347不锈钢表面堆焊690镍基合金电化学腐蚀性能研究

利用钨极氩弧焊(TIG)堆焊工艺在347不锈钢钢板表面堆焊690镍基合金,采用电化学测量技术,在室温、质量分数为3.5%的氯化钠溶液中,对347不锈钢基体、690镍基合金堆焊层以及2种合金堆焊接头的电化学腐蚀性能进行了研究.借助扫描电镜(SEM)及其附带的能谱仪(EDS)对堆焊接头的微观组织和成分进行了分析,并通过光学显微镜来观察腐蚀后的表面形貌,研究堆焊接头的腐蚀机理.结果表明:690镍基合金堆焊层的耐蚀性优于347不锈钢基体,347不锈钢基体的腐蚀速率约为堆焊层的8.4倍;堆焊接头的耐蚀性最差,其腐蚀速率约为堆焊层的11.8倍;堆焊层在熔合区附近对基体中Cr含量的稀释是导致堆焊后基体腐蚀加剧的主要原因.     

高温合金GH4145／SQ和R26应力腐蚀性能研究

本文叙述了慢应变速率应力腐蚀试验(SSRT),研究GH4145/SQ和R26两种合金在几种不同介质条件下应力腐蚀开裂(SSC)的过程。结果表明,两种合金在去离子水室温充氧为1kg/cm~2,温度为315℃的封闭环境中对应力腐蚀开裂不敏感;在10％NaOH水溶液,温度为315℃的封闭环境或42％MgCl_2水溶液沸腾(温度为431℃)环境中两种合金都程度不同地发生了应力腐蚀开裂的现象,但GH4145/SQ合金抗应力腐蚀开裂(SCC)的性能优于R26合金。     

塔筒钢在模拟海洋环境下的慢应变拉伸性能研究

模拟在海洋环境下,采用慢应变速率拉伸试验研究海上风电机组塔筒钢Q345钢在不同应变速率、不同浓度NaCl溶液和不同温度条件下的应力腐蚀行为。实验结果表明:随着拉伸速率的减小,Q345钢在NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性基本呈单调增加的趋势,当拉伸速率为4×10-7s-1时,试样已发生应力腐蚀开裂;环境介质的存在使得该材料的抗拉强度、总应变和断裂能大大降低,且随NaCl溶液浓度的增加,Q345钢的应力腐蚀开裂敏感性增加。温度对材料的应力腐蚀行为的影响较大,随着温度的升高,塑性指标下降明显,敏感性指数增加明显,当温度为50℃时,具有明显的应力腐蚀倾向。     

镍基合金焊缝和预堆边层的服役力学行为

1.关于镍基合金焊缝的生产经验600系列的镍基合金及其相应的焊接材料,如182合金(手工电弧焊)和82合金(采用填充材料的其它工艺方法),若干年前就在化学、石油工业及燃煤电厂中得到十分广泛的应用。在一些腐蚀环境中或要求抗蠕变性能的高温(500～600℃)应用时,则必须使用镍基合金而不用不锈钢。因此,对于那些在高温下操作的核动力设备(如气冷堆或快增殖堆)采用镍基合金是一种常用的解决办法。以往使用镍基材料经     

输油管道腐蚀因素分析与评价

针对输油管道普遍存在的腐蚀问题,选择某油厂作为研究对象,测试其地层水中各种离子含量和总矿化度,以及其它腐蚀因素。通过静态挂片实验,用失重法测试温度、含水率、矿化度、氯离子浓度、pH值、溶解氧以及硫酸盐还原菌对腐蚀速率的影响关系。结果表明,高矿化度、高氯离子含量、酸性环境是管道腐蚀的最直接因素;含水率越高腐蚀越严重;硫酸盐还原菌的存在会对管道产生严重的腐蚀。动态高压实验表明,真实的输油管道腐蚀速率要比静态测试的结果高得多,大约是它的3-5倍。油田现场的腐蚀是在各种腐蚀因素的综合作用下产生的,各种因素相互影响,相互促进,要比单一因素的破坏严重得多。     

太阳能热发电用熔盐储热材料金属相容性研究

为分析第三代太阳能热发电技术熔盐与低温罐选材的相容性,该文以一种低熔点(142℃)、高分解温度(>700℃)的混合熔盐为腐蚀环境,通过静态腐蚀实验研究碳钢(A515Gr70)和两种低合金钢(Q345R、15CrMoR)在450℃混合熔盐中的腐蚀行为。采用失重法测量不同金属的腐蚀速率。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱仪(EDS)对金属腐蚀表面的微观形貌、相组成和微区成分进行分析。结果表明：碳钢不含有耐腐蚀元素Cr、Ni和Mo,腐蚀速率最大。15CrMoR表面氧化层以疏松多孔的Fe₂O₃为主,不能阻止熔盐浸入金属基体内部,导致氧化程度加重,耐腐蚀性较差。Q345R表面氧化层由致密性好的FeCr₂O₄、NiO和TiO₂组成,对金属基体具有保护性,耐腐蚀性最佳。     

