一種火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，所述的分析方法是通過(guò)宏觀檢查、金屬金相檢查和X射線衍射物相分析三種手段的結(jié)合，綜合診斷火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢的類型和原因，主要包括：水冷壁管樣結(jié)垢的宏觀形貌觀察、切割、剝皮、對(duì)剖、清洗、清洗后的形貌觀察、金相分析、垢質(zhì)組分的X射線衍射物相分析等等。本發(fā)明的方法可準(zhǔn)確、系統(tǒng)的診斷火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢的類型和原因，為制定預(yù)防措施和優(yōu)化熱力設(shè)備運(yùn)行方式提供依據(jù)。本發(fā)明得到的診斷結(jié)果準(zhǔn)確，可應(yīng)用于電廠的化學(xué)技術(shù)監(jiān)督工作。
【專利說(shuō)明】
一種火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，屬于金屬 材料保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鍋爐是火力發(fā)電廠重要的熱力設(shè)備之一，水冷壁管結(jié)垢是影響鍋爐健康狀況的重 要因素。水冷壁管結(jié)垢不僅會(huì)降低鍋爐效率，增加能耗，同時(shí)結(jié)垢引起的垢下腐蝕和爐管局 部過(guò)熱，還會(huì)造成水冷壁存在爆管的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003] 目前，關(guān)于鍋爐水冷壁結(jié)垢的分析方法主要以垢量和垢成分分析為主，其只能判 斷水冷壁的結(jié)垢類型，用于除垢，但不能準(zhǔn)確診斷結(jié)垢的成因。經(jīng)檢索，目前關(guān)于水冷壁結(jié) 垢類型的診斷和分析方法多是作為水冷壁除垢的依據(jù)，尚無(wú)可以準(zhǔn)確診斷火力發(fā)電機(jī)組鍋 爐水冷壁結(jié)垢成因的綜合方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法， 該方法能夠準(zhǔn)確診斷火力發(fā)電機(jī)組水冷壁結(jié)垢的類型和原因，為采取有效措施控制水冷壁 結(jié)垢提供了依據(jù)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，所述的分析方法是通 過(guò)宏觀檢查、金屬金相檢查和X射線衍射物相分析三種手段的結(jié)合，綜合診斷鍋爐水冷壁結(jié) 垢的類型和原因，具體包括以下步驟：
[0007] (1)割取鍋爐水冷壁管樣，觀察結(jié)垢的情況；
[0008] (2)將割取的鍋爐水冷壁管樣進(jìn)行剝皮處理，對(duì)剖，再進(jìn)行化學(xué)清洗，觀察清洗后 鍋爐水冷壁管樣金屬基體的形貌；
[0009] (3)對(duì)化學(xué)清洗前和化學(xué)清洗后的鍋爐水冷壁管樣進(jìn)行金相檢測(cè)；
[0010] (4)對(duì)鍋爐水冷壁管樣表面垢進(jìn)行X射線衍射物相分析；
[0011] (5)通過(guò)步驟(1)-(4)的觀察和分析結(jié)果，確定結(jié)垢的類型和原因。
[0012] 水冷壁管朝著鍋爐內(nèi)的一側(cè)，與火焰接觸，傳熱率高，叫做向火側(cè)；另一側(cè)朝向鍋 爐外，不與火焰接觸，無(wú)傳熱，叫做背火側(cè)。優(yōu)選的，所述的對(duì)剖是按向火側(cè)、背火側(cè)對(duì)剖。
[0013] 所述的化學(xué)清洗的具體方法為:將剝皮、對(duì)剖后的管樣稱重后浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)5~ 10%的鹽酸溶液中，并加熱至55°C，保溫直至表面結(jié)垢完全溶解，取出烘干、稱重。
