超臨界二氧化碳條件下3種典型耐熱鋼腐蝕特性實(shí)驗研究
摘要:針對超臨界電站鍋爐蒸汽側氧化皮剝落嚴重,主要研究了新型超臨界二氧化碳動(dòng)力系統高溫部件材料腐蝕問(wèn)題。選取典型耐熱鋼T91、TP347HFG和Sanicro 25為實(shí)驗材料,在超臨界二氧化碳腐蝕實(shí)驗系統上進(jìn)行650℃、15 MPa工況條件下500 h的腐蝕實(shí)驗。腐蝕實(shí)驗結束后,通過(guò)分析天平測得耐熱鋼腐蝕前后的質(zhì)量變化;利用拉曼光譜儀、X射線(xiàn)衍射儀和輝光放電光譜儀對耐熱鋼表面腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行物相和成分表征以獲得耐熱鋼的腐蝕行為。腐蝕質(zhì)量增量結果表明,3種耐熱鋼的腐蝕動(dòng)力學(xué)符合拋物線(xiàn)腐蝕規律,且T91腐蝕質(zhì)量增量高于其他兩種奧氏體耐熱鋼。微觀(guān)表征結果顯示,耐熱鋼T91表面腐蝕產(chǎn)物從二氧化碳/氧化物界面到基體依次為Fe3O4、(Fe,Cr)3O4和彌散于基體的碳化物,而奧氏體耐熱鋼腐蝕產(chǎn)物從氣固界面到基體主要為Cr的氧化物、Mn和Si的氧化物和碳化物。耐熱鋼腐蝕產(chǎn)物表面觀(guān)察到了碳的沉積現象?;谀蜔徜摫砻娴母g產(chǎn)物,提出了利用腐蝕退化深度表征耐熱鋼的抗腐蝕性能。3種耐熱鋼的腐蝕退化深度從大到小依次為Sanicro 25、TP347HFG和T91。
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