本文關(guān)鍵詞：超臨界水蒸汽下電站金屬氧化腐蝕特性研究

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【摘要】：隨著能源危機(jī)和環(huán)境問題日益加劇,我國致力于發(fā)展超超臨界發(fā)電技術(shù),提高火電機(jī)組效率,降低發(fā)電煤耗,減少污染物排放,實(shí)現(xiàn)中國煤炭資源清潔高效利用。電廠爆管停爐是我國超臨界機(jī)組運(yùn)行中面臨首要問題,嚴(yán)重影響電廠安全運(yùn)行。我國提出的700℃計(jì)劃,對(duì)電站鍋爐管道材料在超臨界水蒸汽環(huán)境下腐蝕性研究有著更高要求。本文以TP347HFG、HR3C兩種電站過熱器常用奧氏體鋼作為研究對(duì)象,研究其在550,600℃/25MPa超臨界水蒸汽環(huán)境下中氧化腐蝕現(xiàn)象,試驗(yàn)時(shí)間為1000h,對(duì)兩種材料的氧化增重,表面樣貌及微觀結(jié)構(gòu),XRD圖和橫截面EDS分析圖,元素分布圖進(jìn)行分析。奧氏體鋼TP347HFG在550,600℃/25MPa超臨界水蒸汽環(huán)境下氧化增重大于HR3C。溫度對(duì)TP347HFG氧化增重有明顯影響,600℃下氧化增重約為550℃下增重的2-3倍,而溫度對(duì)HR3C氧化增重影響并不明顯；兩種材料均形成雙層結(jié)構(gòu)氧化膜,外層疏松多孔,主要是Fe304和Fe203構(gòu)成,內(nèi)層連續(xù)均勻,主要是富Fe-Cr-Ni層。在550,600℃/25MPa超臨界水蒸汽條件下奧氏體鋼HR3C、TP347HFG抗氧化性都比較優(yōu)秀。這是因?yàn)閵W氏體鋼中含有較多的Cr元素,能形成保護(hù)性的Cr203層,HR3C中Cr元素含量更高,更容易形成連續(xù)致密的Cr2O3層來提高金屬抗氧化性,因此HR3C抗氧化性優(yōu)于TP347HFG。在超臨界水蒸汽氧化過程中,Cr203會(huì)以CrO2(OH)2形式蒸發(fā),導(dǎo)致金屬Cr含量降低,致密的Cr氧化層遭到破壞。Cr蒸發(fā)速率是跟溫度、壓力、氣體流速以及蒸汽化學(xué)性質(zhì)有關(guān),計(jì)算本實(shí)驗(yàn)條件下Cr蒸發(fā)量,發(fā)現(xiàn)金屬理論氧化膜增重與實(shí)際氧化增重相差重量約有一半來源于Cr蒸發(fā)引起的失重。對(duì)兩種金屬內(nèi)層／外層氧化膜孔洞生長機(jī)理研究表明,TP347HFG內(nèi)層/外層氧化膜孔洞是由Cr元素蒸發(fā)和Fe離子擴(kuò)散共同作用引起,而HR3C內(nèi)層／外層氧化膜孔洞主要是Cr元素蒸發(fā)引起。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM621

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1152541