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超临界燃煤发电是我国目前电力生产的主力方式,因超临界机组大幅度提高了主蒸汽的温度和压力,给炉管管材带来了巨大的挑战。近年来,超临界锅炉过热器管尤其是末级过热器管蒸汽侧经常发生因氧化层剥落而堵塞、爆管事故,是电力生产的巨大安全隐患。因此,需要全面深入研究炉管内氧化皮生长与剥落机理,为预防炉管爆管提供理论依据。本文通过现场取样,得到了超临界600MW及以上机组末级过热器管(包括3种材质,即（T91、TP347、Super304）在3种给水工况（即还原性全挥发处理（AVT（R））、氧化性全挥发处理（AVT（O））和加氧处理（OT））下不同运行时间（5000h-76000h）的实际管样,采用X射线衍射分析（XRD,X-ray diffraction）、扫描电子显微镜分析（SEM,Scanning Electron Microscope）、能谱分析（EDS,Energy Dispersive Spectrometer）、金相分析得到了管样氧化层的表面形貌、分层和厚度、以及不同部位的化学组成,由此分析、推断氧化层的形成机理和影响因素。主要研究结果如下:（1）对三种材质所有管样的SEM分析发现:在氧化皮的整个生长过程中,开始是在试样表面形成无规则的颗粒状的氧化物;随着进一步氧化,颗粒状氧化物生长成结晶状,这时结晶状氧化物之间不是很致密,有孔洞;继续氧化,结晶状氧化物横向生长,在氧化皮表面生成一层致密氧化物膜层,但较薄;之后晶粒继续生长为簇状的氧化物,出现孔洞;最后随晶粒横向长大孔洞消失,氧化层不断增厚,最终发生脱落。（2）所有管样的EDS分析发现首先氧化层外层主要含Fe和O;外层中Fe的含量低于基体,在氧化皮内层中Fe的含量低于基体,但外层中Fe的含量高于内层;O元素含量由外向内逐次降低,Cr、Ni的含量由外向内依次增加;在氧化层内层出现Cr的富集,三种材质的氧化皮内层Cr含量由大到小依次是Super304、TP347、T91。（3）运行时间一样,三种材质OT工况下氧化皮生成最薄,没有明显分层,AVT（R）和AVT（O）工况下氧化层有明显的分层,氧化皮厚度的大小依次为AVT（O）工况>AVT（R）工况>OT工况;当运行材质一样时,氧化皮在OT工况下最易发生脱落,在AVT（O）工况下最不容易发生脱落。（4）对比不同工况下XRD分析结果表明,氧化层为双层结构,内层是尖晶石结构的FeCr2O4,外层为Fe3O4和Fe2O3,且在OT工况下氧化膜表层最先检测到Fe2O3。（5）给水加氧会促进氧化层外层Fe2O3的形成,也是氧化层容易剥落的促进因素。（6）蒸汽中的溶解氧含量随锅炉在采用给水加氧处理方式后会增大,使Fe3O4氧化成不致密的Fe2O3,从而加快了过（再）热器管道内壁氧化皮的剥落的进程。因此,电厂水化学工况的工作人员在选择给水加氧运行方式时一定要慎重控制外加溶氧量。