보일러 튜브 고장의 근본 원인 찾기

보일러 튜브 고장의 근본 원인 찾기

보일러 튜브 누출을 수리 한 적이 있습니까? 장치를 다시 서비스에 넣은 적이 있습니까?

튜브 고장의 근본 원인을 식별하고 수정하는 것은 미래의 문제의 가능성을 줄이는 데 필수적입니다. 포괄적 인 평가는 실패의 근본 원인을 결정하는 가장 효과적인 방법입니다. 튜브 고장은 일반적으로 다른 문제의 증상입니다. 고장의 원인을 완전히 이해하려면 고장 자체를 평가할뿐만 아니라 고장으로 이어지는 보일러 작동의 모든 측면을 조사해야합니다.

튜브 실패가 발생하면 B & W의 전문 지식을 활용하여 문제의 근본 원인을 결정하고 제거하는 데 도움이됩니다. 우리의 숙련 된현장 서비스 엔지니어모든 관련 정보를 수집하는 데 도움이 될 수 있습니다. 더 나은 방법으로, 우리가 완전한 구성을 돕자조건 평가 프로그램고장이 발생하기 전에 튜브 문제를 제거하는 데 도움이됩니다.

다음 보일러 튜브 고장 메커니즘은 현대적인 작동 보일러에서 발생하는 가장 일반적입니다. 우리는 이것을 세 부분으로 구성했으며 증상, 가능한 원인, 일반적으로 영향을받는 구성 요소 및 해결책을 포함 시켰습니다.

• Waterside Failure 메커니즘
• Fireside 고장 메커니즘
• 일반 실패 메커니즘

Waterside Failure 메커니즘

가성 공격

증상: 튜브의 내부 직경 (ID) 표면의 국소 벽 손실 (튜브 벽에서 응력과 변형이 증가합니다.

원인: ID 튜브 표면에 과도한 증착이있을 때 가성 공격이 발생합니다. 이로 인해 튜브와 접촉하는 냉각수 흐름이 감소하여 국부적으로 부지런한 비등 및 보일러 물 화학 물질의 농도가 발생합니다. PH가 높은 보일러 물 화학 화학적 화학과 결합하면 가성 상태가 부식적으로 공격하고 보호 자철석을 분해합니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소: 퍼니스 벽 튜브 또는 경사 튜브.

솔루션: 가성 가우징의 재발을 방지하기 위해, 운영자는 과도한 퇴적물의 축적을 방지하고 물 화학을 제어하여 보일러 수가 화학 물질이 집중되는 지역에서 부 시우스틱을 형성하지 않도록해야합니다. 경사 튜브의 상단을 따라 가성 가우 징이 증기 물 분리와 관련이있는 경우에 따라, 그러한 분리는 리브 베드 튜브를 사용하여 피할 수 있습니다. 인산염 보일러 물 처리로 적절한 공급 물 화학을 보장함으로써 물 화학 제어를 달성 할 수 있습니다.

산소 피팅

증상: 공격적인 국소 보일러 튜브 부식 및 튜브 벽 손실. 구덩이는 스트레스 관련 부식 메커니즘의 시작점이 될 수있는 응력 중심 부위로 작용할 수 있습니다.

원인: 산소 구덩이는 보일러 물에 과도한 산소가 존재하여 발생합니다. 펌프에서의 공기가 누출 된 결과, 또는 전 보일러 수처리 장비의 작동 시점으로 작동하는 동안 발생할 수 있습니다. 이것은 레이 업에서 적절한 절차를 따르지 않으면 정전 및 보관과 같은 서비스 외부 기간 동안 발생할 수 있습니다.

유휴 기간 동안 튜브의보다 일반화 된 산화는 때때로 서비스 외부 부식이라고합니다. 물이 철과 반응하여 산화철을 형성함에 따라 습한 표면은 산화 될 수 있습니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소: 정전 기간 동안, 과열기 루프 또는 수평 과열기 및 재가색 튜브 및 공급 라인과 같은 침수 또는 부족하지 않은 표면이 가장 취약합니다. 또한, 정화가 잘못된 물이 시동 또는 보일러의 가속화에 사용되는 경우. 보일러에서는 보일러 프리 프리 피드 워터 히터 및 이코노마이저 근처에서 가장 널리 퍼져 있습니다.