生物质混煤燃烧锅炉过热器受热面金属氯腐蚀特性

在探讨锅炉过热器受热面金属氯腐蚀机理的基础上,模拟生物质混煤燃烧锅炉过热器区域的气相条件及其受热面的积灰情况,采用增重法在水平管式炉上进行了受热面金属氯腐蚀特性试验,研究了不同管材、不同HCl体积分数和不同温度下受热面金属氯腐蚀的特性规律.结果表明:受热面金属氯腐蚀特性曲线均符合抛物线规律,15CrMoG管材的抗腐蚀特性优于12CrMoVG管材;腐蚀速率与HCl体积分数呈线性关系,碱金属氯化物对金属的腐蚀作用大于HCl对金属的腐蚀作用;腐蚀速率与温度呈指数关系,当温度由550℃升高到600℃时,腐蚀速率增幅变大.     

DD5单晶叶片用热障涂层高温防护性能研究

为了提高燃气轮机热端部件的服役寿命,拓展热端部件的高温防护方法及应用,在某燃气轮机涡轮叶片用DD5镍基单晶高温合金表面制备了CoCrAlY+YSZ,(Ni, Pt)Al+YSZ和Zr改性(Ni, Pt)Al+YSZ 3种热障涂层,对比研究了这3种热障涂层的1 100℃循环氧化行为和900℃混合盐热腐蚀行为。结果表明：CoCrAlY+YSZ涂层在循环氧化和热腐蚀过程中均发生严重的YSZ陶瓷面层剥落现象,而铝化物+YSZ涂层的陶瓷面层则完好或仅局部极少量剥落;(Ni, Pt)Al涂层经活性元素Zr改性后抗氧化和耐热腐蚀性能均进一步提高,表现为氧化和腐蚀增重降低,内氧化和内硫化现象明显减轻;(Ni, Pt)Al+YSZ涂层和Zr改性(Ni, Pt)Al+YSZ涂层对DD5镍基单晶高温合金叶片均有较好的适用性。     

Fe-Cr-Ni合金在固-液循环NaCl-MgCl_2相变储能介质中腐蚀行为研究

熔融氯化盐作为相变储热介质,会经历高频次熔化-凝固循环,对金属管道及容器腐蚀性强。研究碳钢和3种Fe-Cr-Ni合金在恒温(545℃)和循环(熔化-凝固)条件下熔融NaCl-MgCl_2中腐蚀行为。结果表明,碳钢在恒定温度下,表面生成的MgO壳比较致密,可提高耐蚀性;但在循环温度条件下,质量损失量较大。3种Fe-Cr-Ni合金在恒温条件下,因发生电化学反应,腐蚀非常严重;但在循环温度条件下,熔盐中氧分压较高,试样表面氧化膜较完整,耐蚀性较好。     

循环流化床锅炉焚烧垃圾腐蚀现状及防护研究进展

焚烧垃圾产生的高温腐蚀一直以来认为是硫化气体和硫酸盐的腐蚀,近年来研究发现氯的影响最为严重.综述了高温氯化腐蚀现状、氯化腐蚀机理以及防护研究的进展,提出研究新型耐氯腐蚀涂层材料,采用电弧喷涂技术解决垃圾焚烧锅炉的腐蚀问题.     

垃圾焚烧锅炉数值模拟及高温腐蚀研究

针对一台处理量为900 t/d的生活垃圾焚烧炉,用计算流体力学(CFD)的方法模拟了燃烧状况和受热面高温腐蚀情况。采用料层燃烧模型+STAR CCM+耦合的方法模拟了焚烧炉,结果与实际燃烧过程基本一致,说明该方法可以准确地模拟垃圾焚烧锅炉,并为运行参数优化提供依据。建立了受热面高温腐蚀的计算模型,以受热面表面温度为主要影响因素,得到了不同受热面材料在不同温度下的高温腐蚀速率。计算了三级过热器的高温腐蚀情况,结果显示最大腐蚀速率为1.04 mm/a,发生在未覆盖铬镍铁合金层的管束上。优化了焚烧炉的运行工况,提升了焚烧性能,同时降低了三级过热器的高温腐蚀。优化后三级过热器的最大腐蚀速率降低了3%,高腐蚀速率的面积比降低了4%。     

生物质锅炉高温过热器腐蚀机理的研究

本文分析了生物质锅炉高温过热器腐蚀垢样的主要成分及熔融特性,结合现场实际和相关文献,研究了腐蚀发生过程,以及在碱金属氯化物对高温熔融腐蚀的作用,并对腐蚀的典型温度区间、普遍存在性和持续性的特点进行了分析,最后提出了防止腐蚀的措施和方法。     

主要合金元素对镍基合金组织和性能的影响

叙述了镍基合金的成分、组织及性能，重点介绍了合金元素对镍基合金组织和性能的影响。     

石灰石直接硫化实验研究

进行了在高CO2浓度下石灰石直接硫化实验研究。实验研究了温度、CO2分压、O2分压及SO2浓度对石灰石直接硫化的影响。结果表明,温度对直接硫化反应速率影响很大,随温度的升高直接硫化速率增大,在所试验的时间内,当温度为1173K时,Ca转化率可以达到87%,当转化率≈0时,测得表观活化能为93.5kJ/mol,且表观活化能随Ca转化率的升高而增加;与温度相比,CO2分压对石灰石直接硫化几乎没有影响,增加CO2分压只是延缓石灰石的分解,提高石灰石的分解温度;在5%以下随O2分压的增加,直接硫化速率随之增加,O2分压超过5%以后,O2分压对石灰石直接硫化就没有什么影响;随SO2浓度的增加,直接硫化速率升高。     

