余熱鍋爐一級過熱器管規格φ38×4mm，材料20g，兩列共62排，設計入口煙溫836℃，管內介質溫度406℃，壓力4.48MPa，介質與煙氣逆向換熱，布置在水平煙道一次鍋爐內部檢驗時，發現過熱器管普遍脹粗（能測管徑為39～39.6mm），里面蠕變脹粗率為2.63%～4.2%，使用單位將進出口集箱和一級過熱器管更換，管子規格為φ38×4mm，材料為15CrMo，投入運行后，2003年3月，一級過熱器發生爆管。
過熱器管從更換后至爆管，累計運行4500h一、損壞情況 1．一級過熱器西起第5排、南數第1根管爆破，爆口中心線距下彎管底部510mm宏觀檢查發現南數第1根、第2根管表面有黑褐色高溫燃油氣熱風爐氧化層，個別氧化層脫落，管徑有明顯脹粗，南數第1根管爆破后，因爆管噴出的蒸汽反作用力，使其向北位移70～100mm。
南數第3根一第6根管（入口管），管子表面呈棕紅色，并附有灰白色灰垢，管徑無脹粗現象 2．破口寬90mm、長95mm，撕裂長度分別為107mm和38mm（脫落），破口的斷裂面粗糙且不平整，破口附近有很多縱向蠕脹裂紋，裂紋平行于破口，起爆點管子壁厚2.2mm，破口表面氧化層厚0.66mm，外表面氧化層厚0.4mm。
3．使用XLTRO型內窺鏡對西起第5排入口管、南數第2根管和第1個彎管內壁進行檢查，內壁均有均勻的氧化層 4．使用XH-50燃油氣熱風爐0型金相顯微鏡對6個部位進行檢驗，檢驗結果：爆口處為輕度球化，即球化3級，金相組織為珠光體加鐵素體加少量碳化物。
爆口處的背火面金相組織為珠光體加鐵素體，存在傾向性球化，即球化2級起爆點向下l00mm處的向火面金相組織為珠光體加鐵素體，傾向性球化，即球化2級起爆點向下l00mm處背火面金相組織為珠光體加鐵素體，傾向性球化，即球化2級。
爆口上部撕裂部位金相組織為珠光體加鐵素體，傾向勝球化，即球化2級西起第5排、南數第6根管（入口端）金相組織為珠光體加鐵素體，未球化，即球化1級 5．使用X射線能譜儀對爆管內壁氧化層進行成分（重量百分數）測定（表1）。
表1 燃油氣熱風爐 %
6．使用XL-30型掃描電鏡，對爆口和撕裂部位觀察斷口形態，爆口起始點呈現的塑性變形，局部出現環形空洞撕裂斷口呈現明顯的脆性斷裂形態二、檢驗分析 1．爆破的管子和與其相連的管子外表面呈黑褐色高溫氧化層，管徑脹粗率分別為6.3%、17.1%和21.3%，明顯超出2.5%的規定，說明爆管是由超溫引起的。
其余各排管子外表面均呈棕紅色氧化層（三氧化二鐵），并附有灰白色浮灰，管徑測量為38.1～38.4mm，脹粗率0.26%～1%，表明這些管子沒有超溫現象因此，可以說明，僅一級過熱器西起第5排、南數第1、2根管子超溫，具有性。
排除了一級過熱器管熱燃油氣熱風爐負荷過高、選材裕度不足等普遍超溫和管徑脹粗的原因 2．破口邊緣為鈍邊，斷口平齊粗糙，破口附近有平行于破口的縱向短裂紋，爆口邊緣有明顯的變形和脹粗現象，這些特征說明，該爆管屬于典型的脆性破壞，具有長期超溫特征。
3．內窺鏡檢查，發現西起第5排、南數第1根管的下彎管底部的腐蝕坑和縱向劃痕應引起重視可能在集箱或過熱器管系中有雜物，即所謂管內異物堵塞，沒有流量的蒸汽冷卻管壁，引起超溫，爆破后，異物被高壓蒸汽沖出時留下的沖擊痕跡。
4．取爆口橫截面磨制金相樣品，發現平行口邊緣有很多裂紋，這些裂紋自外向內壁沿晶界發展，說明管壁超溫（即超過15CrMo鋼允許溫度550℃），管子金屬在燃油氣熱風爐應力作用下發生蠕變，即管徑脹粗，出現蠕變和沿晶界裂紋，直至破裂。
金相檢驗中，還發現管子內外壁有氧化層、脫碳層，金相組織中珠光體球化，爆口處珠光體球化3級，背火面球化2級，入口側，即西起第5排、南數第6根管，金相組織中珠光體未發現球化，組織正常爆口處珠光體球化和碳化物在晶界上聚集，并伴隨有蠕變損傷，即蠕變裂紋形成，說明材料已經劣化，這是金屬材料長期超溫運行的必然結果。
珠光體球化與溫度有直接關系，溫度愈高，球化速度愈快 5．爆管取樣，進行化學成分分析表明，一級過熱器管材料符合GB5310-95標準中15CrMo鋼的要求一級過熱器管設計，按照GB9222-88《水管鍋爐受燃油氣熱風爐壓元件強度計算》規定，可以滿足一級過熱器正常運行要求，僅4500h就發生爆管，說明爆管損壞部位的實際壁溫遠大于550℃。
6．對爆管內壁氧化層進行能譜分析和物相X射線衍射分析，黑褐色氧化層主要為鐵的氧化物，其相成分為Fe3O4（主）加FeO（次） 當鋼材在含有氧的介質中受熱時，其表面將發生氧腐蝕，高溫氧化是指鋼在高溫條件下，與腐蝕介質作用發生的腐蝕，與溫度、時間、氣體介質成份、壓力、流速、鋼材成分等有關。
鋼在低于570℃以下的氧化，先是鋼管表面碳的氧化即脫碳現象：Fe3C+O2→3Fe+CO2↑然后發生的是鐵的氧化：2Fe+O2→2FeO或3Fe+2O2→Fe3 O燃油氣熱風爐4，由于管壁上生成Fe3O4氧化過程減慢，但Fe3O4的導熱性能低，而引起管壁溫度逐漸升高，當壁溫超過570℃以上時，當壁溫超過570℃以上時，產生過熱蒸汽腐蝕即高溫氧化腐蝕，其他過程：。
3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2↑ 3FeO+H2O→Fe3O4+H2↑ Fe3O4+Fe→4FeO 在570℃以上出現上述三個反應，說明內壁超溫幅度愈高，氧化層愈厚，爆管處向火面嚴重超溫，內外壁產生高溫氧化腐蝕，管壁明顯減薄，并且有蠕變和蠕變裂紋出現，在內壓應力作用下造成爆管。
三、結論 1．根據催化B爐一級過熱器管爆口特征、微燃油氣熱風爐觀蠕變裂紋、金相組織中珠光體球化、內外壁脫碳和高溫氧化產物的形成，說明該管爆破屬于長期超溫引起的 2．一級過熱器西起第5排第1根管爆破，是由于管內異物堵塞引起管子超溫的結果。
3．建議以后換管過程中，對管系和集箱內部進行仔細檢查，并且將集箱內清掃干凈，管系進行通球和蒸汽吹掃，排除集箱和管系內的異物，發生爆管。
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