Οι σωλήνες επιφάνειας θέρμανσης του λέβητα λειτουργούν για μεγάλο χρονικό διάστημα υπό την επίδραση υψηλής θερμοκρασίας, καταπόνησης και διαβρωτικών μέσων. Όταν οι χαλύβδινοι σωλήνες δεν μπορούν να αντέξουν το φορτίο των συνθηκών εργασίας τους, θα προκύψουν διάφορες μορφές ζημιάς και θα προκαλέσουν ατυχήματα. Τα συνηθισμένα ατυχήματα σε σωλήνες επιφανείας θέρμανσης λεβήτων σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς περιλαμβάνουν κυρίως τους ακόλουθους τύπους: μακροχρόνια έκρηξη σωλήνων υπερθερμοκρασίας, βραχυπρόθεσμη έκρηξη σωλήνων υπερθέρμανσης, σωλήνες με φτωχό υλικό και διάβρωση και ζημιές από θερμική κόπωση.,
(1) Μακροχρόνια έκρηξη υπερθερμοκρασίας σωλήνα
Υπερθερμοκρασία αναφέρεται στη λειτουργία μεταλλικών υλικών πάνω από την ονομαστική θερμοκρασία. Η ονομαστική θερμοκρασία αναφέρεται στη μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία του χάλυβα που λειτουργεί υπό τη διάρκεια ζωής του σχεδιασμού και μπορεί επίσης να αναφέρεται στην ονομαστική θερμοκρασία κατά τη λειτουργία. Εφόσον σημειωθεί υπέρβαση μιας από τις παραπάνω θερμοκρασίες, πρόκειται για λειτουργία υπερθέρμανσης.,
Ο χάλυβας σωλήνων που έχει υπερθερμανθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα θα εντείνει την ατομική διάχυση, προκαλώντας αλλαγές στη δομή του χάλυβα, επιταχύνοντας τον ερπυσμό και μειώνοντας τη διαρκή αντοχή. Επομένως, ο σωλήνας θα σκάσει και θα καταστραφεί πριν φτάσει στη διάρκεια ζωής του. Οι εκρήξεις σωλήνων συμβαίνουν κυρίως στην πλευρά που βλέπει στη φωτιά του τμήματος εξόδου των σωλήνων υπερθερμαντήρα υψηλής θερμοκρασίας και στις γωνίες των σωλήνων. Κατά καιρούς εμφανίζονται επίσης υδρόψυκτοι σωλήνες τοίχου, σωλήνες συμπύκνωσης σκωρίας και εξοικονομητές.,
Κατά τη διάρκεια της μακροχρόνιας διαδικασίας έκρηξης σωλήνων υπερβολικής θερμοκρασίας, τα διαβρωτικά μέσα όπως ο ατμός και τα καυσαέρια παίζουν επιταχυντικό ρόλο. Όταν η θερμοκρασία του τοιχώματος του σωλήνα υπερβαίνει την κρίσιμη θερμοκρασία οξείδωσης, ο ατμός και τα καυσαέρια θα παράγουν ένα παχύτερο στρώμα οξειδίου του σιδήρου στο τοίχωμα του σωλήνα. Όταν ο σωλήνας διαστέλλεται, αυτό το στρώμα οξειδίου του σιδήρου θα ραγίσει προς την κατεύθυνση κάθετη προς την τάση. τότε θα επαναδιαμορφωθεί. Το εκτεθειμένο μέταλλο θα προκαλέσει διάβρωση λόγω τάσης υπό την επίδραση εφελκυστικής τάσης και ατμού ή καπνού, επιταχύνοντας τη διαστολή της ρωγμής και τελικά οδηγώντας σε σκάσιμο. Επομένως, η θραύση έχει εύθραυστα χαρακτηριστικά θραύσης και συχνά υπάρχουν προϊόντα διάβρωσης στη ρωγμή.,
(2) Βραχυπρόθεσμη έκρηξη σωλήνα υπερθερμοκρασίας
