ท่อพื้นผิวทำความร้อนของหม้อไอน้ำทำงานเป็นเวลานานภายใต้การกระทำของอุณหภูมิสูง ความเครียด และตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เมื่อท่อเหล็กไม่สามารถทนต่อสภาวะการทำงานได้ จะเกิดความเสียหายในรูปแบบต่างๆ และก่อให้เกิดอุบัติเหตุได้ อุบัติเหตุทั่วไปที่เกิดขึ้นกับท่อที่พื้นผิวทำความร้อนของหม้อไอน้ำในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนส่วนใหญ่ได้แก่ประเภทต่อไปนี้: การระเบิดของท่อที่มีอุณหภูมิสูงเกินในระยะยาว การระเบิดของท่อที่มีอุณหภูมิสูงเกินในระยะสั้น ท่อที่มีวัสดุไม่ดีและการกัดกร่อน และความเสียหายจากความล้าจากความร้อน
(1) การระเบิดของท่อที่มีอุณหภูมิสูงเกินในระยะยาว
อุณหภูมิสูงเกินไปหมายถึงการทำงานของวัสดุโลหะที่สูงกว่าอุณหภูมิที่กำหนด อุณหภูมิที่กำหนดหมายถึงอุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตของเหล็กที่ใช้งานภายใต้อายุการใช้งานที่ออกแบบ และยังอาจหมายถึงอุณหภูมิที่กำหนดระหว่างการใช้งานอีกด้วย ตราบใดที่อุณหภูมิเกินอุณหภูมิใดอุณหภูมิหนึ่งข้างต้น แสดงว่าการทำงานมีอุณหภูมิสูงเกินไป
เหล็กท่อที่ได้รับความร้อนสูงเกินไปเป็นเวลานานจะทำให้การแพร่กระจายของอะตอมรุนแรงขึ้น ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล็ก เร่งการคืบ และลดความแข็งแรงที่ยั่งยืน ดังนั้นท่อจะแตกและเสียหายก่อนถึงอายุการใช้งานที่ออกแบบ การระเบิดของท่อส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ด้านที่หันหน้าไปทางไฟของส่วนทางออกของท่อซุปเปอร์ฮีตเตอร์อุณหภูมิสูงและที่ข้อศอกของท่อ ท่อผนังระบายความร้อนด้วยน้ำ ท่อควบแน่นด้วยตะกรัน และเครื่องประหยัดก็เกิดขึ้นเป็นครั้งคราว
ในระหว่างกระบวนการระเบิดของท่อที่มีอุณหภูมิสูงเกินในระยะยาว สารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น ไอน้ำและก๊าซไอเสียจะมีบทบาทในการเร่ง เมื่ออุณหภูมิของผนังท่อสูงกว่าอุณหภูมิออกซิเดชันวิกฤต ไอน้ำและก๊าซไอเสียจะทำให้เกิดชั้นเหล็กออกไซด์ที่หนาขึ้นบนผนังท่อ เมื่อท่อขยายตัว เหล็กออกไซด์ชั้นนี้จะแตกในทิศทางตั้งฉากกับความเค้น แล้วมันก็จะเกิดขึ้นใหม่ โลหะที่ถูกเปิดเผยจะทำให้เกิดการกัดกร่อนจากความเค้นภายใต้การกระทำของความเค้นดึงและไอน้ำหรือควัน ซึ่งจะเร่งการขยายตัวของรอยแตกร้าวและนำไปสู่การระเบิดในที่สุด ดังนั้นการแตกหักจึงมีลักษณะการแตกหักแบบเปราะ และผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนมักมีอยู่ในรอยแตกร้าว
(2) การระเบิดของท่อที่มีอุณหภูมิสูงเกินระยะสั้น
สภาพการทำความเย็นของท่อพื้นผิวทำความร้อนของหม้อไอน้ำเสื่อมลงและเกิดการเผาไหม้แบบแห้งระหว่างการทำงาน ส่งผลให้อุณหภูมิผนังท่อเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันในระยะเวลาอันสั้น อุณหภูมิสูงกว่าจุดวิกฤติ (Ac1) ความต้านทานแรงดึงของเหล็กลดลงอย่างรวดเร็ว และความเค้นของท่อเกินขีดจำกัดผลผลิต ทำให้เกิดแรงเฉือน ท่อแตกเนื่องจากการแตกร้าว การระเบิดของท่อชนิดนี้เรียกว่าการระเบิดของท่อที่มีอุณหภูมิสูงเกินไปในระยะสั้น การระเบิดของท่อที่มีอุณหภูมิสูงเกินไปในระยะสั้นส่วนใหญ่เกิดขึ้นใกล้กับบริเวณการเผาไหม้ของท่อผนังเย็นที่ด้านไฟใกล้กับหัวเผาและบนท่อควบแน่นของตะกรัน สิ่งเหล่านี้ยังเกิดขึ้นเป็นครั้งคราวในเครื่องประหยัดและฮีตเตอร์กรองของหม้อไอน้ำแรงดันสูงบางรุ่น
