1.鍋爐水冷壁腐蝕失效

    鍋爐過(guò)熱器、再熱器、水冷壁及省煤器（簡(jiǎn)稱“四管”）的爆破泄漏事故一直是火力發(fā)電廠關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，更是導(dǎo)致非計(jì)劃停機(jī)的主要因素。

    某廠三臺(tái)高壓鍋爐水冷壁材料均用20G鋼。自2013年以來(lái)因水冷壁爆管泄漏停爐6次，造成很大損失。對(duì)鍋爐水冷壁檢查發(fā)現(xiàn)在腐蝕處沒有檢測(cè)到脫碳現(xiàn)象，因而認(rèn)為腐蝕類型主要是堿腐蝕。腐蝕產(chǎn)生的原因主要是凝汽器泄漏使冷卻水進(jìn)入水汽系統(tǒng)，水中碳酸鹽水解產(chǎn)生氫氧化鈉，或爐水補(bǔ)給水處理不完善導(dǎo)致補(bǔ)給水中存在NaOH。腐蝕導(dǎo)致的鍋爐爆管特征是管壁產(chǎn)生點(diǎn)狀或坑狀腐蝕，腐蝕形狀為典型的貝殼狀；裂紋為橫斷面開裂，爆口寬而鈍（見圖4-174）。

    水冷壁是鍋爐腐蝕事故的高發(fā)區(qū)域，進(jìn)入鍋爐的水在水冷壁管中部分汽化蒸發(fā)，化學(xué)物質(zhì)濃縮百倍以上。水冷壁腐蝕主要發(fā)生在向火側(cè)，與爐膛溫度分布有關(guān)，溫度越高，腐蝕越明顯，同時(shí)水冷壁管中的沉積物和腐蝕坑會(huì)加速管道腐蝕的發(fā)生（見圖4-175）。

    2.高壓加熱器換熱管腐蝕失效

    高壓加熱器（簡(jiǎn)稱高加）泄漏影響機(jī)組水汽品質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響機(jī)組的安全運(yùn)行。某電廠660 MW 超臨界機(jī)組投運(yùn)后， 凝汽器發(fā)生泄漏，立即進(jìn)行停運(yùn)檢修，但仍有大量海水進(jìn)入鍋爐給水系統(tǒng)。檢修結(jié)束機(jī)組運(yùn)行2個(gè)月后，該機(jī)組3 臺(tái)高加先后出現(xiàn)泄漏。此機(jī)組高加換熱管材質(zhì)為TP304 奧氏體不銹鋼。高加換熱管在管口位置存在徑向裂紋，管板及隔板附近管段存在大量環(huán)向裂紋，一些環(huán)向裂紋由外至內(nèi)貫穿管壁，導(dǎo)致?lián)Q熱管發(fā)生泄漏。

    殘余應(yīng)力與苛刻腐蝕環(huán)境的共同作用使得多數(shù)換熱管管口出現(xiàn)多條細(xì)微的徑向裂紋（見圖4-176）。由于高溫蒸汽的高速?zèng)_擊，管子振動(dòng)，換熱管外表面點(diǎn)蝕坑處出現(xiàn)應(yīng)力疲勞，換熱管汽側(cè)的高溫腐蝕環(huán)境作用下， 腐蝕疲勞裂紋快速擴(kuò)展， 最終導(dǎo)致管子出現(xiàn)貫穿裂紋， 甚至斷裂。在靠近管板位置及第一道隔板區(qū)域附近的環(huán)向腐蝕疲勞裂紋分布最為嚴(yán)重（見圖4-177、圖4-178）。

    根據(jù)此案例分析，為防止高加泄漏可在高加加工時(shí)盡量消除殘余應(yīng)力，提高機(jī)組運(yùn)行水平，避免高加頻繁啟停，防止凝汽器泄漏，以及要注意停運(yùn)保護(hù)等。

