锅炉承压部件的爆漏是大型火电机组强迫停用的主要原因，占锅炉机组强迫停用次数的82％，强迫停用时间的78％。因而预防锅炉承压部件损坏，有其明显的经济效益。

本节叙述的是锅炉承压部件因各种原因，使管壁不能承受内压应力而发生的爆漏。通常是指管壁的局部应力超过材料的屈服极限、持久强度，包括管壁磨损、腐蚀、侵蚀减薄使应力升高的因素，包括管壁温度升高材料组织发生变化而使材料强度下降的因素，以及附加应力或交变应力的存在使管壁爆漏等。其中受热面内、外壁腐蚀因涉及化学专业，修复工作量一般较大，同时发生在一大批承压部件上，所以另节叙述。

一、炉外承压部件的损坏

锅炉炉外承压部件的损坏，虽然为数不多，因其涉及人身安全，故必须引起电厂安全工作者的重视。

国内外事故统计表明，饱和汽水混合物管道、主蒸汽管道及超临界压力锅炉下辐射区联络管弯头以及汽水联箱封头、手孔堵是锅炉炉外承压部件的薄弱环节。就弯头而言，分析表明，在内压作用下弯头椭圆断面上存在三个高应力区（见图4-3-8）。汽水管道弯头内表的两个高应力区，在锅炉启停、温度变化其局部应力超过材料屈服极限时，表面原有的磁性氧化铁保护膜会损坏，在含氧水的作用下再次氧化造膜，如此反复，形成应力腐蚀疲劳破坏。因其发生在内壁不易发现，且因为有二个薄弱点，一般爆破口较大；对于主汽或再热器管道，外表的高应力区促进高温蠕变的发展，较早发生蠕变孔洞或蠕变裂纹而提前损坏（见图4-3-8）。一些早期苏联和国内生产的平封头联箱及手孔堵，不适当的在管端二次应力区采用未焊透的焊接结构，也容易发生应力腐蚀疲劳裂纹。从而构成了炉外承压部件的薄弱环节。对此类运行年久的锅炉，备必重视炉外承压部件的损坏问题。

防止炉外承压部件损坏，应采取如下防范措施：①制作管道弯头要严格控制弯头不圆度，必要时增加壁厚，采用回火工艺以消除冷弯时引起的加工硬化与残余应力；②对于已运行多年的锅炉，汽水管道不圆度超过8％的弯头，在锅炉启停次数超过允许值时，要加强弯头内表面的检查。③主蒸汽、再热汽管道要重点监视弯头的外弧侧外表的微裂纹，对10－14MPa，510℃～540℃参数的φ133×10、φ194×12、φ219×14、φ273×20、φ325×22的12Cr1MoV主汽管和导汽管，以及φ426×17Cr1MoV再热汽管要重点检查。④要改善停炉保护工作，认真控制化学清洗工作的质量。⑤要加强金属监督，防止错用钢材、焊接缺陷扩展和法兰螺栓断裂。

二、防止磨损

锅炉承压部件磨损是一种机械性损坏，一般有四种形式：即飞灰磨损、吹灰器磨损、落


渣磨损与煤粒磨损。磨损使管壁减薄，当管壁应力超过材料的屈服极限时，管子爆破。近年来采用小管径、小节距、高烟速以减少省煤器体积及钢材消耗的做法已逐步淘汰。当前飞灰磨损主要发生在烟气走廊地带、管排不均匀处及导流板异常位移处。加强防磨、防爆检查，避免炉墙漏风以及正确使用与维护防磨装置是防止飞灰磨损的主要措施，中国电力出版社出版的《防止电力生产重大事故安全系列片》第三集有形象化的描述，值得一看。

吹灰介质（空气或蒸汽）带水，吹灰器卡涩在一个位置上不动以及吹灰器定位不当是吹灰磨损管壁变薄的主要原因。吹灰操作程控，吹灰器位置的正确信号显示及采用其他吹灰方式清洁受热面是解决吹灰器磨损的途径。

锅炉冷灰斗斜面被炉膛上部下落的灰渣冲刷使冷灰斗边排管壁爆管的事故还不多见，一旦发现防范措施是在此部份管壁上堆焊防磨层或加焊防磨棒。

煤粒磨损主要发生在喷燃器出口处。主要原因是喷口位置不正确，防磨保护层磨耗、脱落或管排异常变形。

三、防止管壁过热损坏

管壁在高温烟气中受热，如果得不到可靠的冷却，其运行温度超过设计值或超过运行时限发生损坏，称为过热。短期过热造成的损坏是因高温使管材强度下降，例如管子内部堵塞，缺水、水循环破坏或膜态沸腾等，大部分短期过热损坏处会呈现明显的延伸和收缩变形，在破裂处呈现刀刃状边缘；只有当过热温度超过相变温度AC3，钢材的铁素体转变为奥氏体时，管壁减薄才不明显。高温蠕变或称中、长期过热是因为钢材长期工作在蠕变温度以上，金相组织发生变化；包括：珠光体球化，碳钢和钼钢的石墨化，碳化物聚集，奥氏体钢发生σ相沉淀等，从而降低了金属的晶间强度而损坏。这种损坏管壁没有明显减薄，厚唇状破口是高温蠕变的特性。

