引言
从电站的运行经验来看，造成电站非计划停机的主要原因是四管泄漏，超过事故总数的一半以上。四管泄漏严重威胁机组安全，造成资源的浪费，历来被电厂所重视。作为锅炉的关键部件，水冷壁管一旦发生失效，将会严重威胁锅炉运行安全，国内外已经开展了较为深入的研究，水冷壁管的泄漏形式主要有烟气侧腐蚀和水汽侧腐蚀2种，腐蚀发生后会随着时间的增长而扩大，假如放任腐蚀继续发展，就会造成水冷壁管失效。
1、泄露原因分析过程
首先，技术人员使用光谱仪对锅炉的化学成分进行了科学和详细的分析，同时考虑到锅炉中的不同化学成分。他们还拍摄了管道泄漏的照片，并在宏观一级进行了详细观察。技术人员清楚地发现，有缺陷的管子有垂直和穿透的裂缝，经过详细研究，发现裂缝处有皮肤氧化物和褐色氧化物。随后，技术人员从锅炉中清除了沉积物，发现管子壁上有不同形状的坑，管子壁变薄，其位置与裂缝相同，管子内壁大部分已经有斑点。再一次，使用金属显微镜观察和测量，用240 ~ 3000水玻璃纸完全去除管壁表面物质，用无水乙醇和蒸馏水清洗处置位置，然后再次使用硝化酒精。当时，技术人员使用MEF-4型金属显微镜观察管的结构。最后，技术人员发现裂纹长度为80mm，主要分布在弯头位置，管有致密现象，但氧化位置不连续。
2、管内壁结垢对水冷壁管泄露的影响
现有锅炉的供水需要化学处理，通常通过CWT或AWT，不能有效去除盐水中的盐。另外，由于水质和水质标准不够严格，化学处理后的水在处理前就被污染了。此外，在运行过程中，随着水在冷壁管中的循环和蒸发，杂质浓度也显著增加。如果加药不及时，可能会引起一系列不合适的问题，如故障排除，可能会导致水杂质在锅炉冷壁管内不断凝结，最后在冷壁上形成水渍。当水量比较严重时，当冷壁管内壁比较均匀时，其传热阻力会随着管壁的重力而增大，管壁温度会均匀上升，这不仅加速了冷壁管的流动，还会导致冷壁管的增厚。另外，冷水管内壁沉积后，在这个位置，管壁金属温度会逐渐升高，使水冷壁下的炉水浓度不断上升，水质受到严重影响。管壁的保护膜会溶解在锅炉水中，管壁的金属表面一旦接触到锅炉水就会腐蚀。当管壁腐蚀到一定程度时，会受到局部应力的影响，发生鼓包、爆炸等事故。
3、电站锅炉水冷壁管泄漏处理措施
通过结合泄漏管段的分析数据，技术人员可以控制导致泄漏的影响因素，利用加热炉停机的可能性去除腐蚀产物和水污染，并为锅炉安全提供很大保证。同时，技术人员还检查鼓风机周围的管是否存在热疲劳。如果出现疲劳裂纹，维修人员应立即更换，应根据其他管道的疲劳情况选择分批更换。应当指出的是，焊接质量也需要不断提高，以减少焊接工作对管道壁的影响，从而有效地保证汽水循环。技术人员还应注意装配时的检查，严格控制最基本的配件，以有效降低泄漏事故的可能性。技术人员还应根据电厂锅炉运行标准，以长远眼光对窑水进行化学监测，科学控制炉水的HP价值，提高炉水和蒸汽的质量，减少渗漏。
3.1对管子的维氏硬度与焊缝位置进行检测
由于第二十三条和第二十四条管道在更换后再次泄漏，技术人员故意测量管道的螺钉硬度，并注意焊缝位置。通过检测底座、焊缝和热区的硬度，结合相关标准，发射管道尺寸的硬度目前没有异常，但在外焊缝位置发现了问题。经焊接热影响处理，结合显微组织分析，发现铁体和珍珠体具有1级球体，冷水冷壁管内壁存在腐蚀条件，热量过大。
3.2做好锅炉用水炉内水处理和化学监督工作
为了改善锅炉的运行周期，发电厂必须严格按照规定标准对锅炉的水进行化学监测和处理，查明炉内的水质，如果发现炉内的水不符合规定标准，则采取措施此外，操作人员应定期检查冷水壁管内壁的实际情况，如果检查结果超过规定标准，应及时采取措施处理，做好清理工作，确保冷水壁管正常运行不受影响同时，操作人员还必须采用最佳的炉内水处理方法，以降低炉管泄漏的可能性。
4、结果与讨论
水冷壁管内的氧化铁垢层大大提高了其热阻，使热量无法及时扩散至水中，受到持续高温的作用，并且螺纹与水垢还减弱了管内水的流通，使水内的介质大量沉积，高浓度的介质导致水冷壁管发生电化学腐蚀。在长期的运行过程中，电化学腐蚀的程度逐渐增加，在上文的实验中发现，水冷壁管向火侧蚀坑数量多、深度大，腐蚀现象明显高于背火侧，对其原因进行分析可知：水冷壁管的向火侧与背火侧温差较大，温度高的一侧炉水浓缩的速度更快、浓度更大，温度低的一侧炉水浓缩的速度慢、浓度低，这时就会发生浓差电池反应，温度高的一侧是阳极，阳极反应导致金属的腐蚀速度大大加快。向火侧的温度更高，局部炉水电导率变大，腐蚀速度随着电流变大而加快，就形成了比背火侧更加严重的腐蚀现象。由于向火侧与背火侧温差较大，还会引起电化学反应，背火侧是阴极，触发了阴极金属电化学保护作用，降低了腐蚀速度。在显微组织试验中显示向火侧蚀坑数量多、深度大，呈现出穿晶形式的扩展裂纹，裂纹深度几个毫米，而背火侧虽然存在一定数量的蚀坑，但明显少于向火侧，且无明显扩展。如图10所示，沿着向火侧裂纹掰开水冷壁管观察其断口，可见裂纹的起点为内壁蚀坑，且呈放射状扩展，显示了明显的疲劳断裂形貌，这是因为向火侧的水冷壁管长期处于交变热应力的作用下，由蚀坑开始发生了疲劳裂纹。在长期的运行中，受热疲劳载荷反复作用，裂纹逐渐扩展，最终贯穿水冷壁，形成了外壁横向裂纹。此外，裂纹表面还附着垢层，受到氧化腐蚀的作用，在交变载荷与氧化腐蚀的双重作用下，疲劳裂纹附近的介质不断沉积，形成了恶性循环，导致裂纹的速度逐渐增加，在近期出现多起水冷壁管泄漏事故。随着我国能源格局的不断优化，调峰电源的需求量增大，火电机组调风适应能力强，已成为调峰电源的主力，致使机组需要经常启停，负载的升降也成为常态。这种变化会引起水冷壁管所受的温度波动增大，对水冷壁管造成一定的冲击，受到交变应力的作用，长期处于这种状态下，水冷壁管的向火侧容易产生疲劳裂纹，向火侧还受到电化学腐蚀的作用，因此，向火侧的腐蚀和裂纹情况要比背火侧严重许多，致使向火侧经常发生泄漏。
结束语
由于影响锅炉冷壁管泄漏的原因很多，锅炉运行条件非常复杂和全面，技术人员需要根据具体原因对泄漏进行多角度分析，以避免再次出现管道泄漏问题在实践中，技术人员吸取了许多经验教训，在科学分析中优化和实施了各种预防措施，努力确保锅炉的长期稳定运行，并大大提高了安全水平。
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