当水冷壁管内汽水混合物中蒸汽的含量增加到一定程度时，水冷壁管内汽水混合物的流动由环状流动向雾状流动过渡，由于水膜被蒸干或被蒸汽撕破，使管壁直接与蒸汽接触，因蒸汽的冷却能力比汽水混合物小得多，管壁缉度迅速上升，称为第二类膜态沸腾。出现第二类膜态沸腾不是由于水冷壁管的热负荷过高，而是由于水冷壁管中汽水混合物的蒸汽干度过高。出现第二类膜态沸腾的最小干度称为临界干度。

随着压力的提高，炉水的饱和温度也相应提高，水的密度和表面张力都减小，水膜的稳定性降低，即水膜更易被撕破，导致第二类膜态沸腾的临界干度下降，使得第二类传热恶化提前发生。对于一次通过的直流锅炉来说，作为蒸发受热面的水冷壁管，要完成将炉水全部蒸发的任务。水冷壁管中蒸汽的干度从零变为1.必定从某点开始蒸汽的干度大于或等于临界干度.水冷壁管内开始出现第二类膜态沸腾。从某点开始往后的水冷壁管段一直处于膜态沸腾工况之下.壁温因传热恶化而显著升高。所以.直流锅炉出现第二类膜态沸腾的水冷壁管段，除采用耐高温的合金钢管材外，还采用内螺纹管.使管壁温度低于管材允许使用温度。