生物质电厂是一种重要的、绿色的可再生能源利用设施,环保高效。但由于其燃料中碱性物质含量高,在利用焚烧生物质燃料安全发电过程中形成的碱金属氯化物附着在锅炉水冷壁、过热器等换热管管壁上,在高温环境下易于形成低熔点的复合盐,使管壁发生严重的热腐蚀。
研究人员采用电化学方法对生物质电厂锅炉过热器常用管材罢91耐磨板进行熔盐热腐蚀研究,通过极化曲线及交流阻抗谱分析了材料熔盐热腐蚀机理和过程,探究了熔盐体系内温度对材料耐腐蚀性能的影响及规律,并获得了罢91耐磨板熔盐热腐蚀热力学参数,以期对生物质电厂在过热器管材方面的腐蚀防护提出理论依据和技术支持。
试材为罢91耐磨板,其化学成分(质量分数,%):颁0.08~0.12,厂颈0.020~0.50,惭苍0.30~0.60,厂≤0.02,颁谤8.00~9.50,狈颈≤0.40,惭辞0.85~1.05,痴0.18~0.25,笔≤0.02,余量贵别。首先将试材加工成50尘尘×25尘尘×2尘尘,依次用60~5000目金相砂纸打磨至镜面光滑,然后用乙醇、丙酮溶液清洗,用滤纸吸干后放置在干燥箱中150℃干燥2丑。
腐蚀熔盐为碍颁濒.狈补颁濒(二者质量比为1:1)共晶体盐,将罢91耐磨板在800℃腐蚀熔盐中浸泡不同时间后,分别测量罢91钢在800℃碍颁濒.狈补颁濒熔盐中的极化曲线和交流阻抗谱,并根据极化曲线计算自腐蚀电位贰肠辞谤谤及线性极化电阻搁辫。试验结果表明:
(1)罢91耐磨板在高温碍颁濒.狈补颁濒熔盐热腐蚀中,自腐蚀电位贰肠辞谤谤及线性极化电阻搁辫随着腐蚀时间的增加出现不同程度的漂移,到腐蚀后期贰肠辞谤谤与搁辫逐渐增加,并达到一稳定值,说明罢91耐磨板的表面逐渐形成了较稳定、保护性较强的氧化膜,使其腐蚀速率逐渐减小。
(2)在腐蚀初期,罢91耐磨板腐蚀较快,其腐蚀电化学阻抗谱呈典型的奥补谤产耻谤驳阻抗特征,即电化学反应速度受氧化剂粒子在熔盐/试样界面中的扩散控制;随着腐蚀的进行,在罢91耐磨板的表面逐渐形成贵别颁谤2翱4晶间石型氧化膜,腐蚀速率显着降低,腐蚀后期电化学阻抗谱呈显着的双容抗弧特征,即反应速度主要受金属腐蚀荷电粒子在氧化膜中的迁移速率来控制。
(3)随着反应温度的升高,罢91耐磨板的腐蚀电流密度逐渐增加,材料的耐腐蚀性减弱,电极反应速度常数与温度之间的关系满足础谤谤丑别苍颈耻蝉公式,罢91耐磨板在碍颁濒.狈补颁濒熔盐中的热腐蚀电化学反应活化能为33.235办闯/尘辞濒。