爆口

锅炉爆管的典型外观形貌及原

因(张瑞兵)

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锅炉爆管的爆口典型外观形貌及运行现象

摘要：对一个安装了8台30万千瓦机组、装机容量达240万千瓦、拥有2400余名职工

的特大型火力发电厂1989年至2001年的工伤事故进行了技术分析。

关键词：工伤；事故；分析

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锅炉爆管的主要原因都可归结为几个根本原因中的

一个。对爆管进行全面的金相分析、强度试验及化学

垢量分析等工作，可以揭示出爆管的根本原因；然而，

并不需要对所有的爆管都进行金相分析强度试验及化

学垢量分析等工作。

爆管的爆口外观形貌能为爆管原因提供有价值的信

息。这一信息有助于缩小可能发生爆管原因的范围，

有时，结合一些锅炉运行方面的知识，就足以确定其

损坏的原因。

本章列举了一些最为常见的锅炉爆管的爆口外观形

貌及其发生的原因，有助于确定爆管发生的原因。但

必须注意，仅根据爆口外观形貌无法区别许多爆管原

因，某些时候不同的原因会导致看上去爆口外观形貌

相同的爆管，必须结合金相分析、强度试验、化学垢

量分析等才能真正确定爆管发生的原因。

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1、

爆口形貌：断口无明显减薄的纵向破裂

位置：除省煤器外的所有管子上

爆管模式：蠕变

发生原因：超期服役；长期超温；错用钢材

外观检查：爆口断面粗糙不平，爆口处无明显减薄，

附近管子有轻微胀粗，外壁氧化皮较厚，呈土褐色，

常附有结渣，并伴有与管子爆口平行的纵向裂纹。

组织分析：对珠光体类型管子，在爆口及附近管段

出现珠光体严重球化、珠光体形态消失、碳化物在晶

界上呈链状分布，可观察到明显的晶间蠕变裂纹。对

碳钢管子还有石墨化现象；对贝氏体类型管子则有碳

化物在原奥氏体晶界上呈链状分布，可观察到明显的

晶间蠕变裂纹。

性能分析：对爆口附近的管子取样进行机械性能试

验，一般抗拉强度、延伸率低于标准下限值，冲出韧

性大大降低。

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2、

爆口形貌：纵向破裂

位置：所有管子上

爆管模式：腐蚀疲劳或管子重皮

发生原因：制造缺陷

外观检查：爆口较直，无减薄，张口很小，爆口两

端有裂纹扩展现象；爆口断面较平整，断面与管子径

向有一定角度；管子无胀粗。

组织分析：爆口处组织与其它位置无明显差异。

性能分析：对爆口处管子取样进行机械性能分析，

一般与标准要求相近。

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3、

爆口形貌：带有外部耗蚀的纵向破裂

位置：水冷壁

爆管模式：高温腐蚀

发生原因：火焰冲刷

注释：管子的外部有一层厚的沉积物

外观检查:管壁有易碎的垢层，易于从管子上剥落，

剥落后的灰渣层的内表面呈黑色或孔雀兰，伴有管子

有效厚度明显减薄。

组织分析：爆口处组织老化，有珠光体球化现象，

严重时有石墨化。但远离爆口处管子组织正常；通过

对爆口表面沉积物进行能谱分析或电子探针测定，可

以发现其中含硫量较高，属硫的高温腐蚀。

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性能分析：爆口处机械性能降低，但远离爆口处管

子性能基本正常。

4、

爆口形貌：纵向破裂

位置：过热器、再热器弯头的中心轴线

爆管模式：腐蚀疲劳

发生原因：制造缺陷、停运腐蚀等

5、

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爆口形貌：断口无明显减薄的横向断裂

位置：所有管子

爆管模式：疲劳

发生原因：振动。因支吊架失效或布局不合理引起

管子振动

外观检查:呈横向断裂，爆口附近管子无胀粗、和

减薄现象。

组织分析：爆口处组织无变化。

性能分析：爆口处机械性能无变化。

6、

爆口形貌：横向断裂

位置：上升管胀口（如：水冷壁上联箱和汽包

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的汽水连接管的胀口）

爆管模式：应力腐蚀

发生原因：管子或汽包胀接处泄露导致腐蚀物质聚

集

注释：类似情况可能在胀接处泄露的任何管子

上发生

7、

爆口形貌：弯头部分的多处横向裂纹，裂纹起始于

内表面

位置：蒸发管排（如：汽包和顶棚管入口联箱

的连接管）

爆管模式：应力腐蚀破裂

发生原因：水质不合格；制造缺陷处的过负荷或腐

蚀疲劳

9

8、

外表面

内表面

爆口形貌：多处横向断裂，裂纹由管子内壁向外扩

展

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位置：蒸发管排

爆管模式：热疲劳

发生原因：间断性的蒸发停滞或急冷引起水侧金属

周期性冷却

注释：类似情况可能在有水位波动的任何管子

上发生

9、

爆口形貌：“大象皮肤状”密布的多处横向破裂

位置：水冷壁

爆管模式：热疲劳

发生原因：由于吹灰时急冷或渣层间断性地被浸润

而引起的热交变

注释：类似情况可能发生在热交变的所有管子

11

上

10、

爆口形貌：“大象皮肤状”