솔루션: 보일러 정전 중에 적절한 레이 업 절차를 따르고 보일러 스타트 업 및 보일러 작동 중에 산소 제어 개선.

수소 손상

증상: 변수 간 미세 크랙 링. 부서지기 쉬운 파열로 이어지는 연성 또는 튜브 재료의 손상.

원인: Boiler Water Low PH 여행과 결합 된 ID 튜브 표면에 과도한 증착과 가장 일반적으로 관련이 있습니다. 응축기 누출, 특히 바닷물 냉각 배지에서 발생할 수있는 것과 같은 물 화학 화가. 퇴적물에 집중할 수있는 산성 (낮은 pH) 오염 물질로 이어진다. 부족 부식은 튜브 벽 금속으로 이동하는 원자 수소를 방출하고, 강철의 탄소와 반응하고 (디카 비산), 구별 분리를 유발합니다. 고장은 일반적으로 튜브 표면의 무거운 규모와 관련이 없지만 반드시는 아닙니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소: 일반적으로 고열 플럭스의 영역에서 발생하며 일반적으로 워터웨어 튜브에 국한됩니다.

솔루션: 튜브의 물 측면에서의 스케일 방지 및 수질 화학의 엄격한 제어는 수소 손상을 예방하는 데 도움이 될 수 있습니다..

산 공격

• 증상: 튜브 금속 표면의 부식성 공격으로 인해 튜브 ID에 불규칙한 구덩이 또는 스위스 치즈 모양이 발생합니다.
• 원인: 보일러 화학 청소 중, 잔류 물산의 부적절한 청소 및/또는 부적절한 사후 청소 패시베이션 중에 가장 일반적으로 공정 제어가 불량합니다.
• 일반적으로 영향을받는 구성 요소: 워터 월 튜브.
• 솔루션: 물 화학 제어, 화학적 은신처를보고, 보일러 화학 청소 중에 적절한 제어를 유지합니다.

응력 부식 균열

증상S : 실패는 두꺼운 벽, 부서지기 쉬운 균열이 특징입니다. 거의 첨부 파일과 같은 외부 응력이 높은 위치에서 찾을 수 있습니다. 가장 일반적으로 오스테 나이트 (스테인레스 스틸) 과열기 재료와 관련이 있으며 튜브 벽에서 횡격방 또는 곡물 간 균열 전파로 이어질 수 있습니다. 응력 부식 (또는 응력 보조 부식) 균열은 일반적으로 주요 골절 영역과 관련된 수많은 작은 2 차 균열로 분기됩니다.

원인: 고장된 응력과 부식성 유체의 조합이있는 경우에 발생합니다. 손상은 ID에서 전파되는 균열로 인해 발생합니다. 부식성 유체의 공급원은 과과기가 제대로 보호되지 않으면 스팀 드럼에서 과과기로 또는 보일러 산 청소 중 오염으로 이월 될 수 있습니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소: 스테인레스 스틸 과수기 및 재료 튜브.

솔루션: 물을 피하십시오 캐리 오버 제어 Hydrotest 방법, 청소 후 플러시.

Waterside 부식 피로

증상: ID는 일반적으로 외부 첨부 파일에 인접하여 발생하는 넓은 과소화 균열을 시작합니다. 실패는 스트레스 방향에 수직 인 ID 균열에서 시작되는 치명적인, 두꺼운 찢어진 실패입니다.

원인: 열 피로와 부식의 조합으로 인해 튜브 손상이 발생합니다. 부식 피로는 보일러 설계, 물 화학, 보일러 물 산소 함량 및 보일러 작동의 영향을받습니다. 이러한 효과의 조합은 보일러 튜브의 ID 표면에서 보호 자철석의 파괴로 이어진다. 이 보호 스케일의 손실은 튜브를 부식에 노출시킵니다. 문제는 보일러 스타트 업 사이클에서 진행될 가능성이 가장 높습니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소: Buckstay 첨부 파일, 씰 플레이트 및 가리비 막대와 같은 부착물 및 외부 용접 위치가 가장 취약합니다.

