Oppervlakteleidingen voor ketelverwarming werken lange tijd onder invloed van hoge temperaturen, spanningen en corrosieve media. Wanneer de stalen buizen de belasting van hun werkomstandigheden niet kunnen weerstaan, zullen er verschillende vormen van schade optreden en ongelukken veroorzaken. Veelvoorkomende ongelukken met verwarmingsoppervlaktepijpen van ketels in thermische energiecentrales omvatten voornamelijk de volgende typen: langdurige explosie van pijpleidingen bij te hoge temperatuur, explosie van pijpleidingen op korte termijn bij te hoge temperatuur, pijpleidingen met slecht materiaal en corrosie, en schade door thermische vermoeidheid.
(1) Pijpexplosie op lange termijn bij te hoge temperatuur
Overtemperatuur verwijst naar de werking van metalen materialen boven de nominale temperatuur. De nominale temperatuur verwijst naar de maximaal toegestane temperatuur van het staal tijdens de ontwerplevensduur, en kan ook verwijzen naar de nominale temperatuur tijdens bedrijf. Zolang een van de bovengenoemde temperaturen wordt overschreden, is er sprake van een oververhittingsbedrijf.
Pijpstaal dat lange tijd oververhit is geweest, zal de atomaire diffusie intensiveren, wat veranderingen in de staalstructuur veroorzaakt, de kruip versnelt en de blijvende sterkte vermindert. Daarom zal de buis barsten en beschadigd raken voordat deze de ontwerplevensduur bereikt. Buisexplosies komen meestal voor aan de naar het vuur gerichte zijde van het uitlaatgedeelte van hogetemperatuur-oververhittingsbuizen en bij pijpellebogen. Watergekoelde wandbuizen, slakcondensatiebuizen en economizers komen ook van tijd tot tijd voor.
Tijdens het langdurige explosieproces van pijpleidingen met te hoge temperatuur spelen corrosieve media zoals stoom en rookgas een versnellende rol. Wanneer de temperatuur van de pijpwand de kritische oxidatietemperatuur overschrijdt, zullen stoom en rookgas een dikkere laag ijzeroxide op de pijpwand produceren; wanneer de buis uitzet, zal deze laag ijzeroxide barsten in de richting loodrecht op de spanning; dan wordt het opnieuw gevormd. Blootgesteld metaal zal spanningscorrosie veroorzaken onder invloed van trekspanning en stoom of rook, waardoor de uitzetting van scheuren wordt versneld en uiteindelijk tot barsten kan leiden. Daarom heeft de breuk brosse breukeigenschappen en zijn er vaak corrosieproducten in de scheur aanwezig.
(2) Explosie van pijpleiding bij te hoge temperatuur op korte termijn
De koelomstandigheden van de verwarmingsoppervlakbuizen van de ketel verslechteren en er treedt droge verbranding op tijdens bedrijf, waardoor de temperatuur van de buiswand in korte tijd plotseling stijgt. De temperatuur bereikt boven het kritische punt (Ac1), de treksterkte van het staal daalt scherp en de buisspanning overschrijdt de vloeigrens, waardoor afschuiving ontstaat. Door een breuk barst de leiding. Dit soort leidingbreuk wordt een kortstondige leidingbreuk bij oververhitting genoemd. Kortdurende explosies van te hoge temperaturen komen meestal voor in de buurt van de verbrandingszone van koudwandige buizen aan de vuurzijde nabij de brander en op de slakcondensatiebuis. Ze komen ook af en toe voor in economizers en schermoververhitters van sommige hogedrukketels.
