dg1025鍋爐高溫再熱器高溫腐蝕原因分析與防止措施

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1、DG1025鍋爐高溫再熱器高溫腐蝕原因分析與防止措施

2、第1內(nèi)容顯示中在被檢管段背煙氣流側(cè)取樣，按矩形比例對(duì)試樣加工進(jìn)行常溫拉伸試驗(yàn)，同時(shí)在被檢管段背煙氣流側(cè)取樣，試樣在CSS-1120電子萬能試驗(yàn)機(jī)上加熱至580℃，保溫15min，保持3mm/min的過渡拉伸，進(jìn)行高溫短時(shí)拉伸試驗(yàn)，結(jié)果見表2。500)this.style.ouseg(this)">表2中數(shù)據(jù)表明，被檢管段所測(cè)試強(qiáng)度指標(biāo)符合GB5310對(duì)12Cr2MoPa，抗拉強(qiáng)度sb不小于540~730MPa，延伸率d5不小于18%。（2）壓扁、擴(kuò)口試驗(yàn)壓扁

3、、擴(kuò)口試驗(yàn)按鍋爐管檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，檢測(cè)結(jié)果合格。（3）硬度測(cè)試對(duì)被檢管段的橫截面進(jìn)行硬度試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)備為HXS-1000A數(shù)字顯微硬度儀，結(jié)果如表3。從表中數(shù)據(jù)可見，迎煙氣流側(cè)與背煙氣流側(cè)硬度變化不顯著，外壁硬度略有下降，屬正常。500)this.style.ouseg(this)">2.4金相試驗(yàn)從被檢管段上分別取迎煙氣流側(cè)、背煙氣流側(cè)、橫截面、縱截面試樣，試樣經(jīng)冷鑲嵌處理后，作金相分析試驗(yàn)。檢測(cè)方法為：粗磨、金相砂紙細(xì)磨、拋光、4%HNO3酒精侵蝕，用OLYMPUS大型金相顯微鏡和掃描電鏡觀察并拍照。金相檢驗(yàn)

4、結(jié)果如下：迎煙氣流側(cè)橫截面外壁有兩層附著物，最外層為褐色結(jié)垢，呈殼狀，厚1~2.5mm；其下為一層氧化膜，氧化膜下為金屬基體?；w金相組織分析為回火貝氏體，氧化膜下金屬金相組織出現(xiàn)深2~3個(gè)晶粒的沿晶腐蝕微裂紋，如圖1所示。由圖１可見，迎煙氣流側(cè)內(nèi)外壁之間和內(nèi)壁附近組織正常，內(nèi)壁氧化膜均勻、致密，厚度0.22~0.26mm。500)this.style.ouseg(this)">2.5電子顯微及微區(qū)成分分析取迎煙氣流側(cè)帶結(jié)垢試樣(1號(hào))，經(jīng)處理后利用JXA-8800RElectronProbeMicroanal

5、yzer進(jìn)行電子探針微區(qū)成分分析，并進(jìn)行了電子探針面掃描。為了判斷垢的性質(zhì)，利用電子探針對(duì)垢中的不同區(qū)域進(jìn)行微區(qū)成分分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，結(jié)垢中除鐵的氧化物外，還存在Na、K、Al、Si、S、Ca、O等元素，其中S分布在表面結(jié)垢和氧化膜中，它的大量存在對(duì)金屬產(chǎn)生較嚴(yán)重的腐蝕，S以各種硫酸鹽的形式存在。對(duì)迎煙氣流側(cè)外壁垢下氧化膜進(jìn)行電子探針微區(qū)成份分析結(jié)果表明，其主要成份為FeO，但也存在有2.32%的S。金屬管子外壁近表面在金相分析時(shí)發(fā)現(xiàn)有沿晶裂紋，為判斷裂紋內(nèi)的腐蝕產(chǎn)物，對(duì)近表面進(jìn)行電子探針面掃描。結(jié)果表明沿晶腐蝕

6、產(chǎn)物中存在較多的S，即S沿晶分布，證明沿晶腐蝕主要是S的作用結(jié)果。2.6表面垢樣結(jié)構(gòu)和成分分析對(duì)被檢管段迎煙氣流側(cè)外壁結(jié)垢取樣，在X射線衍射儀上進(jìn)行物相鑒定，發(fā)現(xiàn)主晶相為a-Fe2O3、次晶相為Fe2(OH)2(SO4)2·7H2O。利用美國LECO公司的CS-444紅外碳硫儀，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所取的兩組外表面垢樣分別進(jìn)行S的定量分析，結(jié)果見表4。500)this.style.ouseg(this)">3高溫再熱器產(chǎn)生硫酸鹽型高溫腐蝕機(jī)理的分析在煤粉火焰中，由于煤的灰質(zhì)中含有堿金屬的礦物質(zhì)(主要是氯化物，記作RCl)，在

7、燃燒過程中，礦物質(zhì)中的鈉揮發(fā)、升華，非揮發(fā)性硅酸鋁中的鉀通過置換反應(yīng)，被釋放出來，這些氯化物與其它成分反應(yīng)生成氫氧化物(ROH)、硫酸鹽(R2SO4)、硅酸鹽(R2SiO3)和硫化物(R2S)等。鈉和鉀與煙氣中SO3反應(yīng)生成Na2SO4和K2SO4，其蒸汽冷凝溫度在1150K左右，因此，氣態(tài)的Na2SO4與K2SO4擴(kuò)散到較冷的管子表面時(shí)，便凝結(jié)在管壁氧化膜上，氣相擴(kuò)散較硅酸鹽灰粒慣性撞擊沉積快，所以管子表面上首先沉積的是Na2SO4和K2SO4。這些堿性硫酸鹽可以組成低熔點(diǎn)復(fù)合物，其中Na2SO4·K2SO4

8、·FeSO4共熔點(diǎn)為554℃，Na2SO4·K2SO4共熔點(diǎn)為827℃，當(dāng)附著物中K、Na克分子含量之比為1:1時(shí)，K、Na復(fù)合物熔點(diǎn)變化在550~680℃。硫酸鹽腐蝕過程主要是在附著層中堿性硫酸鹽參與作用的氣體腐蝕，即受熱面上熔融的硫酸鹽吸收SO3，并在Fe2O3與Al2O3的作用下，生成復(fù)合硫酸鹽(Na,K)(Fe,Al)(SO4)3。復(fù)合硫酸鹽不像Fe2O3那樣在管子上形成穩(wěn)定的保護(hù)膜，當(dāng)硫酸鹽沉積厚度增加，表面溫度升高至熔點(diǎn)溫度時(shí)，F(xiàn)e2O3氧化保護(hù)膜被復(fù)合硫酸鹽溶解破壞，使管壁繼續(xù)腐蝕。引起過熱器和再

9、熱器煙側(cè)腐蝕的是復(fù)合硫酸鹽M3Fe(SO4)3。熔融狀態(tài)的M3Fe(SO4)3可以通過腐蝕產(chǎn)物層到達(dá)金屬表面，它與金屬基體的反應(yīng)為500)this.style.ouseg(this)">反應(yīng)可能先生成FeS，F(xiàn)eS再和氧作用生成SO2和Fe3O4。反應(yīng)產(chǎn)物SO2可以氧化為SO3，所生成的SO3又和飛灰中的Fe2O3、反應(yīng)產(chǎn)物M2SO4起化學(xué)作用，生成M3Fe(SO4)3，繼續(xù)腐蝕金屬，