去除鐵銹的化學(xué)方法精選(九篇)
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第1篇：去除鐵銹的化學(xué)方法范文
習(xí)題是訓(xùn)練學(xué)生思維的材料，是教者將自己的思想、方法以及分析問題和解決問題的技能技巧施達(dá)于學(xué)生的載體。因此，在化學(xué)習(xí)題教學(xué)中，若注重對(duì)習(xí)題進(jìn)行變式訓(xùn)練，既可以減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，避免“題海戰(zhàn)”；又使學(xué)生鞏固所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)；還可以使學(xué)生思維能力、邏輯推理能力、分析問題能力等多方面得到訓(xùn)練、培養(yǎng)與提高。
如何進(jìn)行習(xí)題變式教學(xué)呢？下面筆者結(jié)合實(shí)例來談?wù)勛约旱目捶ā?/p>
1改變條件或結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力
1.1新授課的習(xí)題變式應(yīng)服務(wù)于本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，循序漸進(jìn)地增加難度，使學(xué)生更好地掌握新的知識(shí)
例如，原題：工業(yè)上常用10%的稀硫酸去除鐵器表面的鐵銹。為了配制50千克10%的稀硫酸。問(1)需要98%的濃硫酸多少千克？(2)需要加水多少千克？
變式1：工業(yè)上常用10%的稀硫酸去除鐵器表面的鐵銹。為了配制50千克10%的稀硫酸。問(1)需要98%的濃硫酸(密度為1.84克/立方厘米)多少毫升？(2)需要加水多少毫升？
變式2：工業(yè)上常用10%的稀硫酸去除鐵器表面的鐵銹。為了配制50毫升10%的稀硫酸(密度為1.07克/立方厘米)。問(1)需要98%的濃硫酸(密度為1.84克/立方厘米)多少毫升？(2)需要加水多少毫升？
原題比較簡(jiǎn)單，只要根據(jù)公式，把數(shù)據(jù)代進(jìn)去就可以得到答案了。變式1作了小小的改動(dòng)，最后要你求的是體積。而公式反映出的數(shù)據(jù)是質(zhì)量，因此只要在原題解答的基礎(chǔ)上，多加一步把質(zhì)量轉(zhuǎn)化為體積就可以了。變式2條件、結(jié)論中出現(xiàn)的都是體積，而公式中反映出的是質(zhì)量，因此，要把條件體積轉(zhuǎn)化為質(zhì)量后，才能代入公式，然后按照變式1解題。
三個(gè)題目的目的都是要讓學(xué)生掌握關(guān)于溶液稀釋的計(jì)算。
1.2在復(fù)習(xí)課的習(xí)題變式時(shí)，不但要滲透化學(xué)思想和化學(xué)方法，同時(shí)要起到歸納、總結(jié)的作用
例如，在初三化學(xué)最后總復(fù)習(xí)時(shí)，
原題：把5克氫氧化鈉固體加入95克水中，所得溶液的百分比濃度是多少？
A.大于5% B.小于5%
C.等于5% D.無法判斷
變式1：把5克氧化鈉固體加入95克水中，所得溶液的百分比濃度是多少？
A.大于5% B.小于5%
C.等于5% D.無法判斷
變式2：把5克氧化鈣固體加入95克水中，所得溶液的百分比濃度是多少？
A.大于5% B.小于5%
C.等于5% D.無法判斷
變式3：把5克膽礬晶體加入95克水中，所得溶液的百分比濃度是多少？
A.大于5% B.小于5%
C.等于5% D.無法判斷
變式4：在溫度t時(shí)，把5克某物質(zhì)X加入95克水中，完成溶解，所得溶液的百分比濃度是多少？
A.大于5% B.小于5%
C.等于5% D.無法判斷
原題較簡(jiǎn)單，直接根據(jù)公式可計(jì)算，但變式1，將氫氧化鈉變?yōu)檠趸c，題目難度就增大了，若還是根據(jù)原題的解題思路，計(jì)算就錯(cuò)了。必須注意：氧化鈉溶于水發(fā)生的反應(yīng)，此時(shí)溶液中的溶質(zhì)是氫氧化鈉。
變式2與變式1作比較，又有區(qū)別：氧化鈣跟氧化鈉一樣，也能跟水反應(yīng)，但學(xué)生往往容易忽視一點(diǎn)：生成的氫氧化鈣屬于微溶物質(zhì)。變式3將氫氧化鈉變?yōu)槟懙\晶體，又跟以上兩種變式有不同之處：膽礬晶體CuSO4?5H2O溶解在水中形成硫酸銅溶液，溶質(zhì)是CuSO4, 結(jié)晶水不能作溶質(zhì)，而是溶劑的一部分。變式4將具體的某個(gè)化學(xué)物質(zhì)改為抽象的一個(gè)物質(zhì)，因此，在解這個(gè)題時(shí)要考慮問題全面、要把以上四種情況都要考慮進(jìn)去，才能得出正確的結(jié)論。
2 改變題型，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維
例如：原題：將含有N2、H2、CO的混合氣體，依次通過灼熱的氧化銅、足量的石灰水，再冷卻到室溫(假設(shè)每步反應(yīng)都完全)，則最后剩余的氣體是：___________。
變式1： 推斷題：
有一種氣體混合物，其中可能含有CO、CO2、H2和HCl氣體中的一種或幾種，現(xiàn)將混合氣體依次進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)過程：
(1)通過澄清石灰水時(shí)，無沉淀生成。
(2)通過灼熱的氧化銅，黑色粉末變成紅色，但無水珠出現(xiàn)。
(3)將剩余氣體再通入澄清石灰水，有白色沉淀生成(假設(shè)上述各步中的氣體均完全反應(yīng))。
推斷：混合氣體中一定存在_____________，一定不存在_____________，可能存在_________。
變式2：探索題：
怎樣用實(shí)驗(yàn)證明某混合氣體中含有CO2、H2、CO，寫出有關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法及化學(xué)方程式。
通過上述變式題的練習(xí)，鞏固了各種氣體的化學(xué)性質(zhì)等，從而達(dá)到了變式練習(xí)的目的。
3 聯(lián)系實(shí)際，增強(qiáng)應(yīng)用意識(shí)
聯(lián)系實(shí)際是將化學(xué)問題與日常生活、生產(chǎn)中常見的問題聯(lián)系起來。教師在教習(xí)題變式的過程中，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情景、啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行聯(lián)想，讓學(xué)生知道“生活中充滿了化學(xué)”。通過聯(lián)系實(shí)際的習(xí)題變式來提高學(xué)生應(yīng)用化學(xué)的意識(shí)和學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
例：原題：計(jì)算下列氮肥中氮元素的質(zhì)量百分含量：
(1)尿素；(2)硫酸銨
變式：某生產(chǎn)資料商店部分氮肥的銷售價(jià)如下：硫酸銨800元/噸，尿素2400元/噸，某菜農(nóng)用1000元錢去購買氮肥，為使他所購的氮肥中氮的總質(zhì)量最多，你建議他應(yīng)選購()
A.硫酸銨B.尿素
C.硫酸銨和尿素各一半
D.硫酸銨占1/3，尿素占2/3
在討論這些問題時(shí)，往往除了應(yīng)符合化學(xué)基本原理外，還應(yīng)從生產(chǎn)、生活實(shí)際出發(fā)，在用料、生產(chǎn)流程、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面都要綜合考慮，應(yīng)注意節(jié)省、簡(jiǎn)捷、無害等方面的問題。
4 習(xí)題變式教學(xué)中應(yīng)注意的問題
4.1 要把握好一個(gè)“度”
習(xí)題變式訓(xùn)練時(shí)，不要“變”得過于簡(jiǎn)單，過于簡(jiǎn)單的變式題會(huì)讓學(xué)生認(rèn)為是簡(jiǎn)單的“重復(fù)勞動(dòng)”，影響學(xué)生思維的質(zhì)量；“變”得難度太大的習(xí)題，易挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生難以獲得成功的喜悅，將使學(xué)生喪失自信心，也浪費(fèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間。因此，在習(xí)題變式教學(xué)時(shí)要把握好一個(gè)“度”。
4.2 要注意縱向聯(lián)系，溫故知新
在初中化學(xué)習(xí)題變式教學(xué)中，對(duì)習(xí)題的變式要注意縱向聯(lián)系，要緊密聯(lián)系以前所學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)的同時(shí)對(duì)舊知識(shí)也得到復(fù)習(xí)、鞏固和提高，從而提高學(xué)習(xí)效率。
4.3 要注意橫向聯(lián)系，開闊視野
化學(xué)學(xué)科不是孤立的學(xué)科，它跟很多其他學(xué)科是緊密聯(lián)系的；在初中化學(xué)習(xí)題變式教學(xué)中，要注意跟其他學(xué)科的聯(lián)系，注意培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，讓學(xué)生的思維得到遷移，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
總之，在教學(xué)中運(yùn)用變式是非常重要的，但也不可過多的濫用，變式的成效并不取決于運(yùn)用的數(shù)量，而在于習(xí)題的典型性。此外，教師在進(jìn)行習(xí)題變式教學(xué)時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生比較和思考，才能使變式訓(xùn)練達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。實(shí)踐也證明，進(jìn)行習(xí)題變式訓(xùn)練，能使學(xué)生樂做題，會(huì)做題，具備舉一反三，提高觸類旁通的能力，達(dá)到教學(xué)目的，提高解題能力。
參考文獻(xiàn)：
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[2]王成初.《變式題陣》[M].陜西師范大學(xué)出版社，2003.7.
