二次過熱器管上拱變形檢測與分析現場檢驗發現其最上面一排管子有明顯的上拱變形，現場測得的最大變形量為26mm.為了確定變形的原因和變形后管子的應力水平，以及在這樣大的變形下過熱器管是否安全可靠，對其進行了有限元模擬分析。計算條件按管外煙氣溫度800bC，管內蒸汽溫度450bC，管內蒸汽壓力4.51MPa，直管段長度5030mm，管子外徑32mm，管子材質15CrMo，500bC時材料許用應力為83MPa.計算模型和有限元分析軟件在有限元計算分析時，取一排管子的4根管子（帶3個彎頭）作為計算模型。支撐條件是在中段2600mm長度的管子的兩處Y、Z方向（即上下、前后）予以約束。管內加壓4.51MPa，對最上面的第一根管子的橫截面上加上溫度值，使這溫度值有一梯度，上下兩點的溫度梯度分別為30bC，40bC，50bC.通過計算分別求得變形量和最大應力值。

　　當管子的橫截面上溫度存在溫差時，橫截面上各部分管子的伸長量也就存在差異，溫度高的部分，伸長量就大，反之伸長量就小。當兩頭的變形受到約束時，就產生向上拱的現象。計算分析可以確定，過熱器管子產生上拱變形的現象是由于管子的橫截面上存在溫差所引起的。從彩照上也可清楚地看到，這些最大應力都位于管子的支承點，且范圍極小。而管子的絕大部分的應力只有2030MPa.在支承點處的最大應力除去一次膜應力，主要是由于溫度引起的溫差應力。按照JB4732-955鋼制壓力容器）分析設計標準6，溫差應力屬于二次應力范疇。一次和二次應力之和，即計算所得的最大應力，可按3倍的許用應力來加以限制，考慮其他因素如高溫腐蝕，長期運行的疲勞損傷（本次計算分析時無法顧及）等等，建議取2倍的許用應力為限制條件，即控制上拱變形量不超過50mm.

　　二次過熱器取樣管的分析由于現場復膜金相檢查受條件限制，難以得到高倍數的清晰的金相組織照片，為此利用割管取樣再進一步研究。金相分析二次過熱器最下面一排管子曾發生泄漏，以該段穿孔管作分析，發現穿孔部位有明顯的外壁局部減薄。在該減薄區取出金相試樣進行分析。原現場金相和現取樣管金相屬同一水平部位，因此溫度環境相同。金相分析均證實過熱器15CrMo管為正火加回火，組織均為索氏體+貝氏體+鐵素體。外壁的明顯減薄處與未減薄處在金相上完全一致，外壁的表面狀態也一致，說明減薄處確屬局部的表面膜機械性磨損。

　　高溫硫化氫的腐蝕硫化氫引起二次過熱器管的全面腐蝕時可以使整個表面均勻地減薄，也可以將表面腐蝕得凹凸不平。有時表面有鱗片或污泥狀黑色硫化鐵腐蝕產物堆積。由于系統中含有O2，腐蝕產物中會混有黃色的硫磺，如果系統內存在CN-，硫化鐵腐蝕產物與CN-作用生成的化合物，遇空氣后轉化為鐵氰化物，呈藍色。

　　結語CDQ鍋爐二次過熱器管失效主要表現為腐蝕、上拱變形和沖刷磨損。二次過熱器管外壁存在高溫下氧和硫造成的腐蝕。管子外壁的腐蝕與煙塵磨損相互作用造成二次過熱器局部減薄及縮頸。二次過熱器管外壁噴鉻處理可以有效防止煙氣磨損。建議分別對二次過熱器最上面和最底下幾排管的外壁進行噴鉻處理，也可采用滲鋁管。二次過熱器上拱變形是管子的橫截面上存在溫差所致。

(完)