电站锅炉高温受热面氧化环境下力学行为研究

发布时间：2017-11-08 02:20

  本文关键词：电站锅炉高温受热面氧化环境下力学行为研究

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【摘要】：近年来,我国能源生产能力稳步提高。根据“十三五”指示,在今后的一段时期,煤炭作为我国主体能源,其地位不会改变。在火力发电方面,则要求向着更高参数的方向发展,加快淘汰分散小型燃煤锅炉。然而随着高参数蒸汽的引入带来的另一问题则是加剧了受热面管的腐蚀断裂行为,引起各类安全事故。针对此问题,相关学者对合金在传统高温空气中断裂行为研究成熟,同时在高温蒸汽领域的金属氧化研究也十分透彻。然而,在实际生产中,材料均在苛刻氧化环境下且承受着多重应力作用,类似于“力学加载—氧化腐蚀”这一领域的研究却少有人涉足。本文提出一套体积小、灵活性高的简易弹簧拉伸试验台,将试样力学加载后可放置于高温氧化的反应场所。同时编写简易弹簧试验台力学加载装配标准,测试实验台性能。探索铁素体钢P92和3种奥氏体合金Super304H、TP347HFG、HR3C,在“应力-氧化”交互作用条件下,于超纯水高温蒸汽氧化环境下的性能。有效改变拉伸应力大小、反应温度、反应时长等,与未加应力的氧化式样进行对比,对实验结果进行了宏观的应变测量以及微观的表明形貌检测,横截面制样分析等,讨论了力学加载与金属氧化间的交互作用结果。本文认为,随着温度的变化,拉伸应力与高温氧化二者对材料的氧化形貌和宏观应变变化较大,反应温度在600℃-700℃之间发生性能突变。与传统高温空气力学性能对比,力学加载导致金属管材对高温蒸汽的环境十分敏感,而高温蒸汽也加快了材料的失效。相同温度下,力学加载朝着加重氧化腐蚀的方向影响。相比均匀氧化,应力作用下的氧化物生长痕迹更明显,出现了在无应力下未见的氧化形貌。氧化晶粒尺寸变小,晶粒自由能更高,晶界数量增加,氧化通道及Cr挥发通道增加,表面未形成致密的Cr保护层。氧化皮结构出现多孔结构及微裂纹,“内-外,内-基底”两交接面结合出现不同程度的缺陷,促进了氧化皮的剥落。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621.2

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本文编号：1155180