位置：与安装或使用不当的吹灰器相邻近的所

有管子，均可能发生类似情况

爆管模式：热疲劳

发生原因：由于吹灰时冲刷引起的热交变

注释：类似情况可能发生在热交变的所有管子

上

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11、

爆口形貌：断口无明显减薄的窗口状爆破

位置：水冷壁

爆管模式：氢脆

发生原因：管内垢下酸性腐蚀，可能因不确当或不

完全的酸洗引起。

12、

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横截面

爆口形貌：边缘呈薄形的鱼嘴状爆破

位置：所有管子

爆管模式：热拉伸破裂

发生原因：短期超温（如：工质流量偏小、炉膛热

负荷过高等）；管壁因冲刷减薄（特别是弯头后直管段）

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爆口形貌：断口处无明显减薄的鱼嘴状爆破

位置：所有管子

爆管模式：疲劳

发生原因：由纵向夹杂引起的破裂；长期超温引起

的蠕变；超期服役；错用管材；垢量超标；热负荷过

高

14、

爆口形貌：爆破边缘呈薄形且外壁减薄

位置：所有管子

爆管模式：拉伸破裂

发生原因：因外壁受蒸汽冲刷或飞灰冲蚀引起管外

壁减薄

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15

爆口形貌：穿孔且外部冲蚀

位置：所有靠近爆管周围的管子

爆管模式：冲蚀

发生原因：被邻近爆管的蒸汽冲刷（非首爆管，是

受害管子）

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16

内表面

内壁形貌：大面积点蚀

位置：所有管子

爆管模式：点蚀

发生原因：停炉腐蚀

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17、

内表面

内表面

内壁形貌：大的局部腐蚀坑且内壁有厚的沉积物

位置：水冷壁水侧内表面

爆管模式：垢下腐蚀

发生原因：不适当的酸洗；水质长期不合格

18、

18

外壁形貌：充满沉积物的火侧点蚀

位置：水冷壁

爆管模式：点蚀

发生原因：因燃煤的硫份较高且有湿气时，火侧湿

份与表面沉积物结合形成腐蚀性物质，如当停炉是可

能存在湿份

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19、

横截面

爆口形貌：单个穿孔

位置：省煤器

爆管模式：点蚀

发生原因：由氧或腐蚀性物质引起的水侧腐蚀

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20

形貌：管子外壁渣垢下的耗蚀

位置：过热器

爆管模式：腐蚀；冲蚀

发生原因：由含焦硫酸盐或金属硫酸盐引起的熔灰

侵蚀

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21、

爆口形貌：穿孔且管壁内凹

位置：所有管子

爆管模式：撞击损坏

发生原因：外来物质的撞击损坏

组织分析：金相分析组织无明显变化，但在凹坑处

可观察到晶粒的局部拉长。

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22、

