锅炉水冷壁产生泄漏的原因除设计、制造、安装的原因外，主要由磨损、腐蚀和膨胀不畅三个方面的问题引起。此外，还有急冷，水循环不良等引起的漏泄。某公司动力一厂一台燃煤锅炉的水冷壁管于2013年3月发生泄漏，通过对水冷壁管泄漏部位进行宏观、微观及结构等方面的综合分析，认为水冷壁管泄漏是由于氧腐蚀所致，并提出了相关建议。

某公司动力一厂动力一车间5#锅炉于1993年6月制造，1994年8月投入使用，累积运行58367小时。水冷壁管材质为20#钢；规格为Φ60mm×3mm；设计压力3.82MPa，实际最高操作压力3.5Mpa；设计温度450℃，实际最高操作温度430℃，管内介质为脱氧水。

2013年3月初5#锅炉一根水冷壁管发生泄漏，泄漏水冷壁管位于锅炉人孔对面管排中部，泄漏处位于炉膛底部，泄漏处以圆孔形式泄漏，为查明该水冷壁管失效原因，做以下综合分析：

一、宏观检验

送检试样为一段带圆孔的水冷壁管残片，圆孔呈喇叭状，圆孔由内表面向外表面凸起，圆孔周围减薄明显。用肉眼观察水冷壁管外表面，发现水冷壁管外表面被一层红褐色腐蚀产物所覆盖，圆孔周围存在较多凹坑，见图1。用肉眼观察水冷壁管内表面，发现水冷壁管内表面大部分呈黑灰色，其余部位也覆盖了一层红黑色腐蚀产物，内表面呈现较多凹凸不平的麻坑。

二、扫描电镜及能谱分析

将水冷壁管泄漏部位制成扫描电镜试样，经多次超声波清洗后，将试样装入扫描电子显微镜内进行高倍观察。水冷壁管外表面泄漏处存在明显塑性变形。泄漏点附近覆盖大量泥滩状腐蚀产物，形貌见图2。继续对腐蚀产物放大观察，发现腐蚀产物表面存在大量大小不一的凹坑。对水冷壁管内表面进行观察，发现水冷壁管泄漏处由管内向管外逐步发展，形态为孔蚀形成的蚀坑。另外内表面泄漏处周围还存在许多大小不一、深浅不一的腐蚀坑，内表面腐蚀产物已产生龟裂。

对表面腐蚀产物进行能谱分析，发现腐蚀产物主要为铁的氧化物，另外还含有少量的Ca、P元素，分析结果见图3。

三、微观检验

将泄漏水冷壁管采用机械加工的方法制成微观金相试块，经过粗磨、多次细磨及抛光后制成微观金相试样，未腐蚀前上金相显微镜观察，未见超标冶金缺陷。

金相试样经4%硝酸酒精浸蚀后上金相显微镜观察，显微组织为：魏氏组织铁素体+珠光体，见图4。

四、讨论

通过以上对泄漏水冷壁管的分析，尤其是水冷壁管内表面腐蚀产物含有较多的氧元素可以看出该水冷壁管的腐蚀主要是由于氧腐蚀所致。

氧腐蚀在锅炉中大多是起阴极去极化作用，属于吸氧腐蚀，它是锅炉系统中最常见、较严重的腐蚀。锅炉由于给水循环量较大，溶解氧带人锅内的机会多，所以这种锅炉产生的氧腐蚀要其它容器严重得多。锅炉金属的腐蚀速度，一般随温度的升高而加快。这是因为温度升高时，各种物质在水中的扩散速度加快和锅水的电阻值降低了。这些都会加速电化学腐蚀的电极过程，而使金属腐蚀速度加快。Ca、P等元素在管内表面的沉积也会改变锅炉水的PH值，加快腐蚀速率。

另外，该水冷壁管组织为：魏氏组织铁素体+珠光体。高压锅炉用20#钢无缝钢管的显微组织应为铁素体+珠光体，而不允许存在魏氏体组织。魏氏组织是先共析相的一种特殊形态，对于亚共析钢来说，是指从晶界向晶内生长形成的一系列具有一定取向的片（或针）状铁素体，通常称为魏氏铁素体，魏氏铁素体从单个的形态来看，虽呈片（或针）状。魏氏组织、及与其相伴的晶粒粗大对钢材的塑性有很大的不利影响。

五、结论

综合以上分析认为，该水冷壁管是由于内壁发生氧腐蚀，致使整个管壁减薄，最终在减薄最严重处产生圆孔泄漏。一是锅炉水中氧元素偏高是水冷壁管产生腐蚀，并最终导致泄漏的主要原因；二是水冷壁管金相组织中的魏氏组织铁素体会降低水冷壁管的机械性能。

为防止水冷壁管的垢下腐蚀，首要的任务是加强化学监督提高给水品质。尽量减少给水中的铜、铁含量，降低给水的碳酸盐碱度，减少炉水中游离的氢氧化钠。为此，必须防止凝汽器漏泄。此外，还必须保持锅炉良好运行方式，保证连续排污、定期排污的正常运行，控制炉膛局部热负荷不要过高，过于新投运和运行一段时间后的锅炉，应按规定进行化学清洗等。

六、建议

a.严格控制锅炉水中氧含量及其它杂质元素的含量；b.对水冷壁管进行金相检验，存在魏氏组织铁素体的水冷壁管不建议使用；c.在停车检修期间对水冷壁管进行测厚检验，对产生减薄的水冷壁管及时进行更换；d.该锅炉已投入运行近18年，而累积运行时间只有58376小时，说明停炉时间较长，在停炉不用时应做好对水冷壁管得保养工作。