超超臨界鋼煙側(cè)腐蝕研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文超超臨界鋼煙側(cè)腐蝕研究StudyonFiresideCorrosionofUltra—Supercritical(USC)Steel作者學(xué)科、學(xué)指導(dǎo)完成姓名：專業(yè)：口可：教師：日期：奎茳窒Q!墨生墨旦大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要HR3C鋼和Super304H鋼因具有持久強(qiáng)度高、組織穩(wěn)定性好、抗蒸汽氧化及高溫耐蝕性能良好等優(yōu)點，符合超超臨界鍋爐對高的蒸汽壓力和

2、溫度的要求，成為鍋爐過熱器和再熱器高溫段材料的首選。上述部位在近火側(cè)受腐蝕性氣體、熔鹽、煤灰顆粒等共同作用，易發(fā)生高溫腐蝕及磨損，使得管壁減薄、爐管受損，給生命安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來巨大隱患。本文在貼近爐管近火側(cè)工況的模擬環(huán)境中開展了上述兩種材料的一系列熱腐蝕實驗。應(yīng)用增重法繪制腐蝕動力學(xué)曲線，分析材料腐蝕速率的變化；結(jié)合x射線衍射儀、掃描電鏡(能譜分析)等手段對上述兩種材料在腐蝕過程中形成的產(chǎn)物相、截面形貌特征以及元素分布等進(jìn)行分析，旨在

3、探討表面涂覆硫酸鹽的HR3C鋼和Super304H鋼在靜態(tài)空氣中在不同溫度下的腐蝕行為及腐蝕機(jī)理。研究結(jié)果如下：HR3C鋼在煙側(cè)腐蝕過程中，經(jīng)歷了高溫氧化和硫酸鹽腐蝕兩個過程。高溫氧化產(chǎn)生具有保護(hù)作用的氧化層，主要成分是氧化鉻和氧化鐵，氧化增重使得動力學(xué)曲線呈現(xiàn)上升趨勢：隨著腐蝕時間的延長或者腐蝕溫度的升高，硫酸鹽與氧化鉻的反應(yīng)加劇，產(chǎn)物Na4(Cr04)(S041的揮發(fā)引起動力學(xué)曲線的下降，破壞氧化層的結(jié)構(gòu)，硫酸鹽還在基體處引起內(nèi)硫化

4、內(nèi)氧化，對基體產(chǎn)生破壞。Super304H鋼經(jīng)歷了與HR3C鋼相類似的腐蝕過程。腐蝕前期以高溫氧化為主，形成的氧化層以鐵氧化物為主，鉻氧化物為輔，腐蝕動力學(xué)曲線由于氧化增重呈現(xiàn)上升趨勢，由于Na4(Cr04)(S04)的揮發(fā)呈現(xiàn)不同程度的下降；氧化層的致密性隨著腐蝕時間的延長和腐蝕溫度的升高而降低，基體同樣出現(xiàn)內(nèi)硫化和內(nèi)氧化現(xiàn)象，在750℃后期甚至出現(xiàn)了再氧化現(xiàn)象。HR3C和Super304H在實驗條件下發(fā)生了第二類低溫?zé)岣g：實驗溫度

5、下形成低熔點共晶體Na20Na2SO一，此共晶體于實驗條件下發(fā)生熔融，與腐蝕初期產(chǎn)生的氧化物發(fā)生反應(yīng)生成具有揮發(fā)性的Na4(Cr04)(S04)。隨著腐蝕時間的延長、腐蝕溫度的升高，氧化膜被破壞程度加劇，同時硫酸鹽與基體的進(jìn)一步接觸，在基體貧鉻區(qū)處引起內(nèi)硫化、內(nèi)氧化，并產(chǎn)生裂紋及孔洞，對基體造成破壞。兩種材料耐腐蝕特性的比較表明：Cr對材料抗硫酸鹽腐蝕行為產(chǎn)生顯著影響。與Super304H(20％Cr)相比，相同實驗條件下HR3C(25