超临界二氧化碳中材料的腐蚀行为

以超临界二氧化碳(SCO_2)为工质的布雷顿循环相比于传统的水蒸气朗肯循环,具有更好的转换效率和经济优势。为了研究材料在SCO_2系统中的耐腐蚀性能,自主设计搭建了SCO_2循环腐蚀试验系统,对目前动力设备中常用的Cr-Mo-V合金钢、9%～12%Cr铁素体钢、奥氏体不锈钢和镍基高温合金等17种材料在600℃和700℃高温高压SCO_2介质中的耐腐蚀性能进行了测试和分析。腐蚀称重、扫描电镜和能谱分析的结果表明:材料的抗二氧化碳腐蚀能力与合金Cr含量呈正相关性,Cr-Mo-V合金钢和9%～12%Cr铁素体钢的腐蚀增重随时间呈现抛物线规律,在钢的表面和内部裂纹处均发生了渗碳;奥氏体不锈钢在短期内能保持一定的抗腐蚀能力,但长时后腐蚀增重严重;镍基高温合金在700℃、20 MPa下3 000 h后仍表现出良好的耐腐蚀性能。     

高参数垃圾焚烧锅炉的受热面腐蚀

近年来,垃圾焚烧发电补贴的准入标准逐步严格。针对可能的补贴退坡带来的投资回收期延长的问题,提高主蒸汽参数、蒸汽再热等方法是提升发电效率、降低投资回收期的有效途径。由于垃圾中Cl和碱金属含量高于一般的化石燃料,高参数锅炉存在更大的腐蚀风险,包括:(1)升高受热面的运行温度会加剧合金管壁表面的腐蚀速率,加快腐蚀层向深层发展,提高爆管风险;(2)高参数运行工况下,更高的运行压力导致受热面处于高拉应力的工作环境,使腐蚀裂纹生长加快,缩短受热面工作寿命。在东部沿海某新设计的主蒸汽压力为6.4 MPa、温度为485℃的垃圾焚烧项目中,为避免高温腐蚀,锅炉水冷壁区域采用了堆焊保护,高温过热器采用了TP347H不锈钢,并对前后2排管堆焊保护,目前项目已进入建设阶段。     

镍基合金在烟气脱硫技术中的应用

介绍在烟气脱硫（FGD）设备中常用的镍基合金，根据不同类型合金的适应能力选择能经受FGD环境条件的合金，重点是各类合金技术条件的化学成分以满足在低pH值下盐酸溶液中耐蚀性能的要求，同时简述FGD设备中几种有效的镍基合金结构型式和加工制造技术。     

高温服役过程热障涂层隔热性能演变规律

为分析热障涂层(TBCs)在高温盐雾腐蚀等恶劣服役环境下导热系数的变化规律,采用格子玻尔兹曼(LBM)方法,并利用涂层隔热温差分析模型系统地研究了陶瓷层(TC)厚度、黏结合金层(BC)厚度以及烟气侧和冷却空气侧对流传热系数对涂层隔热温差的影响。结果表明:涂层的隔热性能在腐蚀反应发生后迅速衰减;随着烧结的发生,涂层的有效导热系数增大,其隔热性能变差;陶瓷层厚度对涂层的隔热性能起决定性作用,涂层隔热性能随陶瓷层厚度的增加几乎线性增大,而黏结合金对涂层隔热性能的影响很小;烟气对流传热系数增大会导致叶片基体温度升高,而冷却空气对流传热系数增大则有助于降低叶片基体温度。     

锅炉受热面高温腐蚀及预防措施

针对大坝发电公司2号炉和4号炉在运行中锅炉受热面管材腐蚀的问题,通过对2号炉和4号炉在运行中产生高温硫化腐蚀的过程进行分析,阐述了锅炉产生高温硫腐蚀的机理,提出锅炉受热面预防高温硫腐蚀的方法。分析结果表明：高温硫化腐蚀是燃煤锅炉受热面管材腐蚀的主要原因。     

中温条件下铝镁锂合金与水反应的动态过程

铝水反应是铝作为新能源的一种主要利用方式。为了探究熔融态下铝水反应的动态传递规律,利用自制的反应器,研究了中温条件下铝镁锂合金与水蒸气反应的动态过程,并对反应器内部的温度、压力、氢产率进行了实时监测。实验结果表明:启动温度为500℃时,通入水蒸气后,反应器内部温度迅速升高,最高温度为791℃;金属反应区的截面温度分布差异较大,存在局部的核心高温区;随着反应的进行,核心高温区自进水口处向外向下传递,传递速率约为0.33 mm/s,该速率主要是由水蒸气扩散速率和热传递速率共同决定的。