超臨界二氧化碳條件下3種典型耐熱鋼腐蝕特性實驗研究
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力系統高溫部件材料腐蝕問題。選取典型耐熱鋼T91、TP347HFG和Sanicro 25為實驗材料,在超臨界二氧化碳腐蝕實驗系統上進行650℃、15 MPa工況條件下500 h的腐蝕實驗。腐蝕實驗結束后,通過分析天平測得耐熱鋼腐蝕前后的質量變化;利用拉曼光譜儀、X射線衍射儀和輝光放電光譜儀對耐熱鋼表面腐蝕產物進行物相和成分表征以獲得耐熱鋼的腐蝕行為。腐蝕質量增量結果表明,3種耐熱鋼的腐蝕動力學符合拋物線腐蝕規律,且T91腐蝕質量增量高于其他兩種奧氏體耐熱鋼。微觀表征結果顯示,耐熱鋼T91表面腐蝕產物從二氧化碳/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。耐熱鋼腐蝕產物表面觀察到了碳的沉積現象。基于耐熱鋼表面的腐蝕產物,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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