3.1 氧化皮生成及剝落機理
根據查閱相關文獻資料，超臨界機組高溫腐蝕及氧化皮的生成機理如下：
（1）金屬的氧化是通過氧離子的擴散來進行的，若生成的氧化膜牢固，氧化過程就會減弱，金屬就得到了保護。
（2）管壁溫度對氧化的作用。
管壁溫度在570℃以下時生成的氧化膜是由Fe2O3和Fe3O4組成，Fe2O3和Fe3O4都比較緻密（尤其是Fe3O4)，因而可以保護鋼材被進一步氧化。
當管壁溫度超過570℃時，氧化膜由Fe2O3、Fe3O4、FeO三層組成（FeO在最內層)，其厚度比約為1:10:100，即氧化皮主要是由FeO組成，因FeO不緻密，因此破壞了整個氧化膜的穩定性，這樣氧化過程得以繼續。
（3）當溫度超過450℃時，由於熱應力等因素的作用，生成的Fe3O4不能形成緻密的保護膜，使水蒸汽和鐵不斷發生反應。當汽水溫度超過570℃時，反應生成物為FeO，反應速度更快。
（4）金屬表面的氧化膜並非由水汽中的溶解氧和鐵反應形成的，而是由水汽本身的氧分子氧化表面的鐵所形成的。氧化皮的產生與給水中溶解氧的控制關係不大，其產生是必然的，氧化皮的生長速度與溫度和時間有關。
（5）氧化皮的剝離有兩個主要條件：其一是氧化層達到一定厚度；其二是溫度變化幅度大、速度快、頻度大。
由於母材與氧化層之間熱脹係數的差異，當垢層達到一定厚度後，在溫度發生變化尤其是發生反覆或劇烈的變化時，氧化皮很容易從金屬本體剝離。
在機組啟停過程中，管子的溫度變化幅度是最大的，管內的氧化皮也最容易剝落。加之在啟動初期蒸汽流量較小，不能迅速地將剝落下來的氧化皮帶走，大流量時，已經在管徑較小的彎頭處形成堵塞就會產生超溫。所以氧化皮堵塞造成爆管大多發生在機組啟動後的短時間內。
3.2 某600MW機組超溫氧化皮爆管案例
2012年2月國電某600MW機組氧化皮爆管事故，此次末級過熱器的爆管，爆管和超溫的數量較多，有4根爆管，6根過熱，爆管位置在末過帶夾持管的管子的進口段T91材質處。現場通過檢查，爆破管子未查到異物。對夾持管進行射線檢查，發現幾個彎管內有類似氧化皮堆積的影像，其中第1屏的第13號管夾持管內堆積氧化皮影像幾乎充滿管子。
現場診斷後，為防止以後運行中發生類似事件，給出的建議如下：
（1）鍋爐啟動階段
a.通過控制燃料投入速率，嚴格控制鍋爐升壓、升溫速率。
b.80-100MW負荷以下，儘量不投減溫水。減溫水的使用應以一級初調、二級微調為原則。
c.高、低壓旁路儘可能開大，使過熱器、再熱器保持較大的通流量；汽機衝轉前可以適當提高蒸汽參數，利用高、低壓旁路對過、再熱器進行衝洗；衝洗時可以將旁路開大關小若干次，以提高衝洗效果，但應注意控制好分離器水位。
d.嚴格監視鍋爐過、再熱器各部分的壁溫及其變化趨勢，發現有超溫現象應及時調整運行方式。若調整無效時，在汽機衝轉前可以用開大關小旁路的辦法進行衝洗。在併網後應停止升負荷，可以用負荷較大變動的辦法進行衝洗。
e.進行上述調整和處理後，過、再熱器壁溫仍不能恢復正常，應考慮停止鍋爐運行，避免發生爆管事故增加檢修工作量。停爐後應查明超溫原因。
f.本次啟動，負荷和主、再汽溫宜按階段緩慢提升。
（2）鍋爐正常運行階段
a.嚴格控制過、再熱器壁溫不超溫，在保證額定主、再汽溫的前提下儘量降低壁溫運行。
b.及時調整燃燒，控制熱負荷沿爐膛橫向的均衡性，防止兩側壁溫偏差過大，降低壁溫峰值，減緩高溫蒸汽氧化。
c.磨煤機合理組合，防止粉管煤粉濃度差異的疊加，造成鍋爐局部熱負荷過高。
d.控制較小的煤粉細度，合理調整燃燒器的旋流強度，儘量降低火焰中心，防止過、再熱器超溫。
e.及時和合理吹灰，防止煙溫過高使過、再熱器壁溫升高，防止吹灰造成高溫受熱面壁溫劇變導致氧化皮剝落。
（3）鍋爐停爐冷卻
a.鍋爐停爐一般應按滑參數方式進行。
b.鍋爐停爐後無特殊搶修任務，應「悶爐」以減緩受熱面降溫速度。
c.正常檢修應嚴格按照運行規程進行通風冷卻。若搶修，則必須制定嚴格的冷卻措施。
（4）鍋爐檢修階段
a.定期檢修時，應對過、再熱器容易沉積氧化皮的部位進行檢查和清理。並建立氧化皮沉積記錄檔案，分析氧化皮生成與脫落的規律。
b.若有臨修機會，應有重點的對氧化皮進行抽檢。
（5）其它
a.現有過、再熱器壁溫測點太少，不能滿足安全、經濟運行要求，應適當增加壁溫測點數量。壁溫測點的加裝部位要有代表性，應選擇每屏壁溫最高和次高點，其他位置適當增加測點。壁溫測點的絕熱塊要單獨保溫，防止測量值偏低。測點的位置、編號和DCS或SIS畫面確保一致。
b.有條件情況下，建議加裝壁溫在線監測和控制系統（PSSS）。它對指導運行燃燒調整，防止超溫，減緩高溫蒸汽氧化等有較好的作用。
c.建議更換4根爆破、6根過熱管子的出口段的TP347材質管子和頂棚處的T91段管子。這些管段雖然經宏觀檢查未發現異常，但畢竟經歷了超溫。
d.隨著鍋爐運行時間的不斷延長，氧化皮的問題將會愈來愈突出，將成為影響鍋爐安全運行的主要問題，為此，應及早採取防止氧化皮的有效措施。
3.3 電站鍋爐高溫管屏安全性在線監測診斷系統(PSSS系統)
國電集團多家超臨界機組鍋爐安裝有PSSS系統，主要用於監視高溫管屏壁溫，防止高溫爆管。
PSSS系統在線動態顯示過熱器、再熱器爐內受熱面管子壁溫和汽溫，每根爐內管子顯示5～7個關鍵點的壁溫和汽溫。總計可顯示2萬多點的爐內壁溫和汽溫。
利用高精度的管子爐內壁溫和壽命損耗數學模型，從電廠網絡系統中採集運行數據，實時算出爐內管子幾萬個點的壁溫和壽命損耗，並發布到電廠的計算機網絡信息系統中。 可以指導和優化運行，減小偏差，避免因超溫引起的爆管和延長高溫管組的使用壽命。