生物质锅炉过热器钢管在高温碱金属盐环境下的疲劳—蠕变行为研究

发布时间：2023-11-10 19:06

　　生物质在燃烧时会释放大量的碱金属、氯和硫等无机元素,生成碱金属化合物随烟气进入过热器管道在其表面上形成碱金属盐沉积,造成钢管的热腐蚀破坏。同时,生物质过热器管在运行时既承受着启动、停机这样的循环载荷疲劳作用,也承受着稳定运行中的稳定载荷的蠕变作用,导致结构发生腐蚀疲劳/蠕变损伤,从而造成管道的爆裂与失效。为了研究生物质钢管在高温碱金属盐环境下的疲劳-蠕变性能以及失效断裂机制,本文利用RDL05电子蠕变疲劳试验机,扫描电镜、能谱分析、金相显微镜等辅助工具,分别开展了不同循环载荷、碱金属盐种类和蠕变保载时间下的12Cr1MoV合金疲劳-蠕变实验,研究的主要内容及结果如下:(1)开展了不同种类的碱金属盐环境下的高温疲劳-蠕变实验,研究在不同高温碱金属盐腐蚀环境下12Cr1MoV合金疲劳-蠕变性能的变化关系。结果表明,不同的热腐蚀环境对疲劳-蠕变性能的影响较大,高温纯氯盐环境下疲劳-蠕变循环寿命均低于混合硫氯盐环境下,加入的硫酸盐对氯盐的活化氧化有一定的抑制作用,然而,随着K2SO4含量的增加,KCl-75%K2SO4环境中合金表面出现KCl-K2SO4低温共溶体引起硫酸盐的晶界腐蚀,为KCl...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 生物质锅炉过热器管材料的发展
        1.2.1 生物质锅炉过热器管材料
        1.2.2 过热器管损伤失效
    1.3 生物质电厂锅炉过热器管材料高温碱金属腐蚀
        1.3.1 过热器管道表面碱金属混合盐沉积
        1.3.2 生物质锅炉过热器管碱金属盐腐蚀
    1.4 疲劳-蠕变的研究进展
        1.4.1 疲劳、蠕变及其交互作用
        1.4.2 疲劳-蠕变行为的主要研究方法
    1.5 腐蚀环境下材料的疲劳/蠕变研究现状
    1.6 论文课题来源、研究意义及主要内容
        1.6.1 课题研究意义
        1.6.2 课题研究内容
第二章 研究方法
    2.1 实验材料与设备
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验设备
    2.2 疲劳蠕变实验方法
        2.2.1 加载波形
        2.2.2 实验方案
    2.3 实验过程
        2.3.1 试样制备
        2.3.2 试样涂盐方法
        2.3.3 疲劳-蠕变实验
    2.4 实验结果检测
第三章 高温硫氯盐腐蚀对12Cr1MoV合金疲劳-蠕变性能的影响
    3.1 高温硫氯盐腐蚀对12Cr1MoV合金宏观疲劳-蠕变性能的影响
        3.1.1 不同配比碱金属混合盐环境下ε-Nf 曲线
        3.1.2 不同配比碱金属混合盐环境下迟滞回线
    3.2 高温混合硫氯盐环境下试样疲劳-蠕变断裂机制
        3.2.1 高温混合盐环境下试样断裂的宏观断口形貌
        3.2.2 高温混合盐环境下试样裂纹萌生
        3.2.3 高温混合盐环境下试样裂纹扩展
        3.2.4 高温混合盐环境下试样失稳断裂
    3.3 高温碱金属盐腐蚀对12Cr1MoV合金显微组织结构的影响
    3.4 疲劳-蠕变载荷下的基体的组织变化
    3.5 结果分析与讨论
    3.6 本章小结
第四章 载荷及蠕变时间对12Cr1MoV合金疲劳-蠕变性能的影响
    4.1 疲劳-蠕变应力对12Cr1MoV合金性能的影响
        4.1.1 不同循环应力下的ε-Nf 曲线
        4.1.2 不同循环应力对迟滞回线的影响
        4.1.3 不同循环应力下试样截面的微观形貌
        4.1.4 应力对试样微观组织的影响
    4.2 蠕变保载时间对12Cr1MoV合金疲劳-蠕变性能的影响
        4.2.1 不同保载时间下的ε-Nf曲线
        4.2.2 不同保载时间下的迟滞回线
        4.2.3 保载时间对疲劳-蠕变断裂的影响
        4.2.4 保载时间对12Cr1MoV合金基体组织的影响
    4.3 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3862141