低温省煤器ND钢大面积腐蚀原因.pdf
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1、47质量控制与失效分析PTCA(PARTAPHYS.TEST.)2023年第59 卷8理化检验-物理分册D0I:10.11973/lhjy-wl202308012低温省煤器ND钢大面积腐蚀原因张安文,霍岩?,李建雄”,张志博(1.西安热工研究院有限公司,西安7 10 0 542.内蒙古鄂尔多斯高新材料有限公司,鄂尔多斯0 16 0 6 4)摘 要:某电厂低温省煤器 ND钢发生大面积腐蚀,采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、扫描电镜分析、X射线衍射分析、离子色谱分析等方法研究腐蚀原因。结果表明:试样的化学成分、显微组织、显微硬度等均符合标准要求;泄漏的水溶解了烟气中的硫化物,形成酸性
2、溶液并吸附到管子外表面,溶解的 F-、CI-和 SO破坏了 ND钢管壁表面的保护膜,导致低温省煤器发生大面积腐蚀。最后提出了改进建议,以避免低温省煤器 ND钢发生大范围腐蚀。关键词:低温省煤器;ND钢;腐蚀中图分类号:TG142.3;T G 115.2文献标志码:B文章编号:10 0 1-40 12(2 0 2 3)0 8-0 0 47-0 4Causes of large area corrosion of ND steel for low temperature economizerZHANG Anwen,HUO Yan?,LI Jianxiong,ZHANG Zhibo(1.Xian T
3、hermal Power Research Institute Co.,Ltd.,Xian 710054,China;2.Inner Mongolia Ordos Advanced Materials Co.,Ltd.,Ordos 016064,China)Abstract:A large area of corrosion occurred in ND steel of low temperature economizer in a power plant.The causes of corrosion were studied by means of macroscopic observa
4、tion,chemical composition analysis,metallographic examination,hardness test,scanning electron microscope analysis,X-ray diffraction analysis and ionchromatography analysis.The results show that the chemical composition,microstructure and microhardness of thesamples all met the requirements of the st
5、andard.The leaked water dissolved the sulfide in the flue gas to form anacidic solution,which was adsorbed to the outer surface of the pipe.The dissolved F,CI and SO destroyed theprotective film on the surface of the ND steel pipe wall,resulting in large-scale corrosion of the low-temperatureeconomi
6、zer.Finally,suggestions for improvement were put forward to avoid large-scale corrosion of ND steel inlow-temperature economizer.Keywords:low temperature economizer;ND steel;corrosion低温省煤器利用烟气余热加热机组凝结水,起到降低锅炉排烟温度的作用1。低温省煤器可显著提高机组热效率,节能、节水效果显著。目前,国内已有多家电厂进行了低温省煤器的安装和改造。针对低温省煤器的安装位置、设计优化和动态特性等已有大量研究2
7、3。低温省煤器虽然提高了电站设备的热效率,但是增加了电站系统的复杂性,导致电站设备的失效事故发生率提高,给机组的运行带来安全隐患。低温省煤器常规的失效模式有两种。一种是飞收稿日期:2 0 2 2-0 8-0 7作者简介:张安文(198 8 一),男,博士,主要从事理化检验工作,灰磨损4,即尾部烟道中的灰粒和烟气会冲刷并撞击低温省煤器管外壁,剥离管子外壁的氧化膜和金属基体,导致管子外壁损伤减薄。研究表明,飞灰磨损的程度与管子的布置、飞灰的流速、飞灰流向与管壁的相对角度、管子的材料和工艺状态等均有关。改善低温省煤器区域的烟气流通均匀性可减轻飞灰磨损的程度。低温省煤器的第二种常见失效模式是低温腐蚀(
8、露点腐蚀)5,燃料燃烧后,当管子外壁温度低于硫酸蒸汽的露点温度时,硫酸根离子与水蒸气会在管子外壁凝结,形成附着在管子外壁的酸液,破坏管子外壁的氧化膜,腐蚀管子外壁。选用耐酸腐蚀能力强的材料(如ND钢、316 L不锈钢、2 2 0 5双相不锈钢等),可减轻低温省煤器管的露点腐蚀48张安文温省煤器ND钢大面积腐蚀原因理化检验-物理分册程度。ND钢广泛应用于电站的低温省煤器中,由于ND钢的耐硫酸腐蚀能力强,因此ND钢设备大面积腐蚀的现象少有发生。某电厂低温省煤器发生泄漏,该低温省煤器投人运行4a,管子规格为38 mmX4.5mm(外径壁厚),低温段管和翅片材料均为ND钢,其余部位为20G钢。给水温度
9、为6 191,出口水温度为8310 5;烟气进口温度为12 6 156,烟气出口温度为92 118。笔者采用一系列理化检验方法分析了该低温省煤器管发生大面积腐蚀的原因,并提出相应的防范措施和改进建议,为低温省煤器的科学、合理运行提供数据支撑。1理化检验1.1宏观观察低温省煤器样管宏观形貌如图1所示。该低温省煤器管子及鳍片表面均发生严重腐蚀,腐蚀产物呈黑褐色和黄色,鳍片间积灰较厚。在光管部位割取一段样管,可见钢管外壁严重减薄。管子设计壁厚为4.5mm,减薄严重区域壁厚仅为1.2 mm。1.2化学成分分析钢管设计材料为ND钢,从样管截面中取样并进行化学成分分析,其中用红外碳硫分析仪测量C、S元素,
10、用电感耦合原子发射光谱仪测量其他元素,结果如表1所示,由表1可知,试样的化学成分均符管子与鳍片脱离鳍片间的沉积物图1低温省煤气样管宏观形貌表1ND钢管试样的化学成分分析结果%质量分数项目CSiPSMnCrCu实测值0.0850.250.0160.0050.540.870.250.200.350.70 0.25标准值0.120.400.0300.0200.651.100.45合GB/T150.22011压力容器第2 部分:材料的要求。1.3金相检验从管子减薄处与未减薄处各取一个试样(编号为1#和2#),置于光学显微镜下观察,结果如图2所示,由图2 可知:试样显微组织为铁素体十珠光体,管子内壁附近
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