โหมดความล้มเหลวของท่อหม้อไอน้ำและการวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริง

เหตุใดการวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริงจึงมีความสำคัญมากกว่าการซ่อมแซม

ท่อหม้อน้ำที่ระเบิดมักจะถูกเปลี่ยนใหม่ภายในไม่กี่ชั่วโมง แต่หากไม่ได้ระบุกลไกความเสียหาย ความขัดข้องจะกลับมาเหมือนเดิมในท่อข้างเคียง การวิเคราะห์สาเหตุหลักถือว่าท่อที่ล้มเหลวเป็นหลักฐาน: ลักษณะการแตกหัก การสะสมตัวภายใน ความหนาของสเกลออกไซด์ และบันทึกเคมีของน้ำร่วมกันระบุว่าท่อมีความร้อนสูงเกินไป สึกกร่อน เกิดความล้า หรือต่ำกว่าผนังขั้นต่ำที่กำหนดโดย ASME BPVC ส่วนที่ 1 หรือไม่

ความล้มเหลวจะถูกจัดกลุ่มอย่างกว้างๆ เป็นกลไกระยะสั้นซึ่งออกฤทธิ์ภายในไม่กี่นาทีหรือชั่วโมง และกลไกระยะยาวซึ่งออกฤทธิ์ในชั่วโมงทำงานหลายพันชั่วโมงที่อุณหภูมิ

ความร้อนสูงเกินไปในระยะสั้นและการคืบคลานระยะยาว

ความร้อนสูงเกินไปในระยะสั้นทำให้เกิดการแตกอย่างกะทันหันโดยมีปากบาง ปากปลา สะเก็ดภายในน้อยหรือไม่มีเลย และผนังใสบางลงเมื่อระเบิด มีสาเหตุมาจากการไหลที่จำกัด ระดับน้ำต่ำ ท่ออุดตัน หรือความล้มเหลวในการควบคุมที่ทำให้อุณหภูมิของโลหะเกินช่วงวิกฤต เนื่องจากโลหะมีการใช้งานเกินช่วงการเปลี่ยนแปลง โลหะวิทยาจึงแสดงโครงสร้างจุลภาคที่เปลี่ยนแปลงใกล้กับความล้มเหลว ซึ่งทำให้แตกต่างจากการคืบ

ความร้อนสูงเกินไปในระยะยาวจะทำหน้าที่ช้า ภายใต้ความเครียดคงที่ที่อุณหภูมิโลหะสูงขึ้น ท่อ ASTM A213 T11, T22 และ T91 จะสะสมความเสียหายจากการคืบซึ่งปรากฏเป็นการแตกร้าวตามยาว ออกไซด์ด้านไอน้ำหนา และการเติบโตของเส้นผ่านศูนย์กลางที่วัดได้ การประเมินการคืบคลานนั้นทำขึ้นโดยเทียบกับข้อมูลการแตกของความเค้นใน ASME BPVC ส่วนที่ II ส่วน D สำหรับอุณหภูมิโลหะที่ออกแบบ และสัญญาณเตือนในทางปฏิบัติคือการเพิ่มสเกลออกไซด์และเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อที่เพิ่มขึ้นซึ่งวัดที่ตำแหน่งเดียวกันในแต่ละจุดไฟดับ

กลไกการกัดกร่อนและความเสียหายจากน้ำ

ความเสียหายของไฮโดรเจน:การแตกหักแบบเปราะและมีการเสียรูปเล็กน้อย มักอยู่ติดกับรอยเชื่อมหรือส่วนโค้ง การสะสมตัวและค่า pH ต่ำจะสร้างปฏิกิริยาการกัดกร่อนที่ปล่อยไฮโดรเจนเข้าไปในเหล็ก ทำให้เกิดการแตกร้าวตามขอบเกรนที่ยืนยันได้ด้วยการถ่ายภาพทางโลหะวิทยา

การเซาะร่องที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและเป็นกรด:การทำให้ผอมบางเฉพาะจุดใต้สิ่งสะสมที่มีรูพรุน ซึ่งเคมีของน้ำในหม้อต้มเข้มข้น แสดงรูปทรงที่เรียบและเซาะร่องที่ด้านน้ำของผนังท่อที่หันหน้าเข้าหาไฟ

การกัดกร่อนแบบเร่งการไหล:ผนังทั่วไปบางที่มีพื้นผิวสแกลลอป ปราศจากออกไซด์ ข้อต่อปลายน้ำที่รุนแรงที่สุด ในพื้นที่ประหยัดและแรงดันต่ำ และที่ความเร็วการไหลและอุณหภูมิรวมกัน

การกัดกร่อนข้างไฟ:การสูญเสียบนพื้นผิวด้านนอกที่ขับเคลื่อนโดยเถ้าเชื้อเพลิงและก๊าซไอเสีย ขึ้นอยู่กับเคมีของถ่านหินหรือน้ำมัน อุณหภูมิของก๊าซ และบรรยากาศรีดิวซ์ใกล้กับหัวเผา