[0014] 所述的分析方法還包括對(duì)爐前熱力系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)變化較大部位進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查。
[0015] 所述的爐前熱力系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)變化較大部位為彎頭、三通、容器端板。
[0016] 所述的分析方法還包括對(duì)省煤器入口處進(jìn)行垢量試驗(yàn)和檢查。
[0017] 由于水冷壁管較厚，不方便進(jìn)行試驗(yàn)，將水冷壁管壁削薄(剝皮處理），再進(jìn)行后續(xù) 處理、分析。
[0018] 本發(fā)明的原理(水冷壁結(jié)垢類型和原因的判斷依據(jù)）：
[0019] 結(jié)合火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢的多種原因，通過(guò)對(duì)原位腐蝕(垢下腐蝕、氧腐 蝕）、腐蝕產(chǎn)物和雜質(zhì)迀移沉積、停機(jī)期間的空氣腐蝕等造成水冷壁結(jié)垢因素的化學(xué)機(jī)理及 表征分析，總結(jié)不同結(jié)垢類型在表面形貌、對(duì)金屬基體的影響、垢質(zhì)化學(xué)物相組成等方面的 特征，提出運(yùn)用宏觀檢查、金屬金相檢查、X射線衍射物相分析等手段診斷火力發(fā)電機(jī)組鍋 爐水冷壁結(jié)垢原因的技術(shù)要點(diǎn)，具體如下：
[0020] 1、原位腐蝕
[0021] 對(duì)水冷壁結(jié)垢速率影響較大的腐蝕主要有垢下腐蝕和氧腐蝕，這些腐蝕類型所表 現(xiàn)的特征與水冷壁管內(nèi)腐蝕情況密切相關(guān)。
[0022] 1.1垢下腐蝕
[0023]水冷壁垢下腐蝕主要有氫腐蝕、堿腐蝕、磷酸鹽腐蝕三種類型。
[0024] (1)氫滲入金屬內(nèi)部與碳化物發(fā)生下面的反應(yīng)：
[0025] Fe3C+4H^3Fe+CH4T
[0026] 該反應(yīng)使管子內(nèi)壁組織脫碳，又在鋼材內(nèi)部形成局部壓力，使晶間開(kāi)裂，形成沿晶 界的微裂紋，降低鋼的強(qiáng)度、韌性，這就是氫損傷。氫是由酸性沉積物釋放或蒸汽腐蝕產(chǎn)生 的，因此酸性腐蝕是形成氫損傷的關(guān)鍵因素，而酸腐蝕又與氯根、硬度偏高密切相關(guān)。
[0027]介質(zhì)中的Cl_容易被金屬表面所吸附，并置換金屬氧化膜中的氧，與溶解下來(lái)的Fe3 +形成可水解的氯化物(FeCl3)。同時(shí)，介質(zhì)中如有硬度存在，氯化鎂或氯化鈣在高于180°C環(huán) 境下發(fā)生水解反應(yīng)生成酸，進(jìn)一步破壞金屬表面氧化膜和基體，其反應(yīng)過(guò)程如下式：
[0028] Fe3++3Cr^FeCl3
[0029] Ca2++2Cr^CaCl2
[0030] Mg2++2Cr^MgCl2
[0031] FeCl3+3H20^Fe(0H)3|+3HCl
[0032] CaCl2+2H2〇-Ca(OH)2 丄+2HC1
[0033] MgCl2+2H2〇-Mg(OH)2 丄+2HC1
[0034] Fe3〇4+8HCl^FeCl2+2FeCl3+4H2〇
[0035] Fe+2HCl^FeCl2+H2T
[0036] 此過(guò)程大大提高了金屬的腐蝕、結(jié)垢速率，直至造成金屬氫損傷發(fā)生爆管。
[0037] (2)堿腐蝕是在管子內(nèi)表面有過(guò)度沉積時(shí)發(fā)生的局部腐蝕。由于過(guò)度沉積導(dǎo)致與 管壁相接觸的水流減弱，沉積層下的爐水沸騰和濃縮，造成局部pH>13，F(xiàn)e 304和金屬基體在 此環(huán)境發(fā)生如下反應(yīng)：
[0038] Fe3〇4+4NaOH^2NaFe〇2+Na2Fe〇2+2H2〇
[0039] Fe+2NaOH^Na2Fe〇2+H2T
[0040] 堿腐蝕一般發(fā)生在水冷壁向火側(cè)，目視形貌為坑狀或溝狀，坑內(nèi)腐蝕產(chǎn)物主要是 磁性氧化鐵(Fe304)，呈黑色，由不穩(wěn)定的FeO氧化而成的。堿腐蝕具有明顯的選擇性及沿晶 粒發(fā)展的傾向，因此在堿腐蝕較嚴(yán)重部位，金相分析能發(fā)現(xiàn)由內(nèi)壁向外壁發(fā)展的晶間裂紋。 由于堿性件下氫離子少，不會(huì)滲入基體中造成脫碳，這是堿腐蝕區(qū)別于氫腐蝕的主要特征。