第2篇：去除鐵銹的化學(xué)方法范文
市面上常見的凈水設(shè)備采用膜過濾技術(shù)對(duì)水進(jìn)行凈化，過濾膜的孔徑范圍為0.001um至0.002um，雖然它能有效攔截細(xì)菌，但無法有效濾去病毒。另外，由于過濾膜的孔徑大小不均且會(huì)在一定條件下發(fā)生形變，所以很難保證過濾膜的攔截效果。
如何濾除或殺滅細(xì)菌和病毒而不引入新的污染物，是當(dāng)前凈水設(shè)備的一個(gè)基本要求，而紫外線消毒技術(shù)恰恰能滿足這一要求。
因此，本文采用紫外線消毒技術(shù)，同時(shí)考慮到紫外線不能實(shí)時(shí)消毒的特點(diǎn)，提出了一種家用紫外線凈水瓶的設(shè)計(jì)方案，這種凈水瓶可在10分鐘內(nèi)將自來水凈化為可直接飲用的水。
一、紫外線凈水原理
紫外線消毒是國際公認(rèn)的有效消毒技術(shù)之一，對(duì)細(xì)菌和病毒的殺滅率高達(dá)99.99%。紫外線消毒歷史悠久，在水處理領(lǐng)域已有100多年的應(yīng)用歷史。
紫外線是一種波長(zhǎng)在100nm至380nm的電磁波，屬廣譜殺菌射線，用于消毒的紫外線波長(zhǎng)范圍為200nm至280nm。在各種波長(zhǎng)的電磁波中，紫外線最容易被微生物吸收。
紫外線的消毒原理是，微生物在吸收紫外線后，體內(nèi)的核酸結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致無法繼續(xù)分裂繁殖。由于微生物的生命周期較短，在不能繁殖新細(xì)菌和病毒的情況下會(huì)迅速死亡。
紫外線消毒屬于物理方法，不需要添加任何化學(xué)試劑，不會(huì)產(chǎn)生有害副產(chǎn)物。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
我設(shè)計(jì)的紫外線凈水瓶容量為5L，基本可以滿足一個(gè)家庭一天的飲水需求。紫外線燈安裝在凈水瓶底部；瓶體側(cè)面設(shè)有水位刻度表，方便及時(shí)續(xù)水；出水口設(shè)置在瓶體上部側(cè)面；瓶體頂部設(shè)置操作面板，面板上的LCD液晶顯示屏能實(shí)時(shí)顯示凈水瓶的工作狀態(tài)和紫外燈的剩余壽命等信息。紫外線凈水瓶總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
三、紫外燈的選擇
紫外燈是家用凈水瓶的核心部分。它的輻射照度會(huì)影響凈水所需的時(shí)間，本裝置的凈水時(shí)間不超過10分鐘。
為有效殺滅微生物，要求紫外線照射劑量為30000um?s/cm，另外紫外線在水中隨著照射距離的增加，穿透力降低，所以將紫外燈安裝在凈水瓶的中心位置，根據(jù)凈水瓶的設(shè)計(jì)尺寸可知紫外燈與瓶壁的最大距離約為10cm，此時(shí)紫外線的穿透率約為85%。紫外燈的輻射照度可通過下式計(jì)算。
根據(jù)上式的計(jì)算結(jié)果可選輻射照度為60uW/cm2的紫外燈，另外凈水瓶的腔內(nèi)高度為30cm，所以紫外燈的長(zhǎng)度在20cm左右為宜。
四、不足和改進(jìn)
第3篇：去除鐵銹的化學(xué)方法范文
關(guān)鍵詞：凈化水 氨態(tài)氮 納氏試劑法
中圖分類號(hào)：X132 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（a）-0056-01
凈化水，即為凈化過的水，去除了對(duì)人類健康的危害物質(zhì)的水。它是通過相應(yīng)的濾料，根據(jù)不同的最終用水需求，用物理或化學(xué)方法清除鐵銹、沉積物和有機(jī)質(zhì)、氯氣、有害的重金屬離子、細(xì)菌、病毒等得到的。
煉油廠的含氮廢水是原油煉制與加工過程中產(chǎn)生的一類廢水，對(duì)環(huán)境的危害大，所以需經(jīng)處理成達(dá)標(biāo)的凈化水再進(jìn)行排放[1～5]。
水體中含氮量過高時(shí)，會(huì)促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖，從而在水面上形成密集的“水花”或“紅潮”。繼而藻類的死亡和腐化又將消耗大量的水體中溶解氧，導(dǎo)致水中溶解氧含量降低，使水質(zhì)惡化，魚類死亡，即水體的富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化還會(huì)產(chǎn)生一系列危害，如有些藻類本身的腥味會(huì)引起水質(zhì)惡化使水變得腥臭難聞；還有某些藻類所含的蛋白質(zhì)毒素會(huì)富集在水產(chǎn)物體內(nèi)，并通過食物鏈影響人體的健康。被含氮物質(zhì)污染的水體會(huì)使給水的凈化處理帶來許多困難，進(jìn)而嚴(yán)重影響飲用水水質(zhì)。因此在含氮廢水排入水體以前必須進(jìn)行脫氮。
從煉油廠含氮廢水回用現(xiàn)狀看，存在一些缺陷，如污染物去除不徹底、除污染的種類單一等。因此，開發(fā)簡(jiǎn)單適用、高效可靠的廢水再生工藝或技術(shù)仍然十分必要和迫切。如何經(jīng)濟(jì)的、高效的去除水體中的氮元素污染己成為水污染防治領(lǐng)域極為熱點(diǎn)的研究課題。
本文研究的油化工企業(yè)廢水即為含氮廢水。通過測(cè)試其中的氨態(tài)氮含量來確定此項(xiàng)指標(biāo)排放是否達(dá)標(biāo)，一定程度上考量廢水處理方法是否得當(dāng)。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 原理
碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅膠態(tài)化合物，此顏色在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具強(qiáng)烈吸收。通常測(cè)量波長(zhǎng)410～425 nm范圍。
1.2 實(shí)驗(yàn)材料
儀器：分光光度計(jì)（752型紫外可見分光光度計(jì)，上海）。
試劑：納氏試劑、酒石酸鉀鈉溶液、銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液、銨標(biāo)準(zhǔn)使用溶液。
1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
量取100 mL水樣于具塞量筒中，加10%硫酸鋅溶液1 mL和25%氫氧化鈉溶液0.1～0.2 mL調(diào)節(jié)pH至10.5左右，混勻。放置使沉淀，用經(jīng)無氨水充分洗滌過的中速濾紙過濾，棄去初濾液20 mL。
標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：于一組7支50比色管中，分別加入0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00銨標(biāo)準(zhǔn)使用液，加水至50 mL標(biāo)線，加1.0 mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻，加入1.5 mL納氏試劑，搖勻，放置10 min后立即用光程為20 mm比色皿，以水為參比，于420 nm波長(zhǎng)處測(cè)量吸光度。由測(cè)得的吸光度，減去零濃度空白的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨態(tài)氮含量（mg）對(duì)校正吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線。分取適量的預(yù)處理液于50 mL的比色管中，稀釋至50 mL的標(biāo)線，用與繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的步驟測(cè)定吸光度，最后減去空白試驗(yàn)所得吸光度。以無氨水代替水樣，按水樣測(cè)定相同步驟進(jìn)行測(cè)定，以其結(jié)果作為水樣測(cè)定的空白校正值。
1.4 結(jié)果與討論
（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。
實(shí)驗(yàn)所選取波長(zhǎng)為420 nm，比色皿光徑2 cm，曲線系數(shù)0.1466 mg/A，標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制數(shù)據(jù)如表1，線性圖如圖1所示。
（2）氨氮含量計(jì)算。
凈化水中氨氮含量按下式計(jì)算：
式中：m為從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的氨氮含量，mg；V為水樣體積，mL。
經(jīng)計(jì)算，凈化水中氨氮含量為0.56 mg/L。
1.5 結(jié)果討論
實(shí)驗(yàn)所測(cè)凈化水水樣中氨態(tài)氮含量為0.56 mg/L。中國生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中水質(zhì)非常規(guī)指標(biāo)極限值要求：氨氮（以N計(jì)，mg/L）≤0.5 mg/L結(jié)果表明，水樣的此項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)超過標(biāo)準(zhǔn)限值，不宜作為生活飲用水的水源，不可排放，需要作進(jìn)一步處理以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，方可排放。
由此可知，若要實(shí)現(xiàn)水資源的良性再生循環(huán)，除了水體保護(hù)以外，必須重視對(duì)污水的有效化處理，才能實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 齊軍，顧溫國，李勁，等.水中難降解有機(jī)物氧化處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].環(huán)境保護(hù)，2000（3）.
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[3] 曾科.石化污水深度凈化回用的可行性[J].工業(yè)水處理，1999，19（4）.
