超临界锅炉水冷壁管材的点蚀性能研究

发布时间：2020-01-23 05:42

【摘要】：超(超)临界火力发电机组已经成为我国的主力发电机组,全世界投运容量最大。但随着火力发电厂机组参数的提高,锅炉四管(水冷壁管、再热器管、过热器管、省煤器管)对给水中杂质离子更加敏感,给水中微量的杂质离子都可能引起锅炉管道的腐蚀,若给水中的杂质离子浓度超过允许值,将加速锅炉管道的腐蚀和结垢,甚至引起爆管。因此研究给水中杂质离子对炉管的腐蚀,对确保机组的安全经济运行有着重要的意义。本文以目前在役的超临界锅炉常用水冷壁管材料15CrMoG、12CrlMoVG、T12和T23为研究对象,采用动电位扫描法、交流阻抗技术研究了在模拟给水加氧水工况(OT)和弱氧化性全挥发处理水工况(AVT(O))溶液中,Cl-和SO42-对四种管材的点蚀特性影响；并通过电化学噪声和高温挂片实验辅助研究了T23在模拟弱氧化性全挥发处理水工况(AVT(O))溶液中的点蚀特性,并采用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对挂片后的试片的表面形态进行表征并分析其组分,讨论了Cl-和SO42-诱导点蚀的机理。研究得出主要结论如下：(1)AVT(O)工况下,Cl-和SO42-能够诱发12CrlMoVG、5CrMoG、T12和T23材料产生点蚀,四种水冷壁管材料对Cl-腐蚀敏感性由大到小的顺序为：T23T12 12CrlMoVG15CrMoG,四种水冷壁管材料对SO42-的敏感性顺序为T23T12 15CrMoG12CrlMoVG。(2)OT工况下,Cl和SO42-的存在对T12和T23材料的点蚀诱导能力较强,对12CrlMoVG和15CrMoG的点蚀诱导能力较弱；四种水冷壁管材料在该条件下耐腐蚀能力顺序为：T23 15CrMoGT12 12CrlMoVG,四种水冷壁管对SO42-的敏感顺序为15CrMoGT23T1212CrlMoVG。(3)Cl-和SO42-与OH-在金属表面产生竞争吸附,阻碍了OH-对金属的钝化作用。(4)Cl-对T23材料的点蚀诱导期和发展期在电极浸入溶液之后0-1500S之间,1500S之后形成稳定的点蚀。(5)高温条件下,T23试片表面形成Fe304氧化膜,Cl-和SO42-能够破坏T23表面所生成的氧化膜,促进T23材料基体的溶解,加速T23材料的腐蚀,但不会改变T23表面氧化膜的组成。
【图文】：

示意图,电化学测试,加工示意图,试片

电极的面积相对于辅助电极来说很小（例如用大的伯黑电极），则Ｃｄ很大，其容逡逑抗Ｘｅｄ比串联电路中的其他元件小得多，因此辅助电极的界面阻抗可忽略，其等逡逑效电路就可简化为图２．４。逡逑Ｒｓ邋Ｚｆ逡逑图２．４等效电路图逡逑交流阻抗的分析作图方法有兰种：①用电极阻抗的实部Ｚ＇和虚部Ｚ＂分别对逡逑拍－１／２作图，，称为兰德尔斯图；②各频率电极阻抗的实部Ｚ对虚部Ｚ＂作图得复数逡逑平面图；⑤阻抗的模对数ｉｇ｜ｚ｜和相位角对频率的对数作图。逡逑１３逡逑

工况图,工况,图谱,测量体系

对测量体系干扰小，并且可Ｗ提供多角度的界面状态与过程的信息，数据分析过程相对逡逑简单，结果可靠。模拟ＡＶＴ邋（０）工况溶液中，１２打ＩＭｏＶＧ、１５ＣｒＭｏＧ、Ｔ１２、Ｔ２３电逡逑极在不同浓度Ｃｌ－离子溶液中的因Ｓ图谱分别如图３．２中ａ）、ｂ）、Ｃ）、ｄ）所示。逡逑的００－逦１２ＣｒｌＭｏＶＧ逦■逦ｌｏｏｏｏ－邋—■—Ｏｍｇ／Ｌ逦ＩＳＣｒＭｏＧ逦—ｏ—邋Ｆｉｔ邋Ｏｍｇ／Ｌ逡逑７０００＾逦ＡＶＴ（０）逦ｆ逦／逦，邋—－５邋扣邋ｇ／Ｌ逦ＡＶＴ（０）逦－＾ＦｉｔＳｍｇ／Ｌ逡逑－１０００－ｊ￣Ｉ￣Ｉ￣Ｉ￣［￣ｒ—ｎ￣Ｉ￣＾￣Ｉ邋■邋Ｉ￣？￣１￣＇￣￣Ｉ——＊１邋￣■—ｎ￣■｛逦＇邋Ｉ逦？邋Ｉ逦■逦？逦？逦１逦Ｉ逡逑０逦２００日邋４００日邋６Ｍ０邋的００邋１００００邋１２改０邋１邋仙００邋巧０００邋１邋扣００邋２００邮邋２２０阳逦０逦５Ｄ００逦１００００邋巧０００逦２００００逦２５０００逦３００００逡逑Ｚ（ａ）／ｏｈｍ逦Ｚ（ａ）／ｏｈｍ逡逑壤．逦■逡逑ａ）邋Ｃｌ－对１２ＣｒｌＭｏＶＧ邋ＥＩＳ图谱的影响逦ｂ）邋Ｃｔ对ｌ５ＣｒＭｏＧ回Ｓ图谱的影响逦，．逡逑。0化邋Ｉ逦逦邋Ｉ邋■—逦１逦逦逦逦１逡逑
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM621.2

【参考文献】