[0041] (3)磷酸鹽腐蝕多發(fā)生在爐水采用磷酸鹽處理的機(jī)組，而目前運(yùn)行在磷酸鹽水工 況下的大多數(shù)機(jī)組有磷酸鹽隱藏現(xiàn)象，隱藏發(fā)生時(shí)析出的固體除以正磷酸或焦磷酸鈉鹽的 形式存在外，還和水冷壁腐蝕產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)。在爐水溫度環(huán)境下，磷酸鹽和反應(yīng)產(chǎn)物隨爐水 中Na/P〇4比值為1，大于1.5和大于2.5時(shí)，分別發(fā)生如下反應(yīng)：
[0045] 由上式可見(jiàn)，Na/P〇4小于2.5時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物有NaFeP〇4，大于2.5時(shí)，Na3- 2xFex(P〇4)2代 替了NaFeP〇4。此外，反應(yīng)產(chǎn)物中還有Na2Fe(HP〇4)P〇4、Na4FeOH(P〇4)2 · l/3Na0H。
[0046]由此可知，磷酸鹽隱藏發(fā)生時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生了NaOH，使pH升高產(chǎn)生堿腐蝕；而再溶出 時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物溶解到水中產(chǎn)生了 Na/P04比值低于2的酸性溶液，pH升高產(chǎn)生氫腐蝕。因此，磷 酸鹽腐蝕兼具氫腐蝕和堿腐蝕兩種特征，但特定的腐蝕產(chǎn)物NaFeP0 4使其明顯區(qū)別于氫腐 蝕和堿腐蝕。
[0047] 1.2、氧腐蝕
[0048] 氧腐蝕是一種電化學(xué)腐蝕。鐵和溶解氧形成兩個(gè)電極，在受熱面形成無(wú)數(shù)個(gè)微電 池?？拥茁懵兜慕饘偈顷?yáng)極遭到腐蝕，氧作為去極化劑，引起氧去極化腐蝕。其機(jī)理如下：
[0049] 陽(yáng)極反應(yīng):Fe-Fe2++2e
[0050] 陰極反應(yīng):〇2+2H2〇+4e-40H 一
[0051] 鐵受到氧的腐蝕后生成Fe2+，在爐水環(huán)境下生成Fe(0H)2。當(dāng)有足夠的氧存在時(shí)又 生成三價(jià)鐵沉淀，進(jìn)一步反應(yīng)，最終腐蝕產(chǎn)物為Fe 3〇4。此過(guò)程反應(yīng)式如下：
[0052] Fe2++20H--Fe(0H)2
[0053] 4Fe (OH) 2+〇2+2H20^4Fe (OH) 3|
[0054] Fe (OH) 2+2Fe (OH) 3-Fe3〇4+4H2〇
[0055] 氧腐蝕的典型特征為潰瘍腐蝕，表面不規(guī)則分布有小型鼓包，單純的氧腐蝕金相 組織無(wú)變化。由于腐蝕產(chǎn)物由不同化合物組成，鼓包外層為富氧條件形成的棕褐色，內(nèi)層為 缺氧條件形成的黑色粉末，清洗后鼓包位置會(huì)呈現(xiàn)大小深淺不等的腐蝕坑。
[0056] 2、腐蝕產(chǎn)物和雜質(zhì)迀移沉積
[0057]上游熱力熱備的腐蝕產(chǎn)物和基建期殘留雜質(zhì)進(jìn)入鍋爐系統(tǒng)，即給水?dāng)y帶雜質(zhì)，在 受熱面沉積，也是造成水冷壁結(jié)垢的重要原因。給水電導(dǎo)率和含鐵量高是給水?dāng)y帶雜質(zhì)的 最直接表現(xiàn)，嚴(yán)重者可表現(xiàn)為給水、爐水渾濁?；ㄆ跉埩綦s質(zhì)對(duì)給水質(zhì)量影響隨機(jī)組運(yùn)行 時(shí)間逐漸減弱，不會(huì)長(zhǎng)期影響給水水質(zhì)，給水長(zhǎng)期攜帶雜質(zhì)應(yīng)為上游熱力設(shè)備的腐蝕產(chǎn)物。 [0058]研究表明，在還原性條件下，鐵質(zhì)金屬表面的氧化物防護(hù)層主要由Fe304組成，其溶 解度相對(duì)較大且機(jī)械性能較差，在熱力系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)變化較大、局部湍流嚴(yán)重部位（如彎 頭、三通等），易被沖刷磨損，局部形成嚴(yán)重流動(dòng)加速腐蝕，腐蝕產(chǎn)物隨給水進(jìn)入鍋爐系統(tǒng)， 在受熱面沉積，大大提高了受熱面的結(jié)垢速率。如某300MW機(jī)組給水系統(tǒng)有明顯流動(dòng)加速腐 蝕現(xiàn)象，其省煤器和水冷壁結(jié)垢速率均達(dá)150g/m 2. a以上；某300MW機(jī)組疏水系統(tǒng)流動(dòng)加速 腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，給水、爐水長(zhǎng)期渾濁，省煤器和水冷壁結(jié)垢速率同樣高達(dá)160g/m 2.a以上。 [0059]由于是給水系統(tǒng)攜帶，因此省煤器入口處垢量也較大，甚至超過(guò)水冷壁高熱負(fù)荷 處。單純由此原因形成的垢成分主要為Fe 304,垢質(zhì)較疏松、易清洗且表面較平整，清洗后金 屬基體平整，無(wú)明顯腐蝕產(chǎn)生。
[0060] 3、停機(jī)期間熱力設(shè)備大面積腐蝕，啟動(dòng)初期腐蝕產(chǎn)物在水冷壁沉積
[0061] 機(jī)組停機(jī)期間，未采取有效的保養(yǎng)措施，加之設(shè)備內(nèi)水不能排盡，金屬表面暴露在 潮濕空氣中，其表面吸附一層水膜，水電離生成H+和(ΜΓ，由于和空氣接觸溶解氧充分，發(fā)生 如下反應(yīng)：
[0062] 陽(yáng)極反應(yīng)：2Fe - 4e-2Fe2+
[0063] Fe2++20H--Fe(0H)2
[0064] 陰極反應(yīng):〇2+2H2〇+4e-40Hl
[0065] Fe(0H)2被進(jìn)一步氧化生成Fe(0H)3,當(dāng)腐蝕產(chǎn)物干燥脫水生成鐵銹的主要成分 Fe 2〇3,此反應(yīng)過(guò)程如下：
[0066] 4Fe(OH)2+2H2〇+〇2-4Fe(OH)3
[0067] 2Fe(OH)3-Fe2〇3+3H2〇
[0068] 生成的鐵銹呈紅棕色，不規(guī)則附著在金屬表面。該鐵銹易被介質(zhì)沖刷攜帶，造成機(jī) 組啟動(dòng)初期汽水系統(tǒng)不合格，特別是鍋爐給水水質(zhì)不合格，主要表現(xiàn)為鐵含量高。這些鐵短 期內(nèi)在受熱面大量沉積，提高了水冷壁的結(jié)垢速率。特別是啟、停頻繁且保養(yǎng)不力的機(jī)組， 此種結(jié)垢形式對(duì)結(jié)垢量的貢獻(xiàn)更不容忽視。
[0069] 歸納總結(jié)水冷壁結(jié)垢不同原因的機(jī)理和表征分析，其技術(shù)要點(diǎn)如下表：
[0071] 本發(fā)明綜合運(yùn)用宏觀檢查、金屬金相檢查、汽水品質(zhì)化學(xué)監(jiān)督和X射線衍射物相分 析等多種手段，可準(zhǔn)確、系統(tǒng)的診斷火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢的原因和類型，為制定預(yù) 防措施和優(yōu)化熱力設(shè)備運(yùn)行方式提供依據(jù)。本發(fā)明得到的診斷結(jié)果準(zhǔn)確，可應(yīng)用于電廠的 化學(xué)技術(shù)監(jiān)督工作。

【附圖說(shuō)明】
[0072] 圖1為實(shí)施例1水冷壁管樣內(nèi)壁氫腐蝕的表面形貌圖（化學(xué)清洗前）。
[0073] 圖2為實(shí)施例1水冷壁管樣內(nèi)壁氫腐蝕的表面形貌圖（化學(xué)清洗后）。
[0074] 圖3為實(shí)施例2水冷壁管樣內(nèi)壁堿腐蝕的表面形貌圖（化學(xué)清洗前）。
[0075] 圖4為實(shí)施例3水冷壁管樣內(nèi)壁磷酸鹽腐蝕的電鏡圖（化學(xué)清洗前）。
[0076] 圖5為實(shí)施例4水冷壁管樣內(nèi)壁氧腐蝕的表面形貌圖（化學(xué)清洗前）。
[0077] 圖6為實(shí)施例4水冷壁管樣內(nèi)壁氧腐蝕的表面形貌圖（化學(xué)清洗后）。
【具體實(shí)施方式】