短期过热损坏有不同的起因，防范措施亦因此而不同。一般的要求是，应建立防止作业工具、切削悄粒以及焊渣进入管段的检修工艺，建立防止汽包低水位及过量使用减温水导致过热器管内出现水塞的操作规程。高温蠕变的原因差异更大，一般情况下，首先要弄清是汽温长期超温、个别蛇形管超温、还是炉内管壁超温；弄清是因为热力偏差、水力偏差还是结构偏差引起的蛇形管超温。个别管的过热采用高一级材料替代往往可以取得良好的效果。

四、防止受热面疲劳损坏

炉管受到周期应力或应变的作用，导致疲劳裂纹的发生、发展而缩短其使用寿命，称为疲劳损坏。分为：振动疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳及低周热疲劳。损坏时间决定于应力交变辐度，交变次数、应力集中程度与腐蚀介质种类。

（一）振动疲劳损坏

锅炉承压部件由于振动引起疲劳损伤事例并不多。机械疲劳破坏，其断口往往有明显的疲劳纹，裂纹由外表向内发展，断口表面呈细瓷状。锅炉喷水减温器喷头、喷管及温度表库通常处于一端固定，一端自由的悬壁状态，当汽流激振频率与自身固有频率相同时发生共振，就有可能导致振动破坏。锅炉转向室吊挂管在烟流“卡门旋涡”作用下也可能发生振动疲劳损坏。

在锅炉设计时加以考虑或事后加装隔板或连杆改变自振频率，是防止此类损坏的根本措施。检修中加强检查及时发现疲劳裂纹有利于早期处理。管件焊接避免咬边、实施圆滑过渡降低应力集中也是防止振动疲劳损坏的有力措施。

（二）热疲劳损坏

锅炉受压部件表面急剧冷却、加热，经受热冲击，当应力辐度及交变次数足够时，便出现网状、放射状或鳄鱼皮状裂纹。锅炉汽包省煤器再循环管孔附近的裂纹（见图4-3-9）、安全阀管座附近、疏水管管座等处，往往容易出现两种温度不同的汽水介质，从而构成壁面温度交变的条件，是锅炉承压部件发生热疲劳损坏的区域。

据西德TUV报道，中间再热机组的快速减温减压装置所用高压旁路阀体内壁在阀门开启之际，温度变化速度最大可达4℃/S，在1～2min内个别的温度可从240℃升到450℃，加以不可避免的存在铸造缺陷，从面使相当多的一部分阀体出现热疲劳裂纹。

防止热疲劳裂纹的措施与出现温度交变的原因有关。对于省煤器再循环管孔的裂纹，我国与前苏联锅炉监察规程已规定，再循环管、给水管、减温水管、加热管、加药管等管座要采用带保护套管的管接头，以免冷热交变引起汽包、联箱壁的热疲劳。对于较长安全阀入口管段内冷凝水引起的温度交变，则采用接入小管，使该管段不流动的死汽流动的措施。禁止或避免疏水反向流入高温主汽及再热汽联箱，避免减温水直接喷溅到联箱壁等。这些运行或设备改进措施都有利用预防热疲劳损坏。

（三）低周疲劳损坏

锅炉承压部件低疲劳损坏也是一种热疲劳，一般指承压部件因热膨胀受阻局部热应力随
锅炉启停或参数变化而引起的疲劳损坏。因其应力变化辐度大，局部应力有可能达到屈服极限，因而在数百次或数千次交变之后便可能发生低周疲劳破坏。当然对锅炉汽包，厚壁联箱内压应力随锅炉启停也发生交变，也可能出现低周疲劳损坏，但此类事故发生频率不高。

原则上，锅炉元部件只要存在温差，或各相连元部件之间的膨胀死点不同，或相连部件的膨胀系数不同都将出现热应力。问题是热应力的大小，能否导致局部屈服。例如锅炉受热管的穿墙部分，由于组成墙壁的管排（如顶棚管）与蛇形管之间的温差，冷态与运行状态下联箱与管排的相对位置有差异，当蛇形管挠度不够时，联箱管座将因这种热应力而发生低周疲劳损坏。一台WGZ400/100炉顶棚管与前悬吊管上联箱之间的高差只有500mm，计算表明，锅炉启停时，管座的根部应力达到300MPa，因而在一段时间后发生损坏，将联箱分段，并将中间段箱抬高增加挠度后，就解决了问题。

风箱、燃烧器、人孔门框架与水冷壁连接处角焊缝一般都存在温差应力，管子管卡、管道支吊架部位虽然无较大的热应力，但管子、管道的热膨胀变形也影响这些管件的受力状况。事实上，一些频繁启停的锅炉已发生过这些部件的损坏事件。日本《火力及原子力发电》杂志1989年第10期报道了日本各制造厂为提高调峰锅炉可靠性所采取的措施，有一定的参考价值（见图4-3-10）。

五、防止人员责任引起的承压部件损坏

锅炉制造、安装、维修、运行不当均可使锅炉承压部件过早损坏。
错用钢材，焊接缺陷。杂物遗留管内等制造、安装质量问题曾严重影响锅炉可靠运行，锅炉汽包集中下降管管座裂纹曾导致多台锅炉汽包挖补修理。至今汽包炉省煤器联箱管座角焊缝、直流炉水冷壁联箱管座角焊缝、超临界锅炉水冷壁鳍片管对接焊缝的焊接缺陷仍是新炉故障的重要原因。

运行锅炉燃烧控制不当、汽水流量控制失灵（例如汽包炉的缺水、直流炉煤水比调节失当）、过量使用减温水特别是低负荷使用喷水减温等等也是某些事故的原因，见图4-3-11。正确编订规程并严格执行规章制度，提高自动控制与保护装置的水平是预防此类事故的对策。