第4篇：去除鐵銹的化學(xué)方法范文
關(guān)鍵詞：超差修正；堆焊；翻砂；電刷鍍
中圖分類號(hào)：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1009-9166（2011）011(C)-0152-02
一、堆焊方法的運(yùn)用
堆焊超差修正方法是在零件超差部位采用電焊堆焊的方式將軸的外徑（或軸瓦內(nèi)徑）一周堆焊至超過原公稱外（內(nèi)）徑，再上車床對(duì)軸（軸瓦）進(jìn)行機(jī)加工至原技術(shù)要求外（內(nèi)）徑數(shù)值，達(dá)到修正超差的目的。
（一）堆焊焊條的選用
1、許疃煤礦對(duì)于轉(zhuǎn)速較低的膠帶滾筒軸可選用普低鋼焊條（J506焊條），該焊條是低氫型藥皮的普低鋼焊條。具有良好的機(jī)械性能和抗裂性能，交直流兩用。
2、許疃煤礦對(duì)于轉(zhuǎn)速較高的電機(jī)軸，可選用鉻鎢鉬釩冷沖模堆焊焊條（D322焊條），該焊條是鈦鎢型藥皮的堆焊焊條，可交直流兩用，堆焊時(shí)電弧穩(wěn)定，脫渣容易，可用來修復(fù)要求耐磨損性能較高的機(jī)械零件。
（二）堆焊的要求
1、許疃煤礦焊前必須對(duì)焊件清除鐵銹、油污、水分等雜質(zhì)。
2、許疃煤礦焊前將焊條經(jīng)250―350℃烘箱烘焙一小時(shí)，隨烘隨用。
3、許疃煤礦施焊過程應(yīng)就施焊部位對(duì)稱施焊，減少工件變形程度。
4、許疃煤礦用直流電源時(shí)，焊條接正極。
（三）堆焊方法超差修正的優(yōu)缺點(diǎn)
1、許疃煤礦優(yōu)點(diǎn)
該方法條件要求簡(jiǎn)單，日常生產(chǎn)中可以隨時(shí)進(jìn)行，操作方便，完成速度快。
2、許疃煤礦缺點(diǎn)
對(duì)電焊工技術(shù)要求較高，對(duì)于軸瓦等易變形工件，由于施焊過程易造成工件各個(gè)部位受熱不均勻，使工件變形較大，一般不用于軸瓦等易變形工件的修正。
二、翻砂修復(fù)零件超差工藝
翻砂工藝是以型砂和芯砂等材料做鑄型，將液態(tài)金屬澆注鑄造型的空腔中，待冷卻凝固后，以獲得鑄件的方法。
翻砂修復(fù)零件超差工藝是將被修復(fù)零件固定在型砂和芯砂中間，在被修正面涂上液態(tài)錫，巴氏體溶液與被修正面結(jié)合，達(dá)到增厚目的，再經(jīng)車床切削加工，完成對(duì)超差零件的修正。
（一）許疃煤礦關(guān)鍵技術(shù)是零件修正面與巴氏合金的結(jié)合
為解決修正面與巴氏合金的結(jié)合問題采用人工用細(xì)砂布打磨修正面后，將零件整體加熱并在修正面均勻涂上錫金屬來解決其結(jié)合問題。
（二）許疃煤礦主要指標(biāo)
金屬鑄型整體預(yù)熱至300℃，巴氏合金液溫度控制在680―720℃，澆注后整體放入200℃的烘干室緩慢冷卻4―5h至常溫。2003年6月，平煤十三礦副井中絞車電機(jī)軸瓦因長(zhǎng)時(shí)間磨損而導(dǎo)致其內(nèi)徑超差較大，需修正。經(jīng)處理，副井絞車電機(jī)軸瓦內(nèi)徑由直徑186mm恢復(fù)到直徑180mm，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過對(duì)副井電機(jī)軸瓦超差的成功修正，使用幾個(gè)月后，軸瓦的各項(xiàng)性能與出廠時(shí)基本一致，該技術(shù)的成功對(duì)解決超差較大的零件的修正找到了一條有效途徑。
（三）許疃煤礦優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：有效防止工件變形，修正尺寸可由幾毫米至數(shù)毫米厚，適用范圍較廣。缺點(diǎn)：對(duì)于超差尺寸小于2mm的工件，由于澆注成型后上車床車削時(shí)鑄層易與原工件接觸面分離或造成修正失敗。
該技術(shù)是在國內(nèi)普遍使用的鑄造方法的基礎(chǔ)上，加上掛錫和緩慢冷卻等方法，使巴氏合金與鑄銅件有機(jī)的結(jié)合，再上車床切削，以達(dá)到零件超差的修正，較整體鑄造節(jié)省成本。
三、電刷鍍工藝在工件超差修正中的應(yīng)用
電刷鍍屬金屬表面工程技術(shù)領(lǐng)域，它是運(yùn)用電化學(xué)沉積的原理，在導(dǎo)電表面的選定部位快速沉積指定厚度的金屬鍍層的表面新技術(shù)。該技術(shù)是電化學(xué)沉積的一種特殊形式，電刷鍍時(shí)工件不需要進(jìn)入鍍槽，包裹外的陽極與工件刷鍍表面接觸處形成“鍍槽”，陽極和工件之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加上電刷鍍電源、鍍液、工輔具的進(jìn)步，電刷鍍技術(shù)具有以下特點(diǎn)：①設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便；②鍍層質(zhì)量高；③刷鍍時(shí)工件溫度低，一般≤70℃，不會(huì)引起工件的變形，殘余應(yīng)力表面金相組織的變化；④適應(yīng)性強(qiáng)，可以對(duì)不同外部形狀和不同鍍件進(jìn)行刷鍍作業(yè)，對(duì)大零件和特殊需要的零件可以實(shí)現(xiàn)不解體和現(xiàn)場(chǎng)刷鍍；⑤對(duì)環(huán)境污染小。
（一）關(guān)鍵技術(shù)
快速銅電刷鍍液的配制方法：稱取甲磺酸銅460g放入容器內(nèi)，加蒸餾水至900mL，攪拌溶解，用甲磺酸或碳酸銅調(diào)節(jié)溶液的pH=1.4―1.5，加蒸餾水使溶夜體積達(dá)1000mL?？焖巽~鍍的電刷鍍工藝參數(shù)：①耗電系數(shù)：0.095A•h/（dm2•μm）；②工作電壓：4―15V；③相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度：15―40m/min；④使用溫度：30―50℃?？焖巽~鍍液的使用注意事項(xiàng)：①快速銅鍍液不能直接在鋼鐵基體上刷鍍，應(yīng)用鎳或堿銅作過渡層；②快速銅鍍層一般用于不重要場(chǎng)合恢復(fù)尺寸；③鍍液應(yīng)在30―50℃范圍內(nèi)使用；④要合理選擇電壓、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，如鍍層出現(xiàn)深褐色，表示規(guī)范不合適，應(yīng)調(diào)整規(guī)范并去除深褐色層直至露出粉紅色表面，繼續(xù)進(jìn)行刷鍍；⑤鍍液由天藍(lán)色變成白藍(lán)色、鍍層表面出現(xiàn)褐色，表示鍍液中銅離子已空乏，鍍液應(yīng)報(bào)廢，更換新液繼續(xù)刷鍍。
（二）操作步驟
以許疃煤礦副井天輪軸瓦電刷鍍?yōu)槔?，銅和銅合金的電刷鍍工藝：①打磨。用水砂紙蘸水打磨機(jī)械設(shè)備待鍍表面。②電凈。電凈液（TGY―1），（+），12―15V，時(shí)間5―15s，工件表面水膜能均勻攤開，不呈珠狀。③刷鍍鎳層。特殊鎳（TDY101）或快速鎳（102），無電擦試3―5s，通電，（+），12―15V，陰陽極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度10―15m/min，δ=0.005―0.01mm左右。④水沖。徹底去除工件表面殘留的鍍液。⑤活化。2#活化液（THY―2），（-），10―12V，5―15s，表面呈銀灰色或黑灰色，鎳鍍層表面呈灰色。該工序時(shí)間盡可能短，以免過多腐蝕原有銅層上面的鎳鍍層。⑥水沖。徹底去除工件表面殘留的2#活化液。⑦工件刷鍍銅層。堿性銅溶液，無電擦試3―5s，通電，（+），15V，陰陽極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度12―15m/mm，至所需厚度。
（三）該項(xiàng)目與當(dāng)前國內(nèi)外同類研究、同類技術(shù)的綜合比較
1、許疃煤礦零件表面的強(qiáng)化
由于電刷鍍可以獲得數(shù)量眾多的單金屬、合金和復(fù)合鍍層，因此在某些場(chǎng)合下可以替代常規(guī)的表面強(qiáng)化工藝，獲得高硬度、耐磨、耐蝕或減磨性的表面，可以簡(jiǎn)化工藝提高零部件的使用壽命、安全性和經(jīng)濟(jì)性。
2、許疃煤礦超差零部件的修復(fù)
由于加工失誤或在使用過程中所引起的零部件的尺寸或幾何精度的超差，可以用電刷鍍來進(jìn)行修復(fù)，以恢復(fù)零部件的使用性能。大量的實(shí)踐證明，采用電刷鍍修復(fù)的零部件其使用性能和壽命往往優(yōu)于新件，從而實(shí)現(xiàn)了人們長(zhǎng)期以來追求的“改善性維修”之目的。
3、許疃煤礦表面改性
選用合適的電刷鍍層可以改善摩擦付的匹配，提高表面的導(dǎo)電、導(dǎo)磁、反光或吸光能力，改善表面的耐腐蝕性能，改善表面的釬焊性能。
（四）優(yōu)缺點(diǎn)
1、許疃煤礦優(yōu)點(diǎn)
①本工藝克服了以往翻砂、堆焊等工藝引起的變形、殘余應(yīng)力及表面金相組織的變化等缺點(diǎn)，可以獲得性能優(yōu)、結(jié)合強(qiáng)度高的鍍層，對(duì)于大零件和特殊需要的零件可以實(shí)現(xiàn)不解體和現(xiàn)場(chǎng)刷鍍；②提高表面的防氮化、防滲碳或抗氧化能力，可對(duì)工藝品或藝術(shù)品表面進(jìn)行裝飾。
2、許疃煤礦缺點(diǎn)
該方法要求的工藝復(fù)雜并且對(duì)于超差尺寸較大工件的修復(fù)需要的時(shí)間長(zhǎng)，從經(jīng)濟(jì)方面考慮也不可取。
作者單位：連云港市煤炭工業(yè)公司貴州省金沙縣川達(dá)煤礦
第5篇：去除鐵銹的化學(xué)方法范文
正文：
軌道焊接時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題
軌道為鐵路專用的高碳中錳鋼，焊接性較差，特別是大多數(shù)軌道在出廠時(shí)已作軌頭表面淬火，加上板厚大，很容易產(chǎn)生焊接裂紋。尤其是延遲裂紋，在應(yīng)力作用下還可能向母材（軌道）及焊縫金屬的縱深發(fā)展，只有滿足嚴(yán)格的焊接工藝才能保證軌道的圓滿焊接。