[0078] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0079] 本發(fā)明針對(duì)不同環(huán)境下運(yùn)行的鍋爐水冷壁出現(xiàn)結(jié)垢的類型和原因進(jìn)行分析，為有 效預(yù)防結(jié)垢的形成提供依據(jù)。
[0080] 實(shí)施例1
[0081] -種火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，包括以下步驟：
[0082] (1)割取省煤器管(入口處）、水冷壁管樣各lm，觀察結(jié)垢的情況，發(fā)現(xiàn)水冷壁內(nèi)表 面腐蝕產(chǎn)物與金屬結(jié)合牢固；
[0083] (2)將割取的省煤器管、水冷壁管樣切割成5cm長(zhǎng)的管段，進(jìn)行剝皮處理，并按向火 側(cè)、背火側(cè)對(duì)剖，再進(jìn)行化學(xué)清洗，觀察清洗后省煤器管、水冷壁管樣基體的形貌，發(fā)現(xiàn)化學(xué) 清洗后水冷壁基體金屬表面存在腐蝕坑，省煤器管無(wú)明顯腐蝕現(xiàn)象且垢量較小；
[0084] 所述的化學(xué)清洗的具體方法為:將剝皮、對(duì)剖后的省煤器管、水冷壁管樣分別稱重 后浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的鹽酸溶液中，并加熱至55°C，保溫直至表面結(jié)垢完全溶解，取出烘 干、稱重；
[0085] (3)對(duì)化學(xué)清洗前和化學(xué)清洗后的鍋爐水冷壁管樣進(jìn)行金相檢測(cè)，金相檢查金屬 有晶間裂紋和脫碳現(xiàn)象；同時(shí)對(duì)爐前熱力系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)變化較大部位(彎頭、三通、容器端 板等部位)進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯流動(dòng)加速腐蝕現(xiàn)象；
[0086] (4)對(duì)水冷壁管樣表面垢進(jìn)行X射線衍射物相分析，X射線衍射物相分析垢成分主 要有氯化物、Fe(OH)3、Ca(OH)2 和 Mg(0H)2;
[0087] (5)通過(guò)步驟（1)一(4)的觀察和分析結(jié)果，同時(shí)查閱本臺(tái)鍋爐運(yùn)行報(bào)表，顯示爐水 氯離子長(zhǎng)期在l〇〇〇mg/L左右，可確定水冷壁管發(fā)生氫腐蝕，腐蝕產(chǎn)物形成結(jié)垢。具體氫腐蝕 的表面形態(tài)見(jiàn)圖1、2。
[0088] 實(shí)施例2
[0089] -種火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，包括以下步驟：
[0090] (1)割取省煤器管(入口處）、水冷壁管樣各lm，觀察結(jié)垢的情況，發(fā)現(xiàn)水冷壁內(nèi)表 面有坑狀和溝狀腐蝕，坑內(nèi)聚積較多黑色垢；
[0091] (2)將割取的省煤器管、水冷壁管樣切割成5cm長(zhǎng)的管段，進(jìn)行剝皮處理，并按向火 側(cè)、背火側(cè)對(duì)剖，再進(jìn)行化學(xué)清洗，觀察清洗后省煤器管、鍋爐水冷壁管樣基體的形貌，水冷 壁內(nèi)表面有坑狀和溝狀腐蝕，省煤器管無(wú)明顯腐蝕現(xiàn)象且垢量較?。?br>[0092]所述的化學(xué)清洗的具體方法為:將剝皮、對(duì)剖后的省煤器管、水冷壁管樣分別稱重 后浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的鹽酸溶液中，并加熱至55°C，保溫直至表面結(jié)垢完全溶解，取出烘 干、稱重；
[0093] (3)對(duì)化學(xué)清洗前和化學(xué)清洗后的鍋爐水冷壁管樣進(jìn)行金相檢測(cè)，金相檢查發(fā)現(xiàn) 有內(nèi)壁向外壁發(fā)展的晶間裂紋但無(wú)脫碳；同時(shí)對(duì)爐前熱力系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)變化較大部位(彎 頭、三通、容器端板等部位)進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯流動(dòng)加速腐蝕現(xiàn)象；
