預(yù)氧化對TP347H 鍋爐鋼650 ℃水蒸氣中腐蝕的影響

閆愛軍 ，雷思潔，馮拉俊，周陳龍

(1.西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710048；2.西安理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 陜西省腐蝕與防護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710048)

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現(xiàn)有的火力發(fā)電廠機(jī)組大多采用650 ℃以上超臨界機(jī)組[1]，其鍋爐、再熱器、過熱器等常出現(xiàn)水蒸汽腐蝕，不僅降低了設(shè)備的使用壽命，而且腐蝕產(chǎn)生的氧化物還使發(fā)電機(jī)組設(shè)備的傳熱效率降低[2]，嚴(yán)重時(shí)腐蝕產(chǎn)物出現(xiàn)大面積脫落和堆積，鍋爐管內(nèi)堆積的腐蝕氧化物導(dǎo)致鍋爐“紅管”，隨時(shí)有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)[3]。隨著火力發(fā)電機(jī)組根據(jù)用電量靈活運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，火力發(fā)電鍋爐停開更加頻繁，在鍋爐停開的轉(zhuǎn)化過程，更容易出現(xiàn)發(fā)電機(jī)組爐管內(nèi)氧化物的脫落，嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行。為了防止機(jī)組的氧化和結(jié)垢，人們采用了多種防護(hù)技術(shù)，例如鍋爐水的去離子處理、鍋爐水中加氨、提高鍋爐水的pH 值、鍋爐水除氧等[4－6]，然而這些手段仍不能有效防止鍋爐鋼的氧化和腐蝕。研究發(fā)現(xiàn)H2O 和O2兩者均為鍋爐鋼腐蝕提供了氧化劑，這種氧化過程形成的氧化層空隙較多，會使超臨界水的氧化還原電勢提高，加速了鍋爐材料氧化腐蝕。此外，在高溫水蒸氣中形成的氧化物與合金之間熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致氧化層中存在微裂紋[7，8]，不僅使水蒸氣容易擴(kuò)散到基體界面與Fe 發(fā)生反應(yīng)生成FeO，F(xiàn)eOOH 等，還使形成的腐蝕產(chǎn)物容易脫落。為此本工作研究了在鍋爐鋼表面預(yù)化學(xué)氧化一層致密的氧化層，這種氧化層致密、無裂紋，可防止水蒸氣穿過，可為發(fā)電機(jī)組的水蒸氣腐蝕提供防護(hù)。……