線路上鋪設(shè)的軌道和焊接接頭，使用中經(jīng)受的是動(dòng)載荷，破壞形式為疲勞斷裂，因此需要根據(jù)疲勞負(fù)荷的形式和影響疲勞強(qiáng)度的因素來研究提高其接頭強(qiáng)度的措施，防止焊縫產(chǎn)生氣孔、夾雜、未焊透和未融合等缺陷。
軌道的橫截面尺寸變化較大，按常規(guī)開的U型坡口焊接已無實(shí)際意義，因而采用不開坡口的平對(duì)接，預(yù)留間隙（軌縫），背面加赤銅墊板的焊接方案。
考慮到露天軌道的熱脹冷縮，每100米的線路應(yīng)留一個(gè)接頭不焊，且車檔兩端的軌頭應(yīng)能自由伸縮，焊接軌道的最佳的氣溫為250C-300 C,焊接過程應(yīng)保證不受風(fēng)雪和雨水侵襲，否則應(yīng)停止焊接。
軌道材質(zhì)分析
軌道型號(hào)為QU120型，根據(jù)廠家提供的軌道材質(zhì)證明書顯示，其型號(hào)為U71Mn，其化學(xué)成分見表1：
其力學(xué)性能為：
從表1中知C，Mn含量可知U71Mn為高碳中錳鋼，隨著錳含量增高，強(qiáng)度沖擊韌性也隨著提高，一般中錳鋼較耐磨，但焊接過程中易產(chǎn)生低溫馬氏體組織。含碳量較高，強(qiáng)度、耐磨性及硬度也提高，焊接冷卻時(shí)易得到強(qiáng)硬的馬氏體組織。
一般碳當(dāng)量Ce大于0.4%~0.5%時(shí)，鋼即不具有良好的可焊性，而U71Mn碳當(dāng)量高達(dá)1.04。淬硬傾向大，在焊接過程中部分母材熔化進(jìn)入焊縫，從而使焊縫中的含碳量增高，易產(chǎn)生高碳馬氏體，極容易形成冷裂紋，而焊材中的S、P雜質(zhì)控制不當(dāng)時(shí)，也易產(chǎn)生熱裂紋，這種熱裂紋極易產(chǎn)生在未填滿的弧坑處?？梢奤71Mn這種材質(zhì)較難焊接，所以現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)必須選用合適的焊接工藝才能達(dá)到滿意的焊接效果。
焊接方法的選擇
目前國內(nèi)軌道焊接方法通常采用氣壓焊、接觸焊、鋁熱焊和電弧焊四種方法。由于冶建工程中起重機(jī)軌道安裝高度一般在10米以上的窄吊車梁平面上，作業(yè)空間狹窄。采用氣壓焊與接觸焊均需要較大平暢的環(huán)境，且必須在工廠外實(shí)施，鋁熱焊要求有較大的作業(yè)空間且作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，焊接費(fèi)用高。若采用手工電弧焊，存在焊接速度慢、耗時(shí)較長(zhǎng)、不宜控制層間溫度、不能保證焊接的連續(xù)性、產(chǎn)生的焊渣不宜于清理等缺點(diǎn)。采用CO2氣體保護(hù)焊則能克服以上缺點(diǎn)，由于CO2焊在焊接過程中熱輸入量小，焊接后變形量小，易于控制焊后變形，但是軌道接頭間隙窄，需將焊嘴砸扁如下圖1所示：
軌道加工
軌道端頭的處理方法
1.1、 市場(chǎng)上常見軌道為兩端淬火，為便于軌道焊接，用氧乙炔割去軌道兩端150mm，切割前需預(yù)熱，預(yù)熱溫度250～300° C，防止軌道切割過程中發(fā)生斷裂。
1.2、 接口加工
軌道接口采用氧乙炔割切割前需預(yù)熱250～300°C，切割后必須用砂輪打磨平整，露出金屬光澤，且不得存在油污、雜物。
冷作變形處理
2.1、利用反變形法來控制焊接變形，反變形量為24mm/24m，即按L/1000 放高度反變形量。2根軌道端頭之間所留的間隙是上寬下窄，以軌底間隙為準(zhǔn)，不得小于12mm，也不宜過寬，一般控制在15~20 mm范圍內(nèi)，軌頂間隙為20~25mm，偏差為0～2mm，如圖2：
2.2、固定：軌道在安裝位置即吊車梁上組對(duì)，然后將軌道接頭兩側(cè)各1.5米范圍內(nèi)的約束全部松開，將軌道接頭按照如圖3所示的方法墊起。預(yù)先用赤銅墊板將軌道接口位置墊起 20-24mm，將軌道調(diào)整 平 直，防止錯(cuò)邊現(xiàn)象。然后固定約束件，注意每一軌道接頭附近至少設(shè)置4處約束點(diǎn)，左右方向的約束位置距接頭200mm處，以后約束點(diǎn)設(shè)置間距為500mm。
所有約束在焊接接頭焊妥，熱處理完畢，接頭緩冷后方可拆除。
軌道焊接
焊前準(zhǔn)備
焊前必須對(duì)軌道兩端各200mm范圍清除鐵銹、油漆、水份等雜質(zhì)。
焊接軌道時(shí)應(yīng)做好防風(fēng)防雨雪措施，應(yīng)用擋風(fēng)板擋住風(fēng)源，以免接縫產(chǎn)生氣孔、裂縫。軌道接縫每只接頭必須一次焊畢。
預(yù)熱與回火處理：焊接前用氧乙炔中性火焰對(duì)軌道接頭兩端各200mm范圍內(nèi)進(jìn)行均勻加熱，預(yù)熱溫度300～350°C，預(yù)熱恒溫時(shí)間15分鐘，焊接層間300～350°C。預(yù)熱處理溫度和層間溫度根據(jù)氣溫可浮動(dòng)，如氣溫在10℃以上預(yù)熱，溫度取下限。軌道焊接接頭的回火溫度為600-6500C，從焊縫中心算起兩邊各為100mm左右作為回火處理的范圍。
采用直徑為1.2mm的低碳合金鋼焊絲ER50-6焊接軌道接頭，采用窄波機(jī)頭。
焊接
焊接順序：軌道接頭的焊接可分三部分，如圖4。焊接軌道接頭的順序是由下而上，先軌底后軌腰、軌頭，逐層逐道進(jìn)行堆焊，最后修補(bǔ)周圍。焊道順序始終遵循先兩側(cè)后中間。
施焊：第I部分施焊時(shí)在襯墊外側(cè)引弧，用短弧操作，采用鋸齒形運(yùn)條方式來回焊接。在確保焊縫質(zhì)量前提下盡量用窄焊道施焊，除打底焊縫外其余每層焊縫厚度為3mm。第II部分在焊縫中部引弧采用鋸齒形運(yùn)條方式來回焊接，在兩側(cè)電弧作小圓弧旋轉(zhuǎn)，焊接過程中要注意保證軌道兩側(cè)焊縫飽滿。第III部分施焊，要求焊縫飽滿，打磨后溶合線處無可見的下凹。
焊接參數(shù)及層間溫度
焊接參數(shù)如下
焊接過程中，層間溫度須保持與預(yù)熱溫度相同，控制在300℃～350℃，質(zhì)檢人員隨時(shí)用激光測(cè)溫儀檢測(cè)，以保證這一溫度要求。中斷的焊接過程，須重新預(yù)熱至300～350℃方能繼續(xù)施焊。
施焊過程約束的處理：當(dāng)焊完軌底部分以后，松開約束，將軌道端頭的襯墊高度降低至6mm，再固定好約束。當(dāng)把軌腰部分焊完后，去除全部襯墊并松開約束，此時(shí)軌道接頭處應(yīng)該有很小的上撓值。在施焊軌頭過程中，根據(jù)鋼軌恢復(fù)平直情況，決定是否固定約束。
注意事項(xiàng)
在施焊每層焊波時(shí)，尤其在施焊軌底的每層焊波時(shí)，應(yīng)一次焊完，中間避免斷弧，前后2層焊波的施焊方向應(yīng)相反；每個(gè)軌道接頭的焊接工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，以使軌端頭保持在較高溫度下焊接(300℃~350℃)。在層間清理時(shí)，應(yīng)及時(shí)利用錘擊法消除應(yīng)力。在焊接后，當(dāng)消除應(yīng)力熱處理后尚未冷卻前，須防雨水等淋濕；燒熱的紫銅板可以取下沾水冷卻，以便于下次再用。
焊后修整及熱處理
3.1. 修整：手工打磨，均須平滑過渡并與軌道外形一致，避免凹陷。
3.2. 熱處理：軌道端頭在焊接完成后的消除應(yīng)力熱處理是提高焊接質(zhì)量的重要措施，焊接完畢應(yīng)立即進(jìn)行。對(duì)于在比較低的溫度下（如冬季施工等情況下)，進(jìn)行焊接的軌道，必須采用這項(xiàng)措施；消除應(yīng)力熱處理均采用氣焊噴嘴圍繞軌頭、軌腰和軌底反復(fù)進(jìn)行加熱，應(yīng)盡可能使軌道全截面加熱均勻，要特別注意軌底的加熱質(zhì)量。消除應(yīng)力熱處理溫度為620℃~650℃，從焊縫中心算起兩側(cè)各為40mm作為消除應(yīng)力熱處理的范圍；消除應(yīng)力熱處理的溫度達(dá)到后，恒溫加熱必須保證在20~30 min以上，用生石灰粉或石棉布包好（利用生石灰粉時(shí)保護(hù)厚度應(yīng)不低于50mm且必須覆蓋全部熱處理區(qū)域），保溫緩冷，直到常溫。
檢查
軌道對(duì)接焊縫表面處理后，待24小時(shí)后對(duì)焊縫接頭進(jìn)行無損探傷檢查（檢查焊縫是否有夾渣裂縫及氣孔未熔合），要求軌道焊縫質(zhì)量達(dá)到二級(jí)要求，圖紙上有特殊要求按圖紙檢查要求為準(zhǔn)。
軌道允許誤差值
(a)軌道對(duì)接的錯(cuò)邊：上、下、左、右面均在0.5mm以內(nèi)
(b)軌道旁彎：焊接后在4mm/10m
(c)軌道彎曲度：上、下方向的彎曲變形在5mm/10m以內(nèi)
第6篇：去除鐵銹的化學(xué)方法范文
隨著我國電力工業(yè)建設(shè)的迅猛發(fā)展，各種類型的大容量火力發(fā)電機(jī)組不斷涌現(xiàn),鍋爐結(jié)構(gòu)及運(yùn)行更加趨于復(fù)雜,不可避免地導(dǎo)致并聯(lián)各管內(nèi)的流量與吸熱量發(fā)生差異。當(dāng)工作在惡劣條件下的承壓受熱部件的工作條件與設(shè)計(jì)工況偏離時(shí),就容易造成鍋爐爆管。
事實(shí)上，當(dāng)爆管發(fā)生時(shí)常采用所謂快速維修的方法，如噴涂或襯墊焊接來修復(fù)，一段時(shí)間后又再爆管。爆管在同一根管子、同一種材料或鍋爐的同一區(qū)域的相同斷面上反復(fù)發(fā)生，這一現(xiàn)象說明鍋爐爆管的根本問題還未被解決。因此，了解過熱器爆管事故的直接原因和根本原因，搞清管子失效的機(jī)理，并提出預(yù)防措施，減少過熱器爆管的發(fā)生是當(dāng)前的首要問題。
1過熱器爆管的直接原因
造成過熱器、再熱器爆管的直接原因有很多，主要可以從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行分析。
1.1設(shè)計(jì)因素
1.熱力計(jì)算結(jié)果與實(shí)際不符
熱力計(jì)算不準(zhǔn)的焦點(diǎn)在于爐膛的傳熱計(jì)算，即如何從理論計(jì)算上較合理的確定爐膛出口煙溫和屏式過熱器的傳熱系數(shù)缺乏經(jīng)驗(yàn)，致使過熱器受熱面的面積布置不夠恰當(dāng)，造成一、二次汽溫偏離設(shè)計(jì)值或受熱面超溫。
