生物质锅炉防高温氯腐蚀陶瓷涂层研究及应用

发布时间：2021-08-25 21:14

　　针对生物质锅炉受热面存在的高温氯腐蚀问题,在12Cr1MoVG钢片表面制备先驱体陶瓷涂层,模拟生物质锅炉受热面积灰中的碱金属氯盐腐蚀,对涂层试样和钢片试样在400℃、450℃和500℃温度下进行KCl盐膜高温腐蚀实验。实验结果表明:在高温下,KCl对12Cr1MoVG钢的腐蚀速率随温度升高而增加,腐蚀后产物主要为Fe₂O₃;涂层试样能显著抵抗KCl腐蚀。对涂层进行SEM-EDS分析后发现涂层截面完整致密,与基材结合良好,内部检测不到氯元素,涂层起到了保护基材的作用。将先驱体陶瓷涂层技术应用于某台130 t/h有氯腐蚀问题的水冷振动炉排生物质锅炉,运行半年结果显示涂层仍存在,对受热面起到了明显的防护效果。 

【文章来源】：能源工程. 2020,(05)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

涂层制备工艺流程

图2分别是在400 ℃、450 ℃和500 ℃温度下涂层试样和钢片试样的质量变化曲线。从图中可以看出钢片试样质量在整个腐蚀过程中随时间呈线性下降趋势。对腐蚀质量变化曲线进行线性拟合,拟合后400 ℃、450 ℃和500 ℃下的腐蚀动力学方程为:y=-0.0813x+0.0753、y=-0.142-1.348和y=-0.3774x+2.4375。曲线的斜率代表腐蚀速率,因此钢片在400 ℃、450 ℃和500 ℃下的腐蚀速率为0.0813 mg/(cm2·h)、0.142 mg/(cm2·h)和0.3774 mg/(cm2·h),可见钢片在KCl盐膜下的高温腐蚀速率随温度升高而升高,这与武岳[18]研究受热面金属氯腐蚀特性结果一致。涂层试样在腐蚀试验进行168 h后质量基本不发生变化,表明涂层本身没有腐蚀,并且涂层有效阻止了KCl对内部钢材的腐蚀,起到了抗高温氯腐蚀的效果。

图3(b)为涂层试样截面形貌图,图中涂层截面完整,与钢片紧密连接。对涂层截面内部2区域进行EDS分析后未检测到氯元素(见表3),涂层形成一层致密且稳定的保护层,阻止氯元素向内部的扩散,从而起到了抗高温氯腐蚀的效果。然而,还可以看出涂层内部存在一些孔洞,孔洞贯穿涂层会使涂层的保护性失效,需要在后续涂层研究过程中重点关注。表3 KCl盐膜下腐蚀后涂层试样及钢片试样表面EDS分析(At.%) 区域 Si O Fe Cl K Zr 1 — 38.1 56.3 5.4 0.2 — 2 13.4 61.6 — — — 24.3

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3362866