    3.汽輪機(jī)腐蝕與控制

    汽輪機(jī)在啟動(dòng)、停機(jī)以及高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，動(dòng)葉片會(huì)受到較高的靜應(yīng)力和交變應(yīng)力作用。另外，汽缸內(nèi)蒸汽流動(dòng)的壓力作用還會(huì)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和扭力矩，而葉片在激振力的作用下會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。疲勞破壞的斷裂面在最初階段通常是一個(gè)小缺陷，然后經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)時(shí)間的裂紋擴(kuò)展，最終由于過(guò)載而失效（見圖4-179）。在尚未發(fā)生葉片斷裂前，帶有缺陷的葉片，通常伴隨有葉片振動(dòng)加劇，或引起軸承振動(dòng)的相位角突變。

    疲勞斷裂和液滴沖蝕（水蝕）是葉片發(fā)生故障的主要原因。汽輪機(jī)低壓缸的蒸汽濕度較大，工作介質(zhì)為飽和蒸汽，隨汽流流出的水滴，撞擊葉片產(chǎn)生局部的塑性變形和表面硬化。在水滴沖擊的反復(fù)作用下，葉片表面會(huì)逐漸產(chǎn)生點(diǎn)坑和凹陷，材料缺陷擴(kuò)展進(jìn)而產(chǎn)生疲勞裂紋，并最終發(fā)展形成金屬顆粒的大量脫落，出現(xiàn)蝕痕和蜂窩狀的凹坑（見圖4-180）。水蝕產(chǎn)生是損傷緩慢累積的過(guò)程，缺陷逐漸擴(kuò)大，機(jī)組運(yùn)行時(shí)一般不會(huì)有明顯的征兆。為防止發(fā)生汽輪機(jī)末級(jí)葉片水蝕帶來(lái)較大的損傷現(xiàn)象，在葉片表面增加防護(hù)層是較為有效的方法之一，目前常用的有釬焊司太立合金片、表面硬化、涂覆多層納米復(fù)合涂層等。在汽輪機(jī)運(yùn)行中要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，同時(shí)注意對(duì)機(jī)組進(jìn)行必要的檢修維護(hù)。在機(jī)組大修期間可采用相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)等對(duì)汽輪機(jī)葉片進(jìn)行金屬檢查，以發(fā)現(xiàn)隱患問(wèn)題。

    另外，超超臨界汽輪機(jī)組中水質(zhì)控制是非常重要的，要盡可能的除去水中的氯離子等腐蝕性物質(zhì)，同時(shí)要做好停爐保護(hù)工作。

    4.凝汽器冷卻管腐蝕與控制

    凝汽器由冷卻水管、管板、外殼、前水室、后水室、排氣進(jìn)口和出口等構(gòu)成。凝汽器常用管材有黃銅管、不銹鋼管和鈦管。凝汽器黃銅管腐蝕形式有均勻?qū)訝蠲撲\腐蝕、坑點(diǎn)腐蝕、沖刷腐蝕、氨腐蝕、應(yīng)力腐蝕、管端腐蝕、縫隙腐蝕、硫化物腐蝕、磨損腐蝕和微生物腐蝕等。不銹鋼管主要是點(diǎn)蝕（見圖4-181）、縫隙腐蝕、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕等。凝汽器冷卻管的腐蝕控制方法主要有合理選材、使用合適的水質(zhì)穩(wěn)定劑、保持冷卻管表面清潔（膠球清洗等）、涂層和陰極保護(hù)（管板）等方面。

    無(wú)論是銅合金、不銹鋼還是鈦管的凝汽器管材，其腐蝕防護(hù)主要從三方面來(lái)入手：一是改變腐蝕環(huán)境，降低環(huán)境的腐蝕性，如加強(qiáng)監(jiān)督凝結(jié)水、給水水質(zhì)，改進(jìn)水質(zhì)處理工藝；二是改變管材的耐腐蝕性，例如管板使用防腐涂料、管端加防護(hù)套管、進(jìn)行陰極保護(hù)等；三是合理選材，合理設(shè)計(jì)設(shè)備結(jié)構(gòu)，規(guī)范安裝，加強(qiáng)監(jiān)督管理并定期進(jìn)行化學(xué)和機(jī)械清洗等。