1、概況
    該130T/H鍋爐為武漢鍋爐廠1987年8月制造出廠，1989年10月安裝完畢，投入生產累計運行9萬小時。設計出口壓力為3.82Mpa，設計出口溫度為450℃，在對該爐內部檢驗時發現：該爐高溫過熱器出口集箱的六根導氣管均有明顯脹粗并表面布滿細小裂紋。
2、檢驗內容及結果
    2.1宏觀檢驗
    脹粗的6根導氣管位于高溫過熱器聯箱，材質為20#，規格為133*6。該6根導氣管在高溫過熱器聯箱管接頭焊縫以上均發生明顯脹粗，其中最大脹粗10.67%，并且表面布滿微小裂紋。
2.2化學成份分析
    截取導氣管脹粗最嚴重的部位在專業實驗室進行化學成份分析，分析結果列于表2-2。
    分析結果表明導氣管的化學成份符合GB3087-YB(T)33標準的要求。
2.3金相分析
   對在現場及在專業實驗室對脹粗嚴重的部位取樣進行分析，其組織為鐵素體十碳化物+石墨。珠光體形態已消失，鐵素體晶界及晶內的碳化物明顯長大，按DL/T674-1999（火電廠用20#珠光體球化評級標準）評定，珠光體球化程度為5級。部分炭化物分解形成石墨，石墨球較大，比較分散，石墨化比較明顯。按DL438-2000評定，石墨化程度為2級。
    2.4力學性能分析
    對脹粗嚴重部位實物進行力學性能分析，蠕脹脹粗部位其抗拉強度大幅下降，這也證明了導氣管組織發生明顯的珠光體球化和石墨化。
3、分析討論
    3.1珠光體球化。20#鋼管為珠光體鋼，這種鋼的正常組織是由珠光體晶粒與鐵素體晶粒組成，珠光體晶粒中的鐵素體及滲碳體是呈薄片狀相互間夾。片狀物表面能遠比球狀物的表面能大，根據熱力學第二定律：具有較大能量的狀態有自行向能量小的狀態轉變的趨勢，所以可以認為片狀珠光體是一種不穩定的組織，其中滲碳體有自行轉變成球狀并聚集成大球的趨勢。可見溫度對珠光體球化影響極大，如果溫度提高幾十度，球化時間減少到只有原來的幾百分之一。
    3.2石墨化。石墨化是低碳鋼長期在高溫條件下發生的一種使脆性急劇增大的危險組織結構變化，是滲碳體在高溫長期作用下的自行分解的一種現象，也稱析磨現象，Fe3C一3Fe+C(石墨)。石墨化現象只出現在高溫下，對于碳鋼約在450℃以上。該爐導氣管珠光體已完全球化，并伴有明顯的石墨化現象，證明該爐存在長期超溫運行。
    3.3珠光體球化對金屬材料性能的影響。珠光體球化對材料性能的影響主要表現在對室溫機械性能和高溫機械性能的變化上。珠光體球化會使材料的室溫強度降低約20%～30%。
    珠光體球化對高溫機械性能的影響。珠光體球化會使材料的蠕變極限和持久強度明顯下降。嚴重球化對0.5M。高溫強度的影響為482℃蠕變極限降低46%，持久強度降低52%。由此可見，珠光體球化對材料的高溫強度影響是很大的，它加速了高溫承壓元件使用過程中的蠕變速度。
    3.4導氣管脹粗機理。
    綜上所述，該爐導氣管發生嚴重脹粗并且表面有蠕變裂紋為長期超溫運行所致。對該爐運行記錄及主要測溫裝置檢查發現，該爐主蒸汽溫度測量儀表及控溫裝置長期失靈，致使主蒸汽導氣管長期超溫運行。該爐高溫過熱器6根導氣管脹粗嚴重并表面有大量蠕變裂紋，所以應及時更換脹粗導氣管并立即恢復主蒸汽測溫報警裝置。雖然主蒸汽導管沒有過熱器管工作環境惡劣，但導氣管在鍋爐外，一旦發生事故，后果不堪設想。因此同一牌號金屬材料用于蒸汽管道時所允許的最高溫度比用于過熱器管的最高使用溫度低30～50℃，因此該爐導氣管應選用更高級別的合金鋼管。
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