[0094] (4)對(duì)水冷壁管樣表面垢進(jìn)行X射線衍射物相分析，X射線衍射物相分析垢成分主 要有 Fe3〇4、NaFe〇2;
[0095] (5)通過(guò)步驟(1) 一 (4)的觀察和分析結(jié)果，可確定水冷壁管發(fā)生堿腐蝕，腐蝕產(chǎn)物 形成結(jié)垢。堿腐蝕的典型形貌如圖3。
[0096] 實(shí)施例3
[0097] -種火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，包括以下步驟：
[0098] (1)割取省煤器管(入口處）、水冷壁管樣各lm，觀察結(jié)垢的情況，發(fā)現(xiàn)水冷壁內(nèi)表 面腐蝕產(chǎn)物與金屬結(jié)合牢固，內(nèi)表面有坑狀和溝狀腐蝕；
[0099] (2)將割取的省煤器管、結(jié)垢鍋爐水冷壁管樣切割成5cm長(zhǎng)的管段，進(jìn)行剝皮處理， 并按向火側(cè)、背火側(cè)對(duì)剖，再進(jìn)行化學(xué)清洗，觀察清洗后省煤器管、鍋爐水冷壁管樣基體的 形貌，水冷壁內(nèi)表面有坑狀和溝狀腐蝕，省煤器管無(wú)明顯腐蝕現(xiàn)象且垢量較?。?br>[0100] 所述的化學(xué)清洗的具體方法為:將剝皮、對(duì)剖后的省煤器管、水冷壁管樣分別稱重 后浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的鹽酸溶液中，并加熱至55°C，保溫直至表面結(jié)垢完全溶解，取出烘 干、稱重；
[0101] (3)對(duì)化學(xué)清洗前和化學(xué)清洗后的鍋爐水冷壁管樣進(jìn)行金相檢測(cè)，金相檢查金屬 有晶間裂紋和脫碳現(xiàn)象；同時(shí)對(duì)爐前熱力系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)變化較大部位(彎頭、三通、容器端 板等部位)進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯流動(dòng)加速腐蝕現(xiàn)象；
[0102] (4)對(duì)水冷壁管樣表面垢進(jìn)行X射線衍射物相分析，X射線衍射物相分析垢成分主 要有 NaFeP〇4、Fe3〇4;
[0103] (5)通過(guò)步驟（1)一(4)的觀察和分析結(jié)果，同時(shí)查閱本臺(tái)鍋爐運(yùn)行報(bào)表，顯示本鍋 爐爐水采用磷酸鹽處理，可確定水冷壁管發(fā)生磷酸鹽腐蝕，腐蝕產(chǎn)物形成結(jié)垢。磷酸鹽腐蝕 的形貌如圖4。
[0104] 實(shí)施例4
[0105] -種火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，包括以下步驟：
[0106] (1)割取省煤器管(入口處）、水冷壁管樣各lm，觀察結(jié)垢的情況，發(fā)現(xiàn)水冷壁內(nèi)表 面為潰瘍腐蝕，表面不規(guī)則分布有小型鼓包(鼓包外層為棕褐色，內(nèi)層為黑色粉末）；
[0107] (2)將割取的省煤器管、結(jié)垢鍋爐水冷壁管樣切割成5cm長(zhǎng)的管段，進(jìn)行剝皮處理， 并按向火側(cè)、背火側(cè)對(duì)剖，再進(jìn)行化學(xué)清洗，觀察清洗后省煤器管、鍋爐水冷壁管樣基體的 形貌，觀察發(fā)現(xiàn)清洗后鼓包位置會(huì)呈現(xiàn)大小深淺不等的腐蝕坑，省煤器管無(wú)明顯腐蝕現(xiàn)象 且垢量較小；
[0108] 所述的化學(xué)清洗的具體方法為:將剝皮、對(duì)剖后的省煤器管、水冷壁管樣分別稱重 后浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的鹽酸溶液中，并加熱至55°C，保溫直至表面結(jié)垢完全溶解，取出烘 干、稱重；