2.設(shè)計(jì)時(shí)選用系數(shù)不合理
如華能上安電廠由B&W公司設(shè)計(jì)、制造的“W”型鍋爐，選用了不合理的受熱面系數(shù)，使?fàn)t膛出口煙溫實(shí)測(cè)值比設(shè)計(jì)值高80～100℃；又如富拉爾基發(fā)電總廠2號(hào)爐(HG-670/140-6型)選用的鍋爐高寬比不合理，使?fàn)t膛出口實(shí)測(cè)煙溫高于設(shè)計(jì)值160℃。
3.爐膛選型不當(dāng)
我國大容量鍋爐的早期產(chǎn)品，除計(jì)算方法上存在問題外，缺乏根據(jù)燃料特性選擇爐膛尺寸的可靠依據(jù)，使設(shè)計(jì)出的爐膛不能適應(yīng)煤種多變的運(yùn)行條件。
爐膛結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致過熱器超溫爆管。爐膛高度偏高，引起汽溫偏低。相反，爐膛高度偏低則引起超溫。
4.過熱器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受熱面布置不合理
調(diào)研結(jié)果表明，對(duì)于大容量電站鍋爐，過熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受熱面布置不合理，是導(dǎo)致一、二次汽溫偏離設(shè)計(jì)值或受熱面超溫爆管的主要原因之一。
過熱器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受熱面布置的不合理性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)過熱器管組的進(jìn)出口集箱的引入、引出方式布置不當(dāng)，使蒸汽在集箱中流動(dòng)時(shí)靜壓變化過大而造成較大的流量偏差。
(2)對(duì)于蒸汽由徑向引入進(jìn)口集箱的并聯(lián)管組，因進(jìn)口集箱與引入管的三通處形成局部渦流，使得該渦流區(qū)附近管組的流量較小，從而引起較大的流量偏差。引進(jìn)美國CE公司技術(shù)設(shè)計(jì)的配300MW和600MW機(jī)組的控制循環(huán)鍋爐屏再與末再之間不設(shè)中間混合集箱，屏再的各種偏差被帶到末級(jí)去，導(dǎo)致末級(jí)再熱器產(chǎn)生過大的熱偏差。如寶鋼自備電廠、華能福州和大連電廠配350MW機(jī)組鍋爐，石橫電廠配300MW機(jī)組鍋爐以及平坪電廠配600MW機(jī)組鍋爐再熱器超溫均與此有關(guān)。
(3)因同屏(片)并聯(lián)各管的結(jié)構(gòu)(如管長(zhǎng)、內(nèi)徑、彎頭數(shù))差異，引起各管的阻力系數(shù)相差較大，造成較大的同屏(片)流量偏差、結(jié)構(gòu)偏差和熱偏差，如陡河電廠日立850t/h鍋爐高溫過熱器超溫就是如此。
(4)過熱器或再熱器的前后級(jí)之間沒有布置中間混合聯(lián)箱而直接連接，或者未進(jìn)行左右交叉，這樣使得前后級(jí)的熱偏差相互疊加。
在實(shí)際運(yùn)行過程中，上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置的不合理性往往是幾種方式同時(shí)存在，這樣加劇了受熱面超溫爆管的發(fā)生。
5.壁溫計(jì)算方法不完善，導(dǎo)致材質(zhì)選用不當(dāng)
從原理上講，在對(duì)過熱器和再熱器受熱面作壁溫校核時(shí)，應(yīng)保證偏差管在最危險(xiǎn)點(diǎn)的壁溫也不超過所用材質(zhì)的許用溫度。而在實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于對(duì)各種偏差的綜合影響往往未能充分計(jì)及，導(dǎo)致校核點(diǎn)計(jì)算壁溫比實(shí)際運(yùn)行低，或者校核點(diǎn)的選擇不合理，這樣選用的材質(zhì)就可能難以滿足實(shí)際運(yùn)行的要求，或高等級(jí)鋼材未能充分利用。
6.計(jì)算中沒有充分考慮熱偏差
如淮北電廠5號(hào)爐過熱器在后屏設(shè)計(jì)中沒有將前屏造成的偏差考慮進(jìn)去，影響了管材的正確使用，引起過熱器爆管。
1.2制造工藝、安裝及檢修質(zhì)量
從實(shí)際運(yùn)行狀況來看，由于制造廠工藝問題、現(xiàn)場(chǎng)安裝及電廠檢修質(zhì)量等原因而造成的過熱器和再熱器受熱面超溫爆管與泄漏事故也頗為常見，其主要問題包括以下幾個(gè)方面。
1.焊接質(zhì)量差
如大同電廠6號(hào)爐，在進(jìn)行鍋爐過熱器爆管后的換管補(bǔ)焊時(shí)，管子對(duì)口處發(fā)生錯(cuò)位，使管子焊接后存在較大的殘余應(yīng)力，管壁強(qiáng)度降低，長(zhǎng)期運(yùn)行后又發(fā)生泄漏。
2.聯(lián)箱中間隔板焊接問題
聯(lián)箱中間隔板在裝隔板時(shí)沒有按設(shè)計(jì)要求加以滿焊，引起聯(lián)箱中蒸汽短路，導(dǎo)致部分管子冷卻不良而爆管。
3.聯(lián)箱管座角焊縫問題
據(jù)調(diào)查，由于角焊縫未焊透等質(zhì)量問題引起的泄漏或爆管事故也相當(dāng)普遍。如神頭電廠5號(hào)爐(捷克650t/h亞臨界直流鍋爐)包墻過熱器出口聯(lián)箱至混合聯(lián)箱之間導(dǎo)汽管曾在水壓試驗(yàn)突然斷裂飛脫，主要原因是導(dǎo)汽管與聯(lián)箱連接的管角焊縫存在焊接冷裂紋。
4.異種鋼管的焊接間題
在過熱器和再熱器受熱面中，常采用奧氏體鋼材的零件作為管卡和夾板，也有用奧氏體管作為受熱面以提高安全裕度。奧氏體鋼與珠光體鋼焊接時(shí)，由于膨脹系數(shù)相差懸殊，已發(fā)生過數(shù)次受熱面管子撕裂事故。
此外，一種鋼管焊接時(shí)往往有接頭兩邊壁厚不等的問題，不同壁厚主蒸汽管的焊接接頭損壞事故也多次發(fā)生。一些廠家認(rèn)為，在這種情況下應(yīng)考慮采用短節(jié)，以保證焊接接頭兩側(cè)及其熱影響區(qū)范圍內(nèi)壁厚不變。
5.普通焊口質(zhì)量問題
鍋爐的受熱面絕大多數(shù)是受壓元件，尤其是過熱器和再熱器系統(tǒng)，其管內(nèi)工質(zhì)的溫度和壓力均很高，工作狀況較差，此時(shí)對(duì)于焊口質(zhì)量的要求就尤為嚴(yán)格。但在實(shí)際運(yùn)行中，由于制造廠焊口、安裝焊口和電廠檢修焊口質(zhì)量不合格(如焊口毛刺、砂眼等)而引起的爆管、泄漏事故相當(dāng)普遍，其后果也相當(dāng)嚴(yán)重。
6.管子彎頭橢圓度和管壁減薄問題
GB9222-88水管鍋爐受壓無件強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了彎頭的橢圓度，同時(shí)考慮了彎管減薄所需的附加厚度。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)彎管半徑R>4D的彎頭，彎管橢圓度不大于8%。但實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)往往大于此值，最大達(dá)21%，有相當(dāng)一部分彎頭的橢圓度在9%～12%之間。
另外，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，有不少管子彎頭的減薄量達(dá)23%～28%，小于直管的最小需要壁厚。因此，希望對(duì)彎管工藝加以適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，以降低橢圓度和彎管減薄量，或者增加彎頭的壁厚。
7.異物堵塞管路
鍋爐在長(zhǎng)期運(yùn)行中，銹蝕量較大，但因管徑小，無法徹底清除，管內(nèi)銹蝕物沉積在管子底部水平段或彎頭處，造成過熱而爆管。在過熱器的爆管事故中，由干管內(nèi)存在制造、安裝或檢修遺留物引起的事故也占相當(dāng)?shù)谋壤?。如長(zhǎng)春熱電二廠1號(hào)爐因管路堵塞造成短時(shí)超溫爆管。
8.管材質(zhì)量問題
鋼材質(zhì)量差。管子本身存在分層、夾渣等缺陷，運(yùn)行時(shí)受溫度和應(yīng)力影響缺陷擴(kuò)大而爆管。由于管材本身的質(zhì)量不合格造成的爆破事故不像前述幾個(gè)問題那么普遍，但在運(yùn)行中也確實(shí)存在。
9.錯(cuò)用鋼材
如靖遠(yuǎn)電廠4號(hào)爐的制造、維修過程中，應(yīng)該用合金鋼的高溫過熱器出口聯(lián)箱管座錯(cuò)用碳鋼，使碳鋼管座長(zhǎng)期過熱爆破。為此，在制造廠制造加工和電廠檢修時(shí)應(yīng)注意嚴(yán)格檢查管材的質(zhì)量，加以避免。
10.安裝質(zhì)量問題
如揚(yáng)州發(fā)電廠DG-670/140-8型固態(tài)排渣煤粉爐的包墻過熱器未按照?qǐng)D紙要求施工，使管子排列、固定和膨脹間隙出現(xiàn)問題，從而導(dǎo)致爆管。這類問題在機(jī)組試運(yùn)行期間更為多見。
1.3調(diào)溫裝置設(shè)計(jì)不合理或不能正常工作
為確保鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，除設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)力求準(zhǔn)確外，汽溫調(diào)節(jié)也是很重要的一環(huán)。大容量電站鍋爐的汽溫調(diào)節(jié)方式較多，在實(shí)際運(yùn)行中，由于調(diào)溫裝置原因帶來的問題也較多，據(jù)有關(guān)部門調(diào)查，配200MW機(jī)組的鍋爐80%以上的再熱蒸汽調(diào)溫裝置不能正常使用。
1.減溫水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理
