1 工況和腐蝕的宏觀檢查
發電廠燃煤鍋爐的燃料是褐煤。鍋爐煙氣溫度為1050-1100,水冷壁是鍋爐的蒸發受熱面。鍋爐水冷壁為翅片管結構。水冷壁管規格為38mm5mm不銹鋼管。材質為2520西德進口。內管壁溫度約370,已使用10多年。在靠近翅片的受熱面管壁上附著有一些顆粒狀物質,使管壁粗糙不平,受熱面管冠處出現許多腐蝕坑,腐蝕坑形狀不規則。尺寸在1mm X 1mm-2mm X 2mm深度0.1mm-0.3mm之間翅片管冠附近腐蝕產物對比分析,管冠腐蝕坑形成原因。
2 金相檢驗
不銹鋼管的橫截面經過預拋光、拋光和4%酸性酒精腐蝕,制備金屬織構試樣,然后用金屬織構顯微鏡觀察腐蝕產物的橫截面和形狀。水冷壁管截面金屬組織為鐵素體+珠光體,不銹鋼管受熱面布滿腐蝕產物,管冠腐蝕產物厚度不均,部分腐蝕產物呈楔形并延伸至基材,在最深點處達到0.35.mm。腐蝕性產品在針腳附近局部剝落。腐蝕產物的厚度比較均勻。
3 顯微分析
將水冷壁管進行線切割,用掃描電鏡(SEM)觀察受熱面的表面形狀,受熱面管冠處存在形狀不規則的腐蝕孔。放大倍數高,此時腐蝕產物有孔洞,靠近翅片的受熱面管壁上附著一些顆粒狀物質,使管壁粗糙不平。
表1 顯示了不銹鋼管被加熱表面的化學成分,通過掃描電子顯微鏡和能譜(EDS)分析。翅片不一致,表面掃描結果表明表面材料的化學成分是等效的。除含有Fe元素外,還含有一定量的S、Al、Si、K等元素。煙霧中的灰燼。
列出了對不銹鋼管的橫截面進行預拋光和拋光后,采用定點測量法,用電子探針對從外表面到管體的腐蝕產物和基本化學成分進行定量測量的結果。其中,第6點和第10點為基體組成,其余點為腐蝕產物組成。螺紋附近受熱面相等,均含硫較多,重量百分比大于20%,圖3為腐蝕產物硫分布,有部分AL、Si和少量K吸附,可見Al、Si , 和K 是由于表面和內部含有少量的A1、Si 和K 而附著在表面的灰分。另一座帶有t的元甲墓符合15Mo3的配置范圍。
用X射線衍射分析儀分析腐蝕產物的相組成后,首先將附著在不銹鋼管上的顆粒物和松散腐蝕產物刮掉并粉碎成更細的粉末,然后進行X射線衍射.對壁面進行原位X射線衍射分析,衍射峰一致,腐蝕產物主要由Fe3O4、Fe2O3和FeS組成。
4 腐蝕坑原因分析
結合電子探針和能譜儀的分析結果可知,腐蝕產物中含有高達20%(wt%)的S元素,通過X射線衍射分析可知,腐蝕產物主要由Fe3O 組成。分析FeO和硫化物(FeS)的成分,在熱載體和硫腐蝕過程中形成腐蝕產物,水冷壁管受熱面與鍋爐熱煙氣接觸,廢氣中的氧氣進入不銹鋼管的表層,在這個過程中,在金屬表面形成氧化膜,碳鋼在570以下左右,氧化膜由Fe3O和Fe20組成,Fe2O3含氧量高含量在外面。這種氧化膜具有很好的保護作用??紤]到缺點,一般認為碳鋼不需要擔心氧化。540C以下的問題碳鋼的熱強度在500C以上顯著下降。因此,碳鋼的工作溫度取決于熱量。取決于。
高壓鍋爐水冷壁管外壁常發生高溫硫腐蝕,在燃燒器高度處,未燃火焰直接清洗水冷壁管,消耗大量氧氣。連續燃燒,從而降低還原性或可回收介質的狀態,形成,在這種情況下發生硫腐蝕。
粉煤黃鐵礦(FeS2)沖到管壁受熱分解游離原子硫和硫化亞鐵,當管壁溫度達到350左右時,原子硫與鐵反應生成硫化亞鐵(FeS)。氧化生成黑色磁性氧化鐵(Fe3O4)。腐蝕產物的高硫含量和硫化物相的存在表明硫腐蝕是腐蝕和腐蝕坑形成的主要原因。
SEM觀察結果(圖2)表明腐蝕產物涂層不完整,因為腐蝕產物中有裂紋和孔洞。鐵的硫化物和氧化物,腐蝕產物,在腐蝕產物開裂的同時局部剝落形成腐蝕坑。腐蝕繼續徑向發展,形成楔形腐蝕產物。
5 結論及保護措施
根據以上實驗和分析,初步判斷水冷壁管受熱面上的腐蝕孔是硫腐蝕引起的,腐蝕孔可以繼續沿徑向發展。翅片附近表面腐蝕產物和管冠各處腐蝕產物相同翅片附近風力較大,附著煤燃燒產生的粉塵和剝落腐蝕產物推薦使用低硫煤,盡量使用含量,燃燒過程A形成還原性或還原性氣氛以控制硫腐蝕以增加氧氣供應用于保護。