Οι συνθήκες ψύξης των σωλήνων της επιφάνειας θέρμανσης του λέβητα επιδεινώνονται και εμφανίζεται ξηρή καύση κατά τη λειτουργία, με αποτέλεσμα η θερμοκρασία του τοιχώματος του σωλήνα να αυξάνεται απότομα σε σύντομο χρονικό διάστημα. Η θερμοκρασία φτάνει πάνω από το κρίσιμο σημείο (Ac1), η αντοχή σε εφελκυσμό του χάλυβα πέφτει απότομα και η τάση του σωλήνα υπερβαίνει το όριο διαρροής, προκαλώντας διάτμηση. Ο σωλήνας σκάει λόγω ρήξης. Αυτό το είδος διάρρηξης σωλήνα ονομάζεται βραχυπρόθεσμη διάρρηξη σωλήνων υπερθερμοκρασίας. Οι βραχυπρόθεσμες εκρήξεις σωλήνων υπερβολικής θερμοκρασίας συμβαίνουν κυρίως κοντά στη ζώνη καύσης των σωλήνων ψυχρού τοιχώματος στην πλευρά της φωτιάς κοντά στον καυστήρα και στον σωλήνα συμπύκνωσης σκωρίας. Περιστασιακά εμφανίζονται επίσης σε εξοικονομητές και υπερθερμαντήρες οθόνης ορισμένων λεβήτων υψηλής πίεσης.,
Δεδομένου ότι η θερμοκρασία του τοιχώματος του σωλήνα της βραχυπρόθεσμης υπερθερμοκρασίας είναι υψηλότερη από την Ac1 και μερικές φορές ακόμη μεγαλύτερη από την Ac3, η έγχυση ατμού και νερού κατά την έκρηξη του σωλήνα είναι σαν να σβήνει σε διάφορους βαθμούς. Επομένως, η δομή στο ρήγμα αυτή τη στιγμή είναι γενικά χαμηλός μαρτενσίτης ή μπαινίτης. ; Οι θραύσεις σωλήνων υπερθερμαντήρα μπορεί επίσης να είναι δομές περλίτη και φερρίτη. Η σκληρότητα του σωλήνα γύρω από το σπάσιμο θα αυξηθεί σημαντικά. Εκτός από τον ακατάλληλο δομικό σχεδιασμό, οι εκρήξεις σωλήνων με υπερβολική θερμοκρασία προκαλούνται κυρίως από λειτουργία υπερφόρτωσης, ακατάλληλη λειτουργία ή απόφραξη βρωμιάς στον σωλήνα. Η λειτουργία υπερφόρτωσης θα αυξήσει γενικά τη θερμοκρασία εξόδου του υπερθερμαντήρα συναγωγής, επιδεινώνοντας το φαινόμενο υπερθέρμανσης και επιταχύνοντας την ερπυστικότητα του σωλήνα. η μη φυσιολογική εκκίνηση, οι δραστικές αλλαγές στην καύση, η ταχεία αύξηση της πίεσης ή η κατάσβεση πυρκαγιάς και η ανατίναξη στον κλίβανο θα προκαλέσουν υπερθέρμανση του σωλήνα. Ζεστασιά; ακαθαρσίες ή άλατα αλατιού στον σωλήνα θα προκαλέσουν κακή κυκλοφορία ατμού και νερού, προκαλώντας τοπική υπερθέρμανση του σωλήνα και οδηγώντας γρήγορα σε έκρηξη του σωλήνα.,
(3) Έκρηξη σωλήνα που προκαλείται από φτωχό υλικό
Ένας σκασμένος σωλήνας από φτωχό υλικό αναφέρεται στη λανθασμένη χρήση χάλυβα ή στη χρήση ελαττωματικού χάλυβα που προκαλεί πρόωρη ζημιά στον σωλήνα.,
Λόγω της χρήσης λανθασμένων υλικών, είναι μια λειτουργία υπερθέρμανσης. Σύμφωνα με την εξίσωση Larson-Miller, η λειτουργία υπερβολικής θερμοκρασίας θα μειώσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής των χαλύβδινων σωλήνων και ορισμένοι μπορεί ακόμη και να σκάσουν μετά από χιλιάδες ώρες λειτουργίας.
Εάν το ίδιο το υλικό έχει ελαττώματα όπως ρωγμές, σοβαρή απανθράκωση ή εγκλείσματα ή χρησιμοποιούνται χαλύβδινοι σωλήνες με πτυχές, ουλές ή ρωγμές κατά την εγκατάσταση και τη συντήρηση, η αντοχή του σωλήνα θα εξασθενήσει σοβαρά και τα ελαττωματικά μέρη είναι επιρρεπή σε καταπόνηση κατά τη λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες. Η συγκέντρωση θα προκαλέσει διαστολή ρωγμών, διαστολή ελαττωμάτων και διάρρηξη σωλήνων. Όταν ένας ελαττωματικός σωλήνας ανατινάζεται, το άκρο του κατάγματος μπορεί συχνά να χωριστεί σε δύο μέρη: το ελαττωματικό τμήμα έχει ένα τραχύ άκρο κατάγματος και ένα εύθραυστο κάταγμα (το ελάττωμα του κατάγματος είναι ανοιχτό). το ελαττωματικό μέρος έχει πλαστικό κάταγμα.,
(4) Ζημιά από διαβρωτική θερμική κόπωση ρωγμής
Η διαστρωμάτωση ατμού νερού στους σωλήνες επιφανειών θέρμανσης λέβητα, τα βύσματα ατμού σε σωλήνες εξοικονομητή, το νερό σε υπερθερμαντήρες, το διακοπτόμενο άνοιγμα των βαλβίδων υπερθέρμανσης και μείωσης πίεσης κ.λπ., όλα θα προκαλέσουν διακυμάνσεις θερμοκρασίας, προκαλώντας εναλλασσόμενες θερμικές καταπονήσεις και ρωγμές θερμικής κόπωσης. Επιπλέον, υπό τη δράση διαβρωτικών μέσων, ρωγμές κόπωσης σε αυτούς τους σωλήνες είναι ιδιαίτερα πιθανό να εμφανιστούν σε οδοντωτές περιοχές με υψηλούς ρυθμούς διάβρωσης, όπως τραχύτητα επιφάνειας, γρατσουνιές, λάκκους διάβρωσης κ.λπ., επομένως ονομάζονται διαβρωτικές ρωγμές θερμικής κόπωσης. Οι διαβρωτικές ρωγμές θερμικής κόπωσης είναι γενικά κατανεμημένες σε συστάδες σε μία μόνο σειρά και είναι κάθετες προς την κατεύθυνση της τάσης. Υπάρχουν εγκάρσιες δακτυλιοειδείς ρωγμές στο εσωτερικό τοίχωμα του σωλήνα, οι ρωγμές είναι μικρές και το κάταγμα είναι ένα εύθραυστο κάταγμα με χαρακτηριστικά κόπωσης.,
Κατά τη λειτουργία του σωλήνα επιφάνειας θέρμανσης του λέβητα, το τοίχωμα του σωλήνα έρχεται σε άμεση επαφή με καυσαέρια υψηλής θερμοκρασίας, νερό και ατμό, γεγονός που θα προκαλέσει και άλλα φαινόμενα διάβρωσης, προκαλώντας πρόωρη ρήξη και ζημιά του σωλήνα. Εάν ένας προθερμαντήρας αέρα λειτουργεί στην ύπαιθρο, θα προκληθεί ζημιά λόγω διάβρωσης σε χαμηλή θερμοκρασία λόγω του SO2 στα καυσαέρια.
Ώρα δημοσίευσης: Ιαν-19-2024