某些鍋爐在噴水減溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，往往用一只噴水調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)一級(jí)噴水的總量，然后將噴水分別左右兩個(gè)回路。這時(shí)，當(dāng)左右側(cè)的燃燒工況或汽溫有較大偏差時(shí)，就無法用調(diào)整左右側(cè)噴水量來平衡兩側(cè)的汽溫。
2.噴水減溫器容量不合適
噴水式減溫器一般設(shè)計(jì)噴水量約為鍋爐額定蒸發(fā)量的3%～5%，但配200MW機(jī)組的鍋爐由于其汽溫偏離設(shè)計(jì)值問題比較突出，許多電廠均發(fā)現(xiàn)噴水減溫器容量不夠。如：邢臺(tái)電廠、沙角A電廠和通遼電廠等都將原減溫水管口放大，以滿足調(diào)溫需要；對(duì)再熱蒸汽，由于大量噴水對(duì)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性影響較大，故設(shè)計(jì)時(shí)再熱蒸汽的微量噴水一般都很小，或不用噴水。然而，在實(shí)際運(yùn)行中，因再熱器超溫，有些電廠不得不用加大噴水量來解決。
3.噴水減溫器調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)性能問題
噴水減溫器的噴水調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能也是影響減溫系統(tǒng)調(diào)溫效果的因素之一。調(diào)研結(jié)果表明，許多國產(chǎn)閥門的調(diào)節(jié)性能比較差，且漏流嚴(yán)重，這在一定程度上影響了機(jī)組的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
4.減溫器發(fā)生故障
如巴陵石化公司動(dòng)力廠5號(hào)爐，將減溫器I級(jí)調(diào)節(jié)閥固定，用II級(jí)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。因起主調(diào)作用的I級(jí)減溫器減溫水投入少，冷卻屏式過熱器、高溫過熱器的效果差，增加過熱器超溫的可能。
5.再熱器調(diào)節(jié)受熱面
所謂再熱器調(diào)節(jié)受熱面是指用改變通過的蒸汽量來改變?cè)贌嵴羝奈鼰崃?，從而達(dá)到調(diào)節(jié)再熱汽溫的一種附加受熱面。蘇制Efl670/140型鍋爐的再熱汽溫的調(diào)節(jié)就是利用這一裝置實(shí)現(xiàn)的。但是由于運(yùn)行時(shí)蒸汽的重量流速低于設(shè)計(jì)值，而鍋爐負(fù)荷則高于設(shè)計(jì)值，因而馬頭電廠5,6號(hào)爐都曾發(fā)生再熱器調(diào)節(jié)受熱面管子過熱超溫事故，后經(jīng)減少調(diào)節(jié)受熱面面積和流通截面積，才解決了過熱問題。
6.擋板調(diào)溫裝置
采用煙氣擋板調(diào)溫裝置的鍋爐再熱蒸汽溫度問題要好于采用汽——汽熱交換器的鍋爐。擋板調(diào)溫可改變煙氣量的分配，較適合純對(duì)流傳熱的再熱蒸汽調(diào)溫，但在煙氣擋板的實(shí)際應(yīng)用中也存在一些問題：
(1)擋板開啟不太靈活，有的電廠出現(xiàn)銹死現(xiàn)象；
(2)再熱器側(cè)和過熱器側(cè)擋板開度較難匹配，擋板的最佳工作點(diǎn)也不易控制，運(yùn)行人員操作不便，往往只要主蒸汽溫度滿足就不再調(diào)節(jié)。有些電廠還反映用調(diào)節(jié)擋板時(shí)，汽溫變化滯后較為嚴(yán)重。
7.煙氣再循環(huán)
煙氣再循環(huán)是將省煤器后溫度為250～350℃的一部分煙氣，通過再循環(huán)風(fēng)機(jī)送入爐膛，改變輻射受熱面與對(duì)流受熱面的吸熱量比例，以調(diào)節(jié)汽溫。
采用這種調(diào)溫方式能夠降低和均勻爐膛出口煙溫，防止對(duì)流過熱器結(jié)渣及減小熱偏差，保護(hù)屏式過熱器及高溫對(duì)流過熱器的安全。一般在鍋爐低負(fù)荷時(shí)，從爐膛下部送入，起調(diào)溫作用；在高負(fù)荷時(shí)，從爐膛上部送入，起保護(hù)高溫對(duì)流受熱面的作用。此外，還可利用煙氣再循環(huán)降低爐膛的熱負(fù)荷，防止管內(nèi)沸騰傳熱惡化的發(fā)生，并能抑制煙氣中NOx的形成，減輕對(duì)大氣的污染。但是，由于這種方式需要增加工作于高煙溫的再循環(huán)風(fēng)機(jī)，要消耗一定的能量，且因目前再循環(huán)風(fēng)機(jī)的防腐和防磨問題遠(yuǎn)未得到解決，因而限制了煙氣再循環(huán)的應(yīng)用。此外，采用煙氣再循環(huán)后，對(duì)爐膛內(nèi)煙氣動(dòng)力場(chǎng)及燃燒的影響究竟如何也有待于進(jìn)一步研究。
因此，從原理上將煙氣再循環(huán)是一種較理想的調(diào)溫手段，對(duì)于大型電站鍋爐的運(yùn)行是十分有利的。但因種種原因，實(shí)際運(yùn)行時(shí)極少有電廠采用。
8.火焰中心的調(diào)節(jié)
改變爐膛火焰中心位置可以增加或減少爐膛受熱面的吸熱量和改變爐膛出口煙氣溫度，因而可以調(diào)節(jié)過熱器汽溫和再熱器汽溫。但要在運(yùn)行中控制爐膛出口煙溫，必須組織好爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，根據(jù)鍋爐負(fù)荷和燃料的變化，合理選擇燃燒器的運(yùn)行方式。按燃燒器形式的不同，改變火焰中心位置的方法一般分為兩類：擺動(dòng)式燃燒器和多層燃燒器。擺動(dòng)式燃燒器多用于四角布置的鍋爐中。在配300MW和600MW機(jī)組的鍋爐中應(yīng)用尤為普遍。試驗(yàn)表明，燃燒器噴嘴傾角的變化對(duì)再熱器溫和過熱器溫都有很大的影響，當(dāng)采用多層燃燒器時(shí)，火焰位置改變可以通過停用一層燃燒器或調(diào)節(jié)上下一、二次風(fēng)的配比來實(shí)現(xiàn)，如停用下排燃燒器可使火焰位置提高。遺憾的是，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)效果不甚理想。
1.4運(yùn)行狀況對(duì)過熱器超溫、爆管的影響
過熱器調(diào)溫裝置的設(shè)計(jì)和布置固然對(duì)于過熱器系統(tǒng)的可靠運(yùn)行起著決定性的作用，但是，鍋爐及其相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況也會(huì)對(duì)此造成很大的影響，而后者又往往受到眾多因素的綜合影響。因此，如何確保鍋爐在理想工況下運(yùn)行是一個(gè)有待深入研究的問題。
1.蒸汽品質(zhì)不良，引起管內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重，導(dǎo)致管壁過熱爆管
如鎮(zhèn)海發(fā)電廠6號(hào)爐(DG-670/140-8)曾因這類問題引起7次爆管。
2.爐內(nèi)燃燒工況
隨著鍋爐容量的增大，爐內(nèi)燃燒及氣流情況對(duì)過熱器和再熱器系統(tǒng)的影響就相應(yīng)增大。如果運(yùn)行中爐內(nèi)煙氣動(dòng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)出現(xiàn)偏斜，則沿爐膛寬度和深度方向的煙溫偏差就會(huì)增加，從而使水平煙道受熱面沿高度和寬度方向以及尾部豎井受熱面沿寬度和深度方向上的煙溫和煙速偏差都相應(yīng)增大；而運(yùn)行中一次風(fēng)率的提高，有可能造成燃燒延遲，爐膛出口煙溫升高。如美國CE公司習(xí)慣采用，也是我國大容量鍋爐中應(yīng)用最廣泛的四角布置切圓燃燒技術(shù)常常出現(xiàn)爐膛出口較大的煙溫或煙速偏差，爐內(nèi)煙氣右旋時(shí)，右側(cè)煙溫高；左旋時(shí)左側(cè)煙溫高。有時(shí)，兩側(cè)的煙溫偏差還相當(dāng)大(石橫電廠6號(hào)1025t/h爐最大時(shí)曾達(dá)250℃)，因而引起較大的汽溫偏差。
3.高壓加熱器投人率低
我國大容量機(jī)組的高壓加熱器投入率普遍較低，有的機(jī)組高加長(zhǎng)期停運(yùn)。對(duì)于200MW機(jī)組，高壓加熱器投與不投影響給水溫度80℃左右。計(jì)算及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，給水溫度每降低1℃，過熱蒸汽溫度上升0.4～0.5℃。因此，高加停運(yùn)時(shí)，汽溫將升高32～40℃。可見給水溫度變化對(duì)蒸汽溫度影響之大。
4.煤種的差異
我國大容量鍋爐絕大部分處于非設(shè)計(jì)煤種下運(yùn)行，主要表現(xiàn)在實(shí)際用煤與設(shè)計(jì)煤種不符、煤種多變和煤質(zhì)下降等。燃燒煤種偏離設(shè)計(jì)煤種，使著火點(diǎn)延遲，火焰中心上移，當(dāng)爐膛高度不足，過熱器就會(huì)過熱爆管。
燃料成分對(duì)汽溫的影響是復(fù)雜的。一般說來，直接影響燃燒穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的主要因素是燃料的低位發(fā)熱量和揮發(fā)份、水分等。此外，灰熔點(diǎn)及煤灰組份與爐膛結(jié)焦和受熱面沾污的關(guān)系極為密切。當(dāng)燃料熱值提高時(shí)，由于理論燃燒溫度和爐膛出口煙溫升高，可能導(dǎo)致爐膛結(jié)焦，過熱器和再熱器超溫。當(dāng)灰份增加時(shí)，會(huì)使燃燒惡化，燃燒過程延遲，火焰溫度下降，一般，燃料中灰份越多，在實(shí)際運(yùn)行中汽溫下降幅度越大。另外，灰份增加，還會(huì)使受熱面磨損和沾污加??；揮發(fā)份增大時(shí)，燃燒過程加快，蒸發(fā)受熱面的吸熱量增加，因而汽溫呈下降趨勢(shì)。當(dāng)水分增加時(shí)，如燃料量不變，則煙溫降低，煙氣體積增加，最終使汽溫上升。據(jù)有關(guān)部門計(jì)算：水分增加1%，過熱器出口蒸汽溫度升高約1℃左右。
