为什么锅炉设计师在过热器中使用不同的材料

在540℃及以上的高过热温度的大容量锅炉中，使用单一材料实际上是不经济的。造成这种情况的主要原因是蒸汽从锅炉汽包进入过热器的温度在350℃左右，离开的温度在540℃左右。当蒸汽从汽包起飞管到顶板管，再到低温管和高温过热器出口时，它在每个单位长度的管上都获得了温度。

这一过程改变了管子在每个单位长度上的金属温度。当任何管材的金属温度升高时，管材的箍强就会下降。这使得要求对设计者更加严格，迫使他们增加所需的厚度来承受管内的内部压力。但是，由于管子的厚度不能增加到一定的范围之外，这就需要对管子的材料进行升级，以接受温度的升高。设计师使用的材料从碳钢开始，到低合金钢，再到高合金钢，然后到不锈钢，以满足过热器中蒸汽升温时管道金属温度升高的要求。

这种材料过渡要求的位置由设计人员根据材料的允许温度和管长处计算出的金属温度之间的余量来确定。正确选择这一点是非常关键的，以避免过热器中的任何管故障。允许金属温度与预测金属温度之间的差值可能会因其他原因而变化，如由于高脱过热水量导致的过热器部分蒸汽流量过低，该区域辐射热量的紊乱，提供的多余传热面积，机组过载等。

纠正任何传热表面的过渡点，如过热器、再热器等，只有长时间停机和大量的原位焊接才有可能。较低等级的材料必须适当升级，以在允许温度和操作金属温度之间有足够的余量。任何长期过热失效在过渡点附近或过渡点将需要设计师进行非常详细的审查。管的失效样品必须进行冶金评估，以确定失效的原因和管所承受的温度。

作者简介

V T Sathyanathan博士是一名锅炉顾问，在高压锅炉故障排除的各个领域拥有35年的经验。他拥有锅炉煤燃烧的博士学位。

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