，所以发生爆管前的实际服役温度低于Ac，相变温度。
2、综合分析
(1)不存在错用钢材现象。该过热器管材质为14MoCrl0，具有良好的综合力学性能和相当高的持久强度，抗氧化性能较好，组织稳定性较高，完全可以满足过热器用钢要求，成分分析结果表明不存在错用钢材的现象。
(2)爆口外观形貌属于长期过热爆管特征。
(3)对爆管段及取样管的力学性能和显微组织分析发现，其力学性能均符合标准要求。而爆管处金相显微组织发生5级严重球化现象，其余2个试样显微组织分别发生了2级倾向性球化和1级未球化。
综合分析表明，引起管子爆破的直接原因为管子长期超温运行，且管壁超温温度达到材质的临界点，使管材的珠光体球化和管子的蠕变均比设计运行温度下的球化和蠕变速度快。而组织的球化又进一步加速管子的蠕变，过热的管子在蠕变过程中产生大量的蠕变孔洞，孔洞长大并相互连通形成晶间微裂纹。在蠕变后期，这些裂纹有可能逐步发展成大裂纹，形成宏观轴向裂纹，最终引起爆管。
3、结论及建议
通过对爆管进行宏观检查、化学成分分析、力学性能试验和金相分析得出，管子的爆漏是由于长期超温运行造成的，因此建议对锅炉燃烧与烟温分布进行测试及调整，避免局部超温，并加强过热器管的运行监督，尽可能减少超温运行的次数及时间，从根本上减少爆管的发生。同时做好基建、运行、检修全过程的锅炉压力容器监督，严格执行“四管”防爆管理制度，提高检验和检修质量，提高设备可靠性，减少锅炉”四管”爆漏事故的发生。
相关生物质锅炉颗粒机产品：
1、
生物质热风空调
2、
木屑颗�；�
