dg1025锅炉高温再热器高温腐蚀原因分析与防止措施

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1、DG1025锅炉高温再热器高温腐蚀原因分析与防止措施

2、第1内容显示中在被检管段背烟气流侧取样，按矩形比例对试样加工进行常温拉伸试验，同时在被检管段背烟气流侧取样，试样在CSS-1120电子万能试验机上加热至580℃，保温15min，保持3mm/min的过渡拉伸，进行高温短时拉伸试验，结果见表2。500)this.style.ouseg(this)">表2中数据表明，被检管段所测试强度指标符合GB5310对12Cr2MoPa，抗拉强度sb不小于540~730MPa，延伸率d5不小于18%。（2）压扁、扩口试验压扁

3、、扩口试验按锅炉管检验标准进行，检测结果合格。（3）硬度测试对被检管段的横截面进行硬度试验，试验设备为HXS-1000A数字显微硬度仪，结果如表3。从表中数据可见，迎烟气流侧与背烟气流侧硬度变化不显著，外壁硬度略有下降，属正常。500)this.style.ouseg(this)">2.4金相试验从被检管段上分别取迎烟气流侧、背烟气流侧、横截面、纵截面试样，试样经冷镶嵌处理后，作金相分析试验。检测方法为：粗磨、金相砂纸细磨、抛光、4%HNO3酒精侵蚀，用OLYMPUS大型金相显微镜和扫描电镜观察并拍照。金相检验

4、结果如下：迎烟气流侧横截面外壁有两层附着物，最外层为褐色结垢，呈壳状，厚1~2.5mm；其下为一层氧化膜，氧化膜下为金属基体。基体金相组织分析为回火贝氏体，氧化膜下金属金相组织出现深2~3个晶粒的沿晶腐蚀微裂纹，如图1所示。由图１可见，迎烟气流侧内外壁之间和内壁附近组织正常，内壁氧化膜均匀、致密，厚度0.22~0.26mm。500)this.style.ouseg(this)">2.5电子显微及微区成分分析取迎烟气流侧带结垢试样(1号)，经处理后利用JXA-8800RElectronProbeMicroanal

5、yzer进行电子探针微区成分分析，并进行了电子探针面扫描。为了判断垢的性质，利用电子探针对垢中的不同区域进行微区成分分析，结果发现，结垢中除铁的氧化物外，还存在Na、K、Al、Si、S、Ca、O等元素，其中S分布在表面结垢和氧化膜中，它的大量存在对金属产生较严重的腐蚀，S以各种硫酸盐的形式存在。对迎烟气流侧外壁垢下氧化膜进行电子探针微区成份分析结果表明，其主要成份为FeO，但也存在有2.32%的S。金属管子外壁近表面在金相分析时发现有沿晶裂纹，为判断裂纹内的腐蚀产物，对近表面进行电子探针面扫描。结果表明沿晶腐蚀

6、产物中存在较多的S，即S沿晶分布，证明沿晶腐蚀主要是S的作用结果。2.6表面垢样结构和成分分析对被检管段迎烟气流侧外壁结垢取样，在X射线衍射仪上进行物相鉴定，发现主晶相为a-Fe2O3、次晶相为Fe2(OH)2(SO4)2·7H2O。利用美国LECO公司的CS-444红外碳硫仪，对现场所取的两组外表面垢样分别进行S的定量分析，结果见表4。500)this.style.ouseg(this)">3高温再热器产生硫酸盐型高温腐蚀机理的分析在煤粉火焰中，由于煤的灰质中含有碱金属的矿物质(主要是氯化物，记作RCl)，在

7、燃烧过程中，矿物质中的钠挥发、升华，非挥发性硅酸铝中的钾通过置换反应，被释放出来，这些氯化物与其它成分反应生成氢氧化物(ROH)、硫酸盐(R2SO4)、硅酸盐(R2SiO3)和硫化物(R2S)等。钠和钾与烟气中SO3反应生成Na2SO4和K2SO4，其蒸汽冷凝温度在1150K左右，因此，气态的Na2SO4与K2SO4扩散到较冷的管子表面时，便凝结在管壁氧化膜上，气相扩散较硅酸盐灰粒惯性撞击沉积快，所以管子表面上首先沉积的是Na2SO4和K2SO4。这些碱性硫酸盐可以组成低熔点复合物，其中Na2SO4·K2SO4

8、·FeSO4共熔点为554℃，Na2SO4·K2SO4共熔点为827℃，当附着物中K、Na克分子含量之比为1:1时，K、Na复合物熔点变化在550~680℃。硫酸盐腐蚀过程主要是在附着层中碱性硫酸盐参与作用的气体腐