5.受熱面沾污
國產(chǎn)大容量鍋爐有的不裝吹灰器(前期產(chǎn)品)，或有吹灰器不能正常投用，往往造成爐膛和過熱器受熱面積灰，特別在燃用高灰份的燃料時(shí)，容易造成爐膛結(jié)焦，使過熱器超溫。對(duì)于汽溫偏低的鍋爐，如過熱器積灰，將使汽溫愈加偏低。因此，吹灰器能否正常投用，對(duì)鍋爐安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有一定影響。
6.磨損與腐蝕
鍋爐燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣中帶有大量灰粒，灰粒隨煙氣沖刷受熱面管子時(shí)，因灰粒的沖擊和切削作用對(duì)受熱面管子產(chǎn)生磨損，在燃用發(fā)熱量低而灰分高的燃料時(shí)更為嚴(yán)重。當(dāng)燃用含有一定量硫、鈉和鉀等化合物的燃料時(shí)，在550～700℃的金屬管壁上還會(huì)發(fā)生高溫腐蝕，當(dāng)火焰沖刷水冷壁時(shí)也會(huì)發(fā)生；此外，當(dāng)煙氣中存在SO2和SO3且受熱面壁溫低于煙氣露點(diǎn)時(shí)會(huì)發(fā)生受熱面低溫腐蝕。在過熱器與再熱器受熱面中易發(fā)生的主要是高溫腐蝕。
受熱面管子磨損程度在同一煙道截面和同一管子圓周都是不同的。對(duì)于過熱器和再熱器系統(tǒng)出現(xiàn)磨損的常常是布置于尾部豎井的低溫受熱面。一般靠近豎井后墻處的蛇行管磨損嚴(yán)重，當(dāng)設(shè)計(jì)煙速過高或由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理存在煙氣走廊時(shí)，易導(dǎo)致局部區(qū)域的受熱面管子的磨損。鍋爐受熱面的高溫腐蝕發(fā)生于煙溫大于700℃的區(qū)域內(nèi)。當(dāng)燃用K,Na,S等成分含量較多的煤時(shí)，灰垢中K2S04和Na2S04；在含有SO2的煙氣中會(huì)與管子表面氧化鐵作用形成堿金屬復(fù)合硫酸鹽K2Fe(S04)及Na5Fe(S04)5，這種復(fù)合硫酸鹽在550～710℃范圍內(nèi)熔化成液態(tài)，具有強(qiáng)烈腐蝕性，在壁溫600～700℃時(shí)腐蝕最嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查，導(dǎo)致受熱面高溫腐蝕的主要原因是爐內(nèi)燃燒不良和煙氣動(dòng)力場(chǎng)不合理，控制管壁溫度是減輕和防止過熱器和再熱器外部腐蝕的主要方法。因而，目前國內(nèi)對(duì)高壓、超高壓和亞臨界壓力機(jī)組，鍋爐過熱蒸汽溫度趨向于定為540℃，在設(shè)計(jì)布置過熱器時(shí)，則盡量避免其蒸汽出口段布置于煙溫過高處。
管間振動(dòng)磨損。如耒陽電廠1號(hào)爐，固定件與過熱器管屏間的連接焊縫燒裂，管屏發(fā)生振動(dòng)，固定件與管屏內(nèi)圈發(fā)生摩擦，使管壁磨損減薄，在內(nèi)壓力的作用下發(fā)生爆管。
管內(nèi)壁積垢、外壁氧化。如洛河電廠2號(hào)爐管內(nèi)壁結(jié)垢0.7mm，使過熱器壁溫升高20～30℃；外壁氧化皮1.0mm，又使管壁減薄，因此爆管頻繁。
7.超期服役
如黃臺(tái)2號(hào)爐過熱器管己運(yùn)行23萬h以上，管材球化、氧化嚴(yán)重，已出現(xiàn)蠕變裂紋，如不及時(shí)更換，遲早會(huì)發(fā)生爆管。
8.運(yùn)行管理
在實(shí)際運(yùn)行中，由于運(yùn)行人員誤操作及檢修時(shí)未按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行或未達(dá)到有關(guān)要求而導(dǎo)致過熱器或再熱器受熱面爆管的事故也時(shí)有發(fā)生。
運(yùn)行調(diào)整不當(dāng)。如渾江發(fā)電廠3號(hào)爐，過熱器使用的材質(zhì)基本都工作在材質(zhì)允許的極限溫度中，在運(yùn)行工況發(fā)生變化時(shí)調(diào)整不當(dāng)，發(fā)生瞬時(shí)超溫爆管。
2過熱器爆管的根本原因及對(duì)策
二十世紀(jì)八十年代初，美國電力研究院經(jīng)過長(zhǎng)期大量研究，把鍋爐爆管機(jī)理分成六大類，共22種。在22種鍋爐爆管機(jī)理中，有7種受到循環(huán)化學(xué)劑的影響，12種受到動(dòng)力裝置維護(hù)行為的影響。我國學(xué)者結(jié)合我國電站鍋爐過熱器爆管事故做了大量研究，把電站鍋爐過熱器爆管歸納為以下九種不同的機(jī)理。
2.1長(zhǎng)期過熱
1.失效機(jī)理
長(zhǎng)期過熱是指管壁溫度長(zhǎng)期處于設(shè)計(jì)溫度以上而低于材料的下臨界溫度，超溫幅度不大但時(shí)間較長(zhǎng)，鍋爐管子發(fā)生碳化物球化，管壁氧化減薄，持久強(qiáng)度下降，蠕變速度加快，使管徑均勻脹粗，最后在管子的最薄弱部位導(dǎo)致脆裂的爆管現(xiàn)象。這樣，管子的使用壽命便短于設(shè)計(jì)使用壽命。超溫程度越高，壽命越短。在正常狀態(tài)下，長(zhǎng)期超溫爆管主要發(fā)生在高溫過熱器的外圈和高溫再熱器的向火面。在不正常運(yùn)行狀態(tài)下，低溫過熱器、低溫再熱器的向火面均可能發(fā)生長(zhǎng)期超溫爆管。長(zhǎng)時(shí)超溫爆管根據(jù)工作應(yīng)力水平可分為三種：高溫蠕變型、應(yīng)力氧化裂紋型、氧化減薄型。
2.產(chǎn)生失效的原因
(1)管內(nèi)汽水流量分配不均；
(2)爐內(nèi)局部熱負(fù)荷偏高；
(3)管子內(nèi)部結(jié)垢；
(4)異物堵塞管子；
(5)錯(cuò)用材料；
(6)最初設(shè)計(jì)不合理。
3.故障位置
(1)高溫蠕變型和應(yīng)力氧化裂紋型主要發(fā)生在高溫過熱器的外圈的向火面；在不正常的情況下，低溫過熱器也可能發(fā)生；
(2)氧化減薄型主要發(fā)生在再熱器中。
4.爆口特征
長(zhǎng)期過熱爆管的破口形貌，具有蠕變斷裂的一般特性。管子破口呈脆性斷口特征。爆口粗糙，邊緣為不平整的鈍邊，爆口處管壁厚度減薄不多。管壁發(fā)生蠕脹，管徑脹粗情況與管子材料有關(guān)，碳鋼管徑脹粗較大。20號(hào)鋼高壓鍋爐低溫過熱器管破裂，最大脹粗值達(dá)管徑的15%，而12CrMoV鋼高溫過熱器管破裂只有管徑5%左右的脹粗。
(1)高溫蠕變型
a.管子的蠕脹量明顯超過金屬監(jiān)督的規(guī)定值，爆口邊緣較鈍；
b.爆口周圍氧化皮有密集的縱向裂紋，內(nèi)外壁氧化皮比短時(shí)超溫爆管厚，超溫程度越低，時(shí)間越長(zhǎng)，則氧化皮越厚和氧化皮的縱向裂紋分布的范圍也越廣；
c.在爆口周圍的較大范圍內(nèi)存在著蠕變空洞和微裂紋；
d.向火側(cè)管子表面已完全球化；
e.彎頭處的組織可能發(fā)生再結(jié)晶；
f.向火側(cè)和背火側(cè)的碳化物球化程度差別較大，一般向火側(cè)的碳化物己完全球化。
(2)應(yīng)力氧化裂紋型
a.管子的蠕脹量接近或低于金屬監(jiān)督的規(guī)定值，爆口邊緣較鈍，呈典型的厚唇狀；
b.靠近爆口的向火側(cè)外壁氧化層上存在著多條縱向裂紋，分布范圍可達(dá)整個(gè)向火側(cè)。內(nèi)外壁氧化皮比短時(shí)超溫爆管時(shí)的氧化皮厚；
c.縱向應(yīng)力氧化裂紋從外壁向內(nèi)壁擴(kuò)展，裂紋尖端可能有少量空洞；
d.向火側(cè)和背火側(cè)均發(fā)生嚴(yán)重球化現(xiàn)象，并且管材的強(qiáng)度和硬度下降；
e.管子內(nèi)壁和外壁的氧化皮發(fā)生分層；
f.燃燒產(chǎn)物中的S、Cl、Mn、Ca等元素在外壁氧化層沉積和富集。
(3)氧化減薄型
a.管子向火側(cè)、背火側(cè)的內(nèi)外壁均產(chǎn)生厚度可達(dá)1.0～1.5mm的氧化皮；
b.管壁嚴(yán)重減薄，僅為原壁厚的1/3～l/8；
c.內(nèi)、外壁氧化皮均分層，為均勻氧化。內(nèi)壁氧化皮的內(nèi)層呈環(huán)狀條紋；
d.向火側(cè)組織己經(jīng)完全球化，背火側(cè)組織球化嚴(yán)重，并且強(qiáng)度和硬度下降；
e.燃燒產(chǎn)物中的S、Cl、Mn、Ca等元素在外壁氧化層沉積和富集，促進(jìn)外壁氧化。
5.防止措施
對(duì)高溫蠕變型可通過改進(jìn)受熱面、使介質(zhì)流量分配合理；改善爐內(nèi)燃燒、防止燃燒中心偏高；進(jìn)行化學(xué)清洗，去除異物、沉積物等方法預(yù)防。對(duì)應(yīng)力氧化裂紋型因管子壽命已接近設(shè)計(jì)壽命，可將損壞的管子予以更換。對(duì)氧化減薄型應(yīng)完善過熱器的保護(hù)措施。
2.2短期過熱
1.失效機(jī)理
短期過熱是指當(dāng)管壁溫度超過材料的下臨界溫度時(shí)，材料強(qiáng)度明顯下降，在內(nèi)壓力作用下，發(fā)生脹粗和爆管現(xiàn)象。
2.產(chǎn)生失效的原因
(1)過熱器管內(nèi)工質(zhì)的流量分配不均勻，在流量較小的管子內(nèi)，工質(zhì)對(duì)管壁的冷卻能力較差，使管壁溫度升高，造成管壁超溫；
(2)爐內(nèi)局部熱負(fù)荷過高(或燃燒中心偏離)，使附近管壁溫度超過設(shè)計(jì)的允許值；
(3)過熱器管子內(nèi)部嚴(yán)重結(jié)垢，造成管壁溫度超溫；
(4)異物堵塞管子，使過熱器管得不到有效的冷卻；
(5)錯(cuò)用鋼材。錯(cuò)用低級(jí)鋼材也會(huì)造成短期過熱，隨著溫度升高，低級(jí)鋼材的許用應(yīng)力迅速降低，強(qiáng)度不足而使管子爆破；
(6)管子內(nèi)壁的氧化垢剝落而使下彎頭處堵塞；
(7)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，投入減溫水不當(dāng)，噴入過量，造成管內(nèi)水塞，從而引起局部過熱；
