Q: 蒸気発生器の端部の伝熱面が損傷する問題はどのようにして発生しますか?

A: 蒸気発生器の尾煙道は長期間使用すると様々な問題が発生しますが、最も顕著なのは損傷です。尾端の伝熱面が失われる原因については、以下で詳しく分析します。

煙道の末端に流入する灰やスラグは、低温のためある程度の硬さを有しており、排ガスの一次伝熱面とともに排出されると、管壁を損傷する原因となります。特に熱交換器の場合、入口の排ガス温度は約450℃まで低下しており、灰粒子は比較的硬く、小径・薄肉の炭素鋼管が使用されているため、損傷を受けやすくなります。

同時に、損傷は、熱交換器の亀裂が蒸気発生器の 4 管の亀裂問題の大部分を占める理由の 1 つでもあります。
パイプ壁の流れと比較すると、硬質粒子の灰を含む排気ガスは、侵食とも呼ばれるエロージョン腐食と呼ばれるパイプ壁に損傷を引き起こします。
エロージョン摩耗と衝撃損傷には、基本的に2つのタイプがあります。2つの耐摩耗金属の微視的形態は同じではありません。
エロージョン損傷とは、対応する管壁面への塵埃粒子の衝突角度が非常に小さく、平行に近い場合を指します。灰粒子は管壁面に対して垂直に分離し、衝突した管壁に埋め込まれます。灰粒子と管壁面の交差部分の分力により、灰粒子は管壁面に沿って転がります。管壁は面切削の役割を果たします。管壁が合力の切削作用に耐えられない場合、管体から剥離した金属粒子が発生します。大量の灰による長期にわたる繰り返し切削作用により、管壁の表面が損傷します。
衝撃損傷とは、粉塵粒子と管壁表面との衝突角度が比較的大きく、または垂直に近い場合、管壁表面がそれに応じた移動速度で設置され、管壁表面に小さな形状変化や微小亀裂が生じることを意味します。大量の粉塵粒子による長期にわたる繰り返し衝突により、平坦な変質層がゆっくりと剥離し、損傷が発生します。