形貌：在焊接接头处的环向破裂

位置：过热器或再热器的异种钢焊缝

爆管模式：蠕变

发生原因：热差胀

外观检查:常发生在异种钢接头处,一般材质等级较

低侧管子会出现轻微蠕胀，并伴有表面氧化层，焊接

接头处胀粗较明显，裂纹沿焊接接头熔合线呈环向。

组织分析：对G102+SUS304HTB，在G102侧会出现

脱碳区，在焊缝处发生碳化物的聚集与球化。主裂纹

附近有晶间显微裂纹。在环向裂纹表面可观察到氧化

物，说明是从外向内萌生裂纹的。

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23、

形貌：在焊接接头处的环向破裂

位置：所有管子的焊缝

爆管模式：蠕变

发生原因：热差胀

外观检查:常发生在异种钢接头处或焊缝两侧热负

荷差异较大的管子,一般材质等级较低侧管子会出现

轻微蠕胀，并伴有表面氧化层，焊接接头处胀粗较明

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显，裂纹沿焊接接头熔合线呈环向。

组织分析：在低等级材质管子侧会出现脱碳区，在

焊缝处发生碳化物的聚集与球化。主裂纹附近有晶间

显微裂纹。在环向裂纹表面可观察到氧化物，说明是

从外向内萌生裂纹的。

一、水冷壁爆管的现象及判断：

1、水冷壁爆管的现象：

（1）水冷壁泄漏的初期，在锅炉的泄漏处可听到

轻微泄漏声。随着水冷壁泄漏点扩大，泄漏声逐渐加

大，严重时汽包水位急剧下降，给水流量不正常地大

于蒸汽流量。

（2）四管泄漏检测装置的泄漏报警点为水冷壁。

（3）炉膛负压变正，从看火孔、人孔、炉墙不严

密处向外喷烟气和水

．

蒸汽。

（4）燃烧不稳，火焰发暗，严重时锅炉灭火。

（5）各段烟气及排烟温度下降，蒸汽流量、蒸汽

压力下降，吸风机电流增大。

2、水冷壁爆管的判断：

（1）将锅炉吹灰减压站蒸汽总门关闭，锅炉周围

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5、爆管侧再热器出口蒸汽压力下降，出入口压差增大。

6、如爆管在再热器低温段，将造成再热器出口蒸汽温

度升高。

四、省煤器爆管的现象：

1、省煤器泄漏附近有异常响声。

．．．．．

2、四管泄漏检测装置的泄漏报警点为省煤器。

3、给水流量不正常地大于蒸汽流量，严重时汽包水位

下降。

4、严重时从炉墙不严密处往外漏水、冒汽，尾部烟道

下部向外流水。

5、省煤器后烟气两侧烟温差增大，泄漏侧热风温度、

排烟温度下降。

6、炉膛负压变小，吸风机入口负压增大。

五、炉外蒸汽管道爆管的现象：

1、炉外蒸汽管道爆管时会有一声巨响，爆管后也会有

很大的响声。

2、爆管处保温材料潮湿、漏汽。

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3、蒸汽压力下降。

4、汽包水位上升。

5、爆破点在流量表测点前，蒸汽流量指示下降，反之

指示上升。

六、炉外给水管道爆管的现象：

1、炉外给水管道爆管时会有一声巨响，爆管后也会有

很大的响声。

2、爆管处保温材料潮湿，有渗水漏水现象。

3、炉给水压力下降。

4、汽包水位下降。

5、爆破点在给水流量表测点前，给水流量指示下降，

反之指示上升。

6、减温水流量下降，过热蒸汽温度升高。