เนื่องจากอุณหภูมิผนังท่อที่มีอุณหภูมิเกินในระยะสั้นสูงกว่า Ac1 และบางครั้งก็สูงกว่า Ac3 ด้วยซ้ำ การฉีดไอน้ำและน้ำระหว่างการระเบิดของท่อจึงเหมือนกับการดับในองศาที่แตกต่างกัน ดังนั้นโครงสร้างที่เกิดช่องโหว่ในเวลานี้โดยทั่วไปจึงมีมาร์เทนไซต์หรือเบนไนต์ต่ำ - การแตกของท่อฮีตเตอร์ฮีตเตอร์อาจเป็นโครงสร้างเพิร์ลไลต์และเฟอร์ไรต์ ความแข็งของท่อบริเวณจุดแตกหักจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก นอกจากการออกแบบโครงสร้างที่ไม่เหมาะสมแล้ว การระเบิดของท่อที่มีอุณหภูมิสูงเกินนั้นส่วนใหญ่เกิดจากการใช้งานเกินพิกัด การทำงานที่ไม่เหมาะสม หรือการอุดตันของสิ่งสกปรกในท่อ โดยทั่วไปการทำงานเกินพิกัดจะเพิ่มอุณหภูมิทางออกของเครื่องทำความร้อนแบบพาความร้อนยิ่งยวด ทำให้ปรากฏการณ์อุณหภูมิเกินรุนแรงขึ้น และเร่งการคืบของท่อ การสตาร์ทผิดปกติ การเผาไหม้เปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรง ความดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หรือการดับเพลิงและการระเบิดในเตาจะทำให้ท่อเกิดความร้อนมากเกินไป ความอบอุ่น; สิ่งสกปรกหรือตะกรันเกลือในท่อจะทำให้การไหลเวียนของไอน้ำและน้ำไม่ดี ส่งผลให้ท่อเกิดความร้อนสูงเกินไปและทำให้ท่อระเบิดอย่างรวดเร็ว
(3) การระเบิดของท่อที่เกิดจากวัสดุที่ไม่ดี
ท่อแตกที่ทำจากวัสดุที่ไม่ดีหมายถึงการใช้เหล็กอย่างไม่ถูกต้องหรือการใช้เหล็กที่มีข้อบกพร่องซึ่งทำให้เกิดความเสียหายต่อท่อตั้งแต่เนิ่นๆ
เนื่องจากใช้วัสดุที่ไม่ถูกต้อง จึงเป็นการทำงานที่อุณหภูมิสูงเกินไป ตามสมการของลาร์สัน-มิลเลอร์ การทำงานที่อุณหภูมิสูงเกินไปจะทำให้อายุการใช้งานของท่อเหล็กสั้นลงอย่างมาก และท่อบางท่ออาจแตกหลังจากใช้งานไปหลายพันชั่วโมง
หากตัววัสดุมีข้อบกพร่อง เช่น รอยแตกร้าว การสลายตัวของคาร์บอนอย่างรุนแรง หรือมีการรวมตัว หรือใช้ท่อเหล็กที่มีรอยพับ รอยแผลเป็น หรือรอยแตกร้าวในระหว่างการติดตั้งและบำรุงรักษา ความแข็งแรงของท่อจะลดลงอย่างรุนแรง และชิ้นส่วนที่ชำรุดมีแนวโน้มที่จะเกิด ความเครียดระหว่างการทำงานที่อุณหภูมิสูง ความเข้มข้นจะทำให้รอยแตกร้าวขยายตัว ข้อบกพร่องขยายตัว และทำให้ท่อแตก เมื่อท่อชำรุดเสียหาย ขอบแตกหักมักจะแบ่งออกเป็นสองส่วน: ส่วนที่ชำรุดมีขอบแตกหักหยาบและแตกหักแบบเปราะ (ข้อบกพร่องแตกหักเปิด); ชิ้นส่วนที่ชำรุดมีการแตกหักของพลาสติก
(4) ความเสียหายจากรอยแตกเมื่อยล้าจากความร้อนที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
การแบ่งชั้นของไอน้ำ-น้ำในท่อพื้นผิวทำความร้อนหม้อไอน้ำ ปลั๊กไอน้ำในท่อประหยัดน้ำ น้ำในเครื่องทำความร้อนยิ่งยวด การเปิดวาล์วลดความร้อนและวาล์วลดความดันเป็นระยะ ๆ ฯลฯ ล้วนจะทำให้เกิดความผันผวนของอุณหภูมิ ทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนสลับกันและรอยแตกเมื่อยล้าจากความร้อน นอกจากนี้ ภายใต้การกระทำของสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน รอยแตกเมื่อยล้าบนท่อเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นโดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีรอยบากซึ่งมีอัตราการกัดกร่อนสูง เช่น ความหยาบของพื้นผิว รอยขีดข่วน หลุมการกัดกร่อน ฯลฯ ดังนั้นจึงเรียกว่ารอยแตกเมื่อยล้าจากความร้อนที่มีฤทธิ์กัดกร่อน รอยแตกเมื่อยล้าจากความร้อนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนโดยทั่วไปจะกระจายเป็นกลุ่มในแถวเดียวและตั้งฉากกับทิศทางของความเค้น ผนังด้านในของท่อมีรอยแตกวงแหวนตามขวาง รอยแตกนั้นสั้น และการแตกหักเป็นการแตกหักแบบเปราะที่มีลักษณะความล้า
ในระหว่างการทำงานของท่อพื้นผิวทำความร้อนหม้อไอน้ำ ผนังท่อสัมผัสโดยตรงกับก๊าซไอเสียที่มีอุณหภูมิสูง น้ำ และไอน้ำ ซึ่งจะทำให้เกิดปรากฏการณ์การกัดกร่อนอื่น ๆ ทำให้เกิดการแตกร้าวก่อนเวลาอันควรและความเสียหายของท่อ หากใช้เครื่องอุ่นอากาศล่วงหน้าในที่โล่ง ความเสียหายจากการกัดกร่อนที่อุณหภูมิต่ำจะเกิดขึ้นเนื่องจาก SO2 ในก๊าซไอเสีย
เวลาโพสต์: 19 ม.ค. 2024