[0109] (3)對(duì)化學(xué)清洗前和化學(xué)清洗后的鍋爐水冷壁管樣進(jìn)行金相檢測(cè)，金相檢查金屬 組織無(wú)變化;同時(shí)對(duì)爐前熱力系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)變化較大部位(彎頭、三通、容器端板等部位)進(jìn) 行內(nèi)窺鏡檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯流動(dòng)加速腐蝕現(xiàn)象；
[0110] (4)對(duì)水冷壁管樣表面垢進(jìn)行X射線衍射物相分析，X射線衍射物相分析垢成分主 要有 Fe3〇4、Fe(OH)3、Fe(OH)2;
[0111] (5)通過(guò)步驟(1) 一 (4)的觀察和分析結(jié)果，可確定水冷壁管發(fā)生氧腐蝕，腐蝕產(chǎn)物 形成結(jié)垢。氧腐蝕的形貌如圖5、6。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，其特征在于，所述的分 析方法是通過(guò)宏觀檢查、金屬金相檢查和X射線衍射物相分析三種手段的結(jié)合，綜合診斷鍋 爐水冷壁結(jié)垢的類型和原因，具體包括以下步驟： (1) 割取鍋爐水冷壁管樣，觀察結(jié)垢的情況； (2) 將割取的鍋爐水冷壁管樣進(jìn)行剝皮處理，對(duì)剖，再進(jìn)行化學(xué)清洗，觀察清洗后鍋爐 水冷壁管樣金屬基體的形貌； (3) 對(duì)化學(xué)清洗前和化學(xué)清洗后的鍋爐水冷壁管樣進(jìn)行金相檢測(cè)； (4) 對(duì)鍋爐水冷壁管樣表面垢進(jìn)行X射線衍射物相分析； (5) 通過(guò)步驟(1)-(4)的觀察和分析結(jié)果，確定結(jié)垢的類型和原因。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，其特 征在于，所述的對(duì)剖是按向火側(cè)、背火側(cè)對(duì)剖。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，其特 征在于，所述的化學(xué)清洗的具體方法為:將剝皮、對(duì)剖后的管樣稱重后浸泡于質(zhì)量分?jǐn)?shù)5~ 10%的鹽酸溶液中，并加熱至55°C，保溫直至表面結(jié)垢完全溶解，取出烘干、稱重。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，其特 征在于，所述的分析方法還包括對(duì)爐前熱力系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)變化較大部位進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方法，其特 征在于，所述的爐前熱力系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)變化較大部位為彎頭、三通、容器端板。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的火力發(fā)電機(jī)組鍋爐水冷壁結(jié)垢類型和原因的分析方 法，其特征在于，所述的分析方法還包括對(duì)省煤器入口處進(jìn)行垢量試驗(yàn)和檢查。
【文檔編號(hào)】G01N21/84GK106093040SQ201610424709
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日 公開(kāi)號(hào)201610424709.3, CN 106093040 A, CN 106093040A, CN 201610424709, CN-A-106093040, CN106093040 A, CN106093040A, CN201610424709, CN201610424709.3
【發(fā)明人】孫勇, 張春雷, 周曉湘, 徐華偉, 汪永威, 王強(qiáng), 丁朋果, 趙瓊婧, 王浩
【申請(qǐng)人】中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司華中分公司