(8)爐內(nèi)煙氣溫度失常。
3.故障位置
常發(fā)生在過熱器的向火面直接和火焰接觸及直接受輻射熱的受熱面管子上。
4.爆口形狀
(1)爆口塑性變形大，管徑有明顯脹粗，管壁減薄呈刀刃狀；
(2)一般情況下爆口較大，呈喇叭狀；
(3)爆口呈典型的薄唇形爆破；
(4)爆口的微觀為韌窩(斷口由許多凹坑構(gòu)成)；
(5)爆口周圍管子材料的硬度顯著升高；
(6)爆口周圍內(nèi)、外壁氧化皮的厚度，取決于短時(shí)超溫爆管前長(zhǎng)時(shí)超溫的程度，長(zhǎng)時(shí)超溫程度越嚴(yán)重，氧化皮越厚。
5.防止措施
預(yù)防短期過熱的方法有改進(jìn)受熱面，使介質(zhì)流量分配合理；穩(wěn)定運(yùn)行工況，改善爐內(nèi)燃燒，防止燃燒中心偏離;進(jìn)行化學(xué)清洗；去除異物、沉積物；防止錯(cuò)用鋼材：發(fā)現(xiàn)錯(cuò)用及時(shí)采取措施。
2.3磨損
1.失效機(jī)理
包括飛灰磨損、落渣磨損、吹灰磨損和煤粒磨損。以飛灰磨損為例進(jìn)行分析。飛灰磨損是指飛灰中夾帶Si02,Fe03,Al2O3等硬顆粒高速?zèng)_刷管子表面，使管壁減薄爆管。
2.產(chǎn)生失效的原因
(1)燃煤鍋爐飛灰中夾帶硬顆粒；
(2)煙速過高或管子的局部煙氣速度過高(如積灰時(shí)煙氣通道變小，提高了煙氣流動(dòng)速度；
(3)煙氣含灰濃度分布不均，局部灰濃度過高。
3.故障位置
常發(fā)生在過熱器煙氣入口處的彎頭、出列管子和橫向節(jié)距不均勻的管子上。
4.爆口特征
(1)斷口處管壁減薄，呈刀刃狀；
(2)磨損表面平滑，呈灰色；
(3)金相組織不變化，管徑一般不脹粗。
5.防止措施
通常采用減少飛灰撞擊管子的數(shù)量、速度或增加管子的抗磨性來防止飛灰磨損，如：通過加屏等方法改變流動(dòng)方向和速度場(chǎng)；加設(shè)裝爐內(nèi)除塵裝置；杜絕局部煙速過高；在易磨損管子表面加裝防磨蓋板。還應(yīng)選用適于煤種的爐型、改善煤粉細(xì)度、調(diào)整好燃燒、保證燃燒完全。
2.4腐蝕疲勞(或汽側(cè)的氧腐蝕)
1.失效機(jī)理
腐蝕疲勞主要是因?yàn)樗幕瘜W(xué)性質(zhì)所引起的，水中氧含量和pH值是影響腐蝕疲勞的主要因素。管內(nèi)的介質(zhì)由于氧的去極化作用，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在管內(nèi)的鈍化膜破裂處發(fā)生點(diǎn)蝕形成腐蝕介質(zhì)，在腐蝕介質(zhì)和循環(huán)應(yīng)力(包括啟停和振動(dòng)引起的內(nèi)應(yīng)力)的共同作用下造成腐蝕疲勞爆管。
2.產(chǎn)生失效的原因
(1)彎頭的應(yīng)力集中，促使點(diǎn)蝕產(chǎn)生；
(2)彎頭處受到熱沖擊，使彎頭內(nèi)壁中性區(qū)產(chǎn)生疲勞裂紋；
(3)下彎頭在停爐時(shí)積水；
(4)管內(nèi)介質(zhì)中含有少量堿或游離的二氧化碳；
(5)裝置啟動(dòng)及化學(xué)清洗次數(shù)過多。
3.故障位置
常發(fā)生在水側(cè)，然后擴(kuò)展到外表面。過熱器的管彎頭內(nèi)壁產(chǎn)生點(diǎn)狀或坑狀腐蝕，主要在停爐時(shí)產(chǎn)生腐蝕疲勞。
4.爆口特征
(1)在過熱器的管內(nèi)壁產(chǎn)生點(diǎn)狀或坑狀腐蝕，典型的腐蝕形狀為貝殼狀；
(2)運(yùn)行時(shí)腐蝕疲勞的產(chǎn)物為黑色磁性氧化鐵，與金屬結(jié)合牢固;停爐時(shí)，腐蝕疲勞的產(chǎn)物為磚紅色氧化鐵；
(3)點(diǎn)狀和坑狀腐蝕區(qū)的金屬組織不發(fā)生變化；
(4)腐蝕坑沿管軸方向發(fā)展，裂紋是橫斷面開裂，相對(duì)寬而鈍，裂縫處有氧化皮。
5.防止措施
防止氧腐蝕應(yīng)注意停爐保護(hù);新爐起用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行化學(xué)清洗，去除鐵銹和臟物，在內(nèi)壁形成一層均勻的保護(hù)膜；運(yùn)行中使水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)減小PH值或增加鍋爐中氯化物和硫酸鹽的含量。
2.5應(yīng)力腐蝕裂紋
1.失效機(jī)理
這是指在介質(zhì)含氯離子和高溫條件下，由于靜態(tài)拉應(yīng)力或殘余應(yīng)力作用產(chǎn)生的管子破裂現(xiàn)象。
2.產(chǎn)生失效的原因
(1)介質(zhì)中含氯離子、高溫環(huán)境和受高拉應(yīng)力，這是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋的三個(gè)基本條件；
(2)在濕空氣的作用下，也會(huì)造成應(yīng)力腐蝕裂紋；
(3)啟動(dòng)和停爐時(shí)，可能有含氯和氧的水團(tuán)進(jìn)入鋼管；
(4)加工和焊接引起的殘余應(yīng)力引起的熱應(yīng)力。
3.故障位置
常發(fā)生在過熱器的高溫區(qū)管和取樣管。
4.爆口特征
(1)爆口為脆性形貌，一般為穿晶應(yīng)力腐蝕斷口；
(2)爆口上可能會(huì)有腐蝕介質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物；
(3)裂紋具有樹枝狀的分叉特點(diǎn)，裂紋從蝕處產(chǎn)生，裂源較多。
5.防止措施
防止應(yīng)力腐蝕裂紋應(yīng)注意去除管子的殘余應(yīng)力；加強(qiáng)安裝期的保護(hù)，注意停爐時(shí)的防腐；防止凝汽器泄漏，降低蒸汽中的氯離子和氧的含量。
2.6熱疲勞
1.失效機(jī)理
熱疲勞是指爐管因鍋爐啟停引起的熱應(yīng)力、汽膜的反復(fù)出現(xiàn)和消失引起的熱應(yīng)力和由振動(dòng)引起的交變應(yīng)力作用而發(fā)生的疲勞損壞。
2.產(chǎn)生失效的原因
(1)煙氣中的S、Na、V、Cl等物質(zhì)促進(jìn)腐蝕疲勞損壞；
(2)爐膛使用水吹灰，管壁溫度急劇變化，產(chǎn)生熱沖擊；
(3)超溫導(dǎo)致管材的疲勞強(qiáng)度嚴(yán)重下降；
(4)按基本負(fù)荷設(shè)計(jì)的機(jī)組改變?yōu)檎{(diào)峰運(yùn)行。
3.故障位置
常發(fā)生在過熱器高熱流區(qū)域的管子外表面。
4.防止措施
防止熱疲勞產(chǎn)生的措施有改變交變應(yīng)力集中區(qū)域的部件結(jié)構(gòu)；改變運(yùn)行參數(shù)以減少壓力和溫度梯度的變化幅度；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮間歇運(yùn)行造成的熱脹冷縮；避免運(yùn)行時(shí)機(jī)械振動(dòng)；調(diào)整管屏間的流量分配，減少熱偏差和相鄰管壁的溫度；適當(dāng)提高吹灰介質(zhì)的溫度，降低熱沖擊。
V2O5和Na2S04等低熔點(diǎn)化合物破壞管子外表面的氧化保護(hù)層，與金屬部件相互作用，在界面上生成新的松散結(jié)構(gòu)的氧化物，使管壁減薄，導(dǎo)致爆管。
2.產(chǎn)生失效的原因
(1)燃料中含有V、Na和S等低熔點(diǎn)化合物；
(2)局部煙溫過高，腐蝕性的低熔點(diǎn)化合物粘附在金屬表面，導(dǎo)致高溫腐蝕；
(3)腐蝕區(qū)內(nèi)的覆蓋物、煙氣中的還原性氣體和煙氣的直接沖刷，將促進(jìn)高溫腐蝕的產(chǎn)生。
3.故障位置
高溫腐蝕常發(fā)生在過熱器及吊掛和定位零件的向火側(cè)外表面。
4爆口特征
(l)裂紋萌生于管子外壁，斷口為脆性厚唇式；
(2)沿縱向開裂，在相當(dāng)于時(shí)鐘面10點(diǎn)和2點(diǎn)處有淺溝槽腐蝕坑，呈鼠啃狀；
(3)外壁有明顯減薄，但不均勻，無明顯脹粗；
(4)外壁有氧化垢，呈鱷魚皮花樣，垢中含黃色、白色、褐色產(chǎn)物，垢較疏松，為熔融狀沉積物，最內(nèi)層氧化物為硬而脆的黑灰色。
5.防止措施
防止高溫腐蝕的方法有控制局部煙溫，防止低熔點(diǎn)腐蝕性化合物貼附在金屬表面上；使煙氣流程合理，盡量減少熱偏差；在燃煤鍋爐中加入CaSO4和MgSO4等附加劑；易發(fā)生高溫腐蝕的區(qū)域采用表面防護(hù)層或設(shè)置擋板;除去管子表面的附著物。
2.8異種金屬焊接
1.失效機(jī)理及原因
焊接接頭處因兩種金屬的蠕變強(qiáng)度不匹配，以及焊縫界面附近的碳近移，使異種金屬焊接界面斷裂失效。其中，兩種金屬的蠕變強(qiáng)度相差極大是異種金屬焊接早期失效的主要原因。
2.故障位置
常發(fā)生在過熱器出口兩種金屬的焊接接頭處，當(dāng)焊縫的蠕變強(qiáng)度相當(dāng)于其中一種金屬的蠕變強(qiáng)度時(shí)，斷裂發(fā)生在另一種金屬的焊縫界面上。
3.防止措施
穩(wěn)定運(yùn)行是減少異種金屬焊接失效最關(guān)鍵的因素；當(dāng)兩種金屬焊接時(shí)，在其中加入具有中間蠕變強(qiáng)度的過渡段，使焊縫界面兩側(cè)蠕變強(qiáng)度差值明顯減少；在過渡段的兩側(cè)選用性質(zhì)不同的焊條，使其分別與兩種金屬的性質(zhì)相匹配。
2.9質(zhì)量控制失誤
質(zhì)量控制失誤是指在制造、安裝、運(yùn)行中由于外界失誤的因素所造成的損壞。質(zhì)量控制失誤的原因有：維修損傷；化學(xué)清理損傷；管材缺陷(管材金屬不合格或錯(cuò)用管材)；焊接缺陷等。加強(qiáng)電廠運(yùn)行、檢修及各種制度的管理是防止質(zhì)量控制失誤出現(xiàn)的有效手段。
3結(jié)論
造成大型電站鍋爐過熱器爆管的原因很多，只有對(duì)過熱器爆管的直接原因和根本原因進(jìn)行綜合分析，才能從根本上解決鍋爐爆管問題，有效地防止鍋爐過熱器爆管事故的發(fā)生。
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