솔루션: 사이클 수를 최소화하고 튜브의 제약 조건을 최소화하고 시작시 용존 산소가 낮아집니다.

Fireside 고장 메커니즘

연료 재 부식

증상: 외부 튜브 벽 손실 및 튜브 스트레인 증가. 튜브는 일반적으로 스케일 및 부식 제품이 제거 될 때 포크 표시 모양을 갖습니다.

원인: 연료 재 부식은 연료 및 보일러 설계의 재 특성의 기능입니다. 일반적으로 석탄 발사와 관련이 있지만 특정 유형의 석유 발사에서도 발생할 수 있습니다. 애쉬 특성은 보일러에 사용되는 크기, 형상 및 재료를 설정할 때 보일러 설계에서 고려됩니다. 대류 패스의 연소 가스 및 금속 온도는 중요한 고려 사항입니다. 손상은 특정 석탄 애쉬 성분이 과열기 또는 재료 튜브 표면의 용융 상태에 남아있을 때 발생합니다. 이것은 매우 부식성이 될 수 있습니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소: 수퍼 헤이터 및 리허터.

솔루션: 연료 재 부식을 줄이는 가장 간단한 방법은 크롬 농도가 높은 재료를 사용하는 것입니다. 일반적으로,> 20% CR을 가진 재료는 <20% Cr의 재료보다 연료 애쉬 부식 속도가 상당히 낮습니다. 오스테 나이트 스테인리스 스틸 튜브 실드의 설치는 매우 부식성 조건을 나타내는 보일러 위치에서 연료 재 부식을 줄이기 위해 성공적으로 구현되었습니다. 연료에 칼슘과 마그네슘을 첨가하면 연료 재 부식을 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

고온 산화

외관이 유사하고 종종 연료 재 부식과 혼동되는 경우, 고온 산화는 튜브 재료의 산화 한계에 비해 외부 직경 (OD) 표면 온도가 가장 높은 영역에서 국소 적으로 발생할 수 있습니다. 연료 재 부식 또는 고온 산화 메커니즘의 근본 원인을 결정하는 것은 튜브 분석 및 스케일 및 퇴적물 평가에 의해 가장 잘 달성됩니다.

Waterwall Fireside 부식

증상: 외부 튜브 금속 손실 (낭비)이 얇아지고 튜브 변형률이 증가합니다.

원인: 연소 과정이 감소 대기 (물리학 적)을 생성 할 때 워터 벽 튜브의 외부 표면에서 부식이 발생합니다. 이것은 복구 보일러의 하부 용광로에서 일반적입니다. 석탄을 발사하는 유닛의 경우, 버너가 잘못 조정되거나 무대 발사를 사용하는 보일러 (과도한 항공 포트 포함)는 대기가 줄어든 대기를 보유한 더 큰 현지 지역에 더 취약 할 수있어 부식률이 증가 할 수 있습니다..

일반적으로 영향을받는 구성 요소: 워터 월 튜브.

솔루션: 용광로 벽 보일러 튜브 부식을 퇴치하기 위해 사용 된 주요 방법은 최악의 부식을 겪고있는 위치의 튜브에 High-Ni/High-CR Weld 오버레이를 사용하는 것입니다. 이 응용 분야에서는 부식 방지 열 스프레이도 고려 될 수 있습니다.

Fireside 부식 피로

증상: 튜브는 OD 표면에서 시작하여 튜브 벽으로 전파되는 일련의 균열을 개발합니다. 손상이 더 오랜 기간에 걸쳐 발생하기 때문에 튜브 표면은 코끼리 가죽, 악어 숨기기 또는 열풍으로 묘사 된 외관을 개발하는 경향이 있습니다. 손상은 가장 일반적으로 일련의 원주 균열로 간주됩니다.

