新型耐腐蚀抗磨损材料的研究与应用

发布时间：2020-10-17 15:20

　　 近年来,由于空气污染的加剧,国家要求火力发电厂必须配备烟气脱硫装置,国内火力发电厂已建的烟气脱硫系统中大多引用国外的技术与装备,国外产品在性能指标、材料研究等方面都处于领先水平,但价格高。国外的脱硫泵价格昂贵,国产泵的过流部件在使用过程中抗磨及耐腐蚀能力达不到要求,使用寿命短。亟待开发一种既要抗磨又耐腐蚀的材料G6,以满足市场的需求。根据输送浆液的性质及所要求的抗磨耐腐蚀性能,设计G6材料的化学成分为:(wt%)C:0.5~1.1,Cr:20~30,Si:0.5~2.0,Mn:0.5~1.0,Ni:4~6.0,Mo:2.0~4.0,Cu:2.0~4.5。研究了900-1100℃固溶和200℃回火对G6材料的抗拉强度、硬度、冲击韧性的影响,对结果进行分析与对比,确定最佳热处理工艺方案为:1000℃固溶处理+200℃回火。得到了最佳的综合机械性能:αk=13-18J/cm2,σb=580-620MPa,HRC=28-32HRC。金相分析表明,G6材料固溶处理后组织为铁素体和奥氏体基体上弥散分布着块状碳化物。分别做了铸态及固溶处理态的静态腐蚀实验和固溶处理态的冲蚀实验,G6材料耐腐蚀性能达到了耐蚀级别,冲蚀实验的年磨损率为0.02-0.28mm/年,能够满足现场运行3-5年的使用要求。以大型脱硫泵的蜗壳为试验产品,做了G6材料的生产工艺性实验:铸造,固溶处理,机加工。生产过程中未出现气孔、严重变形、开裂、夹砂、加工不动等重大问题,生产条件能够满足G6材料的生产。产品在用户进行了工业性实验,使用效果良好,过流部件使用寿命超过了用户要求,达到或超过了国外同等泵材料水平。
【学位单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG135.6
【部分图文】：

随着工业的飞速发展，空气污染也越来越厉害，给人们的工作和生活带来了很大的不良影响，造成污染的主要原因是电厂燃煤产生的二氧化硫对大气的污染（见图1-1）。为了减少火力发电厂对大气的污染，需要上一套净化烟气的脱硫装置及设施，即脱硫系统。脱硫系统中所采用的脱硫剂通常为石灰石浆液，建一个喷淋塔，去中和烟气中的二氧化硫等，即湿法脱硫（FGD系统）。在这个脱硫系统中，为了降低成本，脱硫剂循环使用，脱硫后烟气净化度可达90％以上。图1-1 火力发电厂在脱硫过程中，喷淋塔（见图1-2）的循环系统中的脱硫循环泵、石膏排出泵，雾洗泵等

40%以上；进口KSB600泵型价位在100多万元，是我公司研制的同类产品的2.5倍以上。图1-2 脱硫循环塔脱硫泵选用的材料主要是双相钢和耐磨铸件，德国KSB公司材料是1.4593、澳大利亚WARMAN公司材料是A49、国内同行使用KMTBCr26、CD4MCu、ZG2Cr13等材料，虽然低碳或超低碳双相不锈钢耐腐蚀性能及耐Cl-离子点蚀性能良好，但低碳或超低碳双相不锈钢的抗磨损性能不高，图1.3就是ZG2Cr13材料在火电厂脱硫工况使用3个月后的照片，如图1-3。图1-3 ZG2Cr13材料在火电厂脱硫工况使用3个月另一方面，低碳或超低碳不锈钢在中频炉中的冶炼成本太高，由于国外的材料价格太高、国产的材料质量不稳定，耐腐和耐磨性能不能同时兼顾，达不到工况条件要求或者成本高

图1-2 脱硫循环塔的材料主要是双相钢和耐磨铸件，德国KSB公司材料是司材料是A49、国内同行使用KMTBCr26、CD4MCu或超低碳双相不锈钢耐腐蚀性能及耐Cl-离子点蚀性能良锈钢的抗磨损性能不高，图1.3就是ZG2Cr13材料在火电片，如图1-3。
【参考文献】

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本文编号：2844965