ความเหนื่อยล้า การสั่นสะเทือน และความล้มเหลวจากการเชื่อม

ความล้าจากความร้อนจะปรากฏเป็นการแตกร้าวตามเส้นรอบวง ณ ตำแหน่งที่มีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เช่น จุดสเปรย์ดีซุปเปอร์ฮีตเตอร์ และการยึดติดส่วนหัว และเป็นผลมาจากความเครียดจากความร้อนแบบวนรอบ ความเหนื่อยล้าจากการสั่นสะเทือนทำให้เกิดการแตกร้าวที่ส่วนรองรับ บัคสเตย์ และจุดเชื่อมต่อที่ท่อสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมมักจะเป็นปัญหาในการผลิตหรือการบำบัดความร้อน และได้รับการประเมินตามขั้นตอนที่ผ่านการรับรอง ASME BPVC มาตรา IX และข้อกำหนดการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อมของ ASME BPVC มาตรา 1 เนื่องจากการบำบัดความร้อนที่ขาดหายไปหรือไม่ถูกต้องทำให้เกิดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนที่แข็งและแตกได้ง่าย

การสร้างการสืบสวนความล้มเหลว

ลำดับการตรวจสอบที่ทำซ้ำได้มีค่ามากกว่าเทคนิคการตรวจสอบใดๆ เพียงอย่างเดียว:

บันทึกตำแหน่งความล้มเหลว การวางแนว และตำแหน่งที่สัมพันธ์กับหัวเผา เครื่องเป่าลมเขม่า และชิ้นส่วนเชื่อม

วัดความหนาของผนังรอบๆ ส่วนที่เสียหาย และถ่ายภาพพื้นผิวที่แตกหักก่อนทำความสะอาดใดๆ

รวบรวมคราบสะสมภายในและสเกลออกไซด์สำหรับการวัดองค์ประกอบและความหนา

ตัดตัวอย่างสำหรับงานโลหะวิทยา โดยรักษาพื้นผิวที่แตกหักให้คงเดิม และตรวจสอบโซนที่ได้รับความร้อนจากรอยเชื่อมที่อยู่ติดกัน

ตรวจสอบหลักฐานเทียบกับเคมีของน้ำ อุณหภูมิในการทำงาน และบันทึกการไหลในช่วงหลายชั่วโมงก่อนเกิดความล้มเหลว

ตรวจสอบเงื่อนไขการออกแบบโดยเทียบกับ ASME BPVC ส่วนที่ 1 อีกครั้ง เนื่องจากการแตกร้าวและการคืบตามเส้นรอบวงต้องใช้ความหนาขั้นต่ำที่คำนวณไว้เป็นจุดอ้างอิง

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: สาเหตุส่วนใหญ่ของความล้มเหลวของท่อหม้อน้ำคืออะไร?
ความร้อนสูงเกินไปในรูปแบบระยะสั้นและระยะยาว ตามมาด้วยกลไกการกัดกร่อนริมน้ำและการกัดกร่อนแบบเร่งการไหล สิ่งเหล่านี้เป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวของชิ้นส่วนแรงดันในหม้อต้มน้ำไฟฟ้าส่วนใหญ่

ถาม: ความร้อนสูงเกินไปในระยะสั้นแตกต่างจากความเสียหายจากการคืบอย่างไร
ความร้อนสูงเกินไปในระยะสั้นทำให้เกิดการแตกของริมฝีปากบางโดยมีสเกลเล็กน้อยและโครงสร้างจุลภาคที่ได้รับการเปลี่ยนแปลง ความเสียหายจากการคืบแสดงให้เห็นออกไซด์ด้านไอน้ำหนา การเติบโตตามเส้นผ่าศูนย์ และการแตกร้าวที่เป็นไปตามทิศทางความเค้น

ถาม: ความเสียหายจากไฮโดรเจนมีลักษณะอย่างไร
โดยมีลักษณะเป็นการแตกหักที่มีผนังหนาเปราะ โดยแทบไม่มีการเสียรูปพลาสติกและการแตกร้าวตามขอบเกรนในการตรวจสอบทางโลหะวิทยา ซึ่งโดยปกติจะเกี่ยวข้องกับการสะสมของคราบสะสมและเคมีของน้ำที่ก่อให้เกิดกรด

ถาม: มาตรฐานใดกำหนดผนังท่อขั้นต่ำที่ยอมรับได้
ASME BPVC ส่วนที่ 1 โดยใช้ค่าความเค้นที่อนุญาตซึ่งเผยแพร่ใน ASME BPVC ส่วนที่ 2 ส่วน D สำหรับอุณหภูมิโลหะการออกแบบและข้อกำหนดเฉพาะของท่อที่เกี่ยวข้อง

ถาม: ความล้มเหลวซ้ำๆ ในตำแหน่งเดิมสามารถแก้ไขได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนธนาคารหรือไม่
บางครั้ง แต่หลังจากระบุกลไกแล้วเท่านั้น หากสาเหตุเกิดจากการจำกัดการไหล ความไม่สมดุลของหัวเผา หรือการเบี่ยงเบนทางเคมี การเปลี่ยนท่อจะรีเซ็ตนาฬิกาที่เสียหายแบบเดิม