원인: 손상 개시 및 전파는 열 피로와 함께 부식으로 인한 것입니다. 튜브 OD 표면은 슬래그, 그을음 부종 또는 보일러의 주기적 작동에서 발생할 수있는 열 피로 스트레스 사이클을 경험합니다. 열 사이클링은 재료를 주기적 응력에 적용하는 것 외에도 덜 탄성 외부 튜브 스케일의 균열을 시작하고 튜브베이스 재료를 반복적 인 부식에 노출시킬 수 있습니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소:이 유형의 보일러 부식 피로 피로 피로는 일반적으로 석탄화 된 보일러 설계의 석탄 화면 벽 튜브에서 일반적으로 발견되지만 드럼 형 보일러의 튜브에서도 발생했습니다.

솔루션: 시작시 램프 속도를 줄이고 종료하여 열 응력을 줄입니다. 열 응력을 최소화하기 위해 수트 블로킹 작업을 최적화하십시오.

침식

증상: 튜브는 튜브의 OD에서 금속 손실을 경험합니다. 손상은 튜브의 충격 측면에 방향이됩니다. 튜브 재료가 침식함에 따라 변형이 증가함에 따라 파열로 인해 궁극적 인 고장이 발생합니다.

원인: 튜브 표면의 침식은 외부 표면의 충돌에서 발생합니다. 미국 서부의 하위 분비물 석탄과 같은 높은 애쉬 연료를 발사하면 침식, 슬래그 및 파울 링 문제가 발생할 수 있습니다. 침식 배지는 연소 가스 흐름 스트림에서 연마적일 수 있지만, 가장 일반적으로 비산회 또는 그을음의 증기의 충돌과 관련이 있습니다. Sootblower Steam이 주요 원인 인 경우, 침식에는 열 피로가 동반 될 수 있습니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소: 그을음 근처의 공통; 경제학 자, 수퍼 헤이터 및 리허터의 주요 가장자리에; 그리고 가스 속도 또는 방향의 변화에서 연도 가스에 소용돌이 나 에디가있는 곳.

솔루션: 플라이 애쉬 침식의 경우 보일러를 통해 균등하게 흐름을 배포하고 더 낮은 애쉬 연료를 태우는 것을 고려하십시오. 손상된 충돌을 최소화하기 위해 수트 블로킹 작업을 최적화하십시오.

기계적 피로

증상: 손상은 대부분 OD가 시작된 균열을 초래합니다. 실패는 스트레스 또는 제약이 높은 지역에 국한되는 경향이 있습니다.

112622_112630: 피로는 구성 요소의 주기적 응력의 결과입니다. 열 피로 효과와는 달리 기계적 피로 손상은 외부 적용 응력과 관련이 있습니다. 연도 가스 흐름 또는 그을음 (고주파, 저 진폭 응력) 또는 보일러 사이클 (저주파, 고 진폭 응력 메커니즘)으로 인해 진동과 관련이있을 수 있습니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소: 피로 실패는 튜브 침투, 용접 또는지지와 같은 제약 조건 영역에서 가장 자주 발생합니다..

솔루션: 열 또는 기계적 순환 응력의 원천을 식별하고 최소화하십시오.

일반 실패 메커니즘

단기 과열

증상: 고장은 튜브 메탈의 연성 파열을 초래하며 일반적으로 골절 표면이 얇은 튜브에서 고전적인 물고기 입구가 개구부로 특징 지어집니다..

원인: 보일러 시동 중에 단기 과열 장애가 가장 일반적입니다. 튜브 금속 온도가 냉각 증기 또는 물 흐름의 부족으로 인해 극도로 상승하면 고장이 발생합니다. 전형적인 예는 보일러 시동 중에 과열기 튜브가 응축을 제거하여 증기 흐름을 방해하는 경우입니다. 튜브 금속 온도는 연소 가스 온도 1600F (870C) 이상에 도달하여 튜브 고장으로 이어집니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소: 퍼니스 벽 튜브, 수퍼 헤이터, 리허터.