Omdat de buiswandtemperatuur bij kortstondige overtemperatuur hoger is dan Ac1, en soms zelfs hoger dan Ac3, lijkt de stoom- en waterinjectie tijdens de pijpexplosie in verschillende mate op afschrikken. Daarom is de structuur bij de bres op dit moment over het algemeen laag martensiet of bainiet. ; Breuken in oververhittingsbuizen kunnen ook perliet- en ferrietstructuren zijn. De hardheid van de buis rond de breuk zal aanzienlijk toenemen. Naast een onjuist constructief ontwerp worden pijpexplosies bij te hoge temperaturen voornamelijk veroorzaakt door overbelasting, onjuiste bediening of verstopping van vuil in de pijp. Overbelastingswerking zal in het algemeen de uitlaattemperatuur van de convectie-oververhitter verhogen, waardoor het verschijnsel van overtemperatuur wordt verergerd en het kruipen van de buis wordt versneld; abnormaal starten, drastische veranderingen in de verbranding, snelle drukverhoging, of het blussen van brand en het ontploffen in de oven zullen ervoor zorgen dat de buis oververhit raakt. Warmte; vuil- of zoutaanslag in de leiding veroorzaakt een slechte circulatie van stoom en water, waardoor plaatselijke oververhitting van de leiding ontstaat en snel kan leiden tot explosie van de leiding.
(3) Pijpexplosie veroorzaakt door slecht materiaal
Een gebarsten buis van slecht materiaal verwijst naar het onjuiste gebruik van staal of het gebruik van defect staal waardoor vroegtijdige schade aan de buis ontstaat.
Door het gebruik van de verkeerde materialen is er sprake van een te hoge temperatuur. Volgens de vergelijking van Larson-Miller zal gebruik bij te hoge temperaturen de levensduur van stalen buizen aanzienlijk verkorten, en sommige kunnen zelfs barsten na duizenden bedrijfsuren.
Als het materiaal zelf defecten vertoont, zoals scheuren, ernstige ontkoling of insluitsels, of als er tijdens de installatie en het onderhoud gebruik wordt gemaakt van stalen buizen met plooien, littekens of scheuren, zal de sterkte van de buis ernstig worden verzwakt en zijn de defecte onderdelen gevoelig voor beschadigingen. stress tijdens gebruik bij hoge temperaturen. Concentratie zal ervoor zorgen dat scheuren uitzetten, defecten uitzetten en leiden tot het barsten van leidingen. Bij het stralen van een defecte buis kan de breukrand vaak in twee delen worden verdeeld: het defecte deel heeft een ruwe breukrand en een brosse breuk (het breukdefect is open); het defecte onderdeel heeft een plastic breuk.
(4) Corrosieve schade door thermische vermoeidheidsscheuren
Stoom-waterstratificatie in verwarmingsoppervlakbuizen van ketels, stoompluggen in economiserbuizen, water in oververhitters, het met tussenpozen openen van desuperheating- en drukreduceerkleppen, enz., zullen allemaal temperatuurschommelingen veroorzaken, waardoor afwisselende thermische spanningen en thermische vermoeidheidsscheuren ontstaan. Bovendien is het onder invloed van corrosieve media vooral waarschijnlijk dat vermoeiingsscheuren in deze buizen optreden in gekerfde gebieden met hoge corrosiesnelheden, zoals oppervlakteruwheid, krassen, corrosieputten, enz., daarom worden ze corrosieve thermische vermoeiingsscheuren genoemd. Corrosieve thermische vermoeiingsscheuren zijn over het algemeen verspreid in clusters in een enkele rij en staan loodrecht op de spanningsrichting. Er zijn ringvormige scheuren in de binnenwand van de buis, de scheuren zijn kort en de breuk is een brosse breuk met vermoeidheidskenmerken.
Tijdens de werking van de verwarmingsoppervlaktebuis van de ketel staat de buiswand in direct contact met rookgas, water en stoom op hoge temperatuur, wat ook andere corrosieverschijnselen zal veroorzaken, waardoor voortijdige breuk en schade aan de buis ontstaat. Als een luchtvoorverwarmer in de open lucht wordt gebruikt, ontstaat er corrosieschade bij lage temperatuur door SO2 in het rookgas.
Posttijd: 19 januari 2024