솔루션: 튜브와 굽힘 안에 막힘이 존재하지 않도록하십시오. 처방 된 종료 및 시작 절차를 따르려면 응축수를 끓입니다.

장기 과열

증상: 실패한 튜브에는 단기 과열과 비교할 때 팽창이 최소화되고 세로 분할이 좁습니다. 튜브 메탈은 종종 외부 스케일 축적과 2 차 크래킹이 많습니다.

원인: 장기 과열은 몇 달 또는 몇 년에 걸쳐 발생합니다. 크리프의 결과로 수년간의 서비스 후에 슈퍼 스터 및 재료 튜브가 일반적으로 실패합니다. 정상 작동 중에, 합금 과수기 튜브는 크리프 수명이 소비 될 때까지 튜브 수명 동안 온도와 변형이 증가하는 것을 경험합니다. 용광로 수벽 튜브는 장기 과열로 인해 실패 할 수 있습니다. 물 벽 튜브의 경우, 튜브 온도는 비정상적으로 증가하며, 가장 일반적으로 퇴적물, 스케일 또는 제한된 흐름과 같은 물가 문제로 인해 발생합니다. 과열기 또는 물 벽 튜브의 경우 최종 고장은 크리프 파열에 의한 것입니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소: 퍼니스 벽 튜브, 수퍼 헤이터, 환해.

솔루션: Waterwall 튜브의 수정 불꽃 충돌 문제. 수정/증기 순환 영구 ​​분포 문제. 열 전달을 개선하기 위해 화학적으로 깨끗한 튜브. 튜브 온도를 줄이기 위해 순환이있는 용광로/연도 가스 온도 균형.

흑연

증상: 실패는 두꺼운 가장자리 골절로 부서지기 쉽다.

원인: 비교적 높은 금속 온도에서의 장기 작동은 탄소 함량이 높은 탄소강 또는 탄소산 밀레 늄 강철, 특히 용접 열 영향 구역 (HAZ)에서 손상을 초래할 수 있으며, 재료의 독특한 분해를 초래합니다. 이들 재료는 과도한 온도에 노출되면 강철에 다리 카바이드의 용해 및 흑연 결절의 형성을 경험하여 강도 손실과 최종 고장을 초래할 것이다. 경고없이 갑작스런 튜브 고장이 발생할 수 있습니다.

116488_116519: 상대적으로 낮은 온도 (배관)에서 작동하는 과열기 및 재료의 부분에서 가장 널리 퍼져 있습니다..

솔루션: 사용 가능한 흑연화 예측 곡선을 사용하여 위험이 가장 큰 위치를 결정하십시오. 위험이 가장 높은 위치에서 샘플을 평가하십시오. 흑연의 증거를 표시하는 구성 요소를 교체하십시오.

다른 금속 용접 (DMW) 고장

증상: 실패는 튜브 저하에 대한 경고가 거의 없거나 전혀 없습니다. 재료는 용접 융합 라인을 따라 용접의 페라이트 측에서 실패합니다. 전체 튜브가 튜브 섹션의 둘레를 가로 질러 실패하기 때문에 실패는 치명적인 경향이 있습니다.

원인: DMW는자가 (스테인리스 스틸) 재료가 페라이트 합금 (SA213T22) 재료에 결합하는 엉덩이 용접을 설명합니다. DMW 위치에서의 고장은 엉덩이 용접의 페라이트 측면에서 발생합니다. 이러한 실패는 몇 가지 요인에 기인합니다. 두 재료의 팽창 특성의 차이, 과도한 외부 하중 응력 및 열 사이클링, 페라이트 재료의 크리프로 인해 오스테 나이트-페리트 계면에서의 높은 응력. 실패는 작동 온도 및 단위 설계의 기능입니다.

일반적으로 영향을받는 구성 요소: 아울렛 헤더에 대한 과열기 및 재료 배출구 은행 연결.

솔루션: DMWS를 상점 용접 네덜란드 인 또는 NI 기반 용접 금속을 사용하는 필드 용접으로 교체하십시오. 작동 중에 DMW가있는 위치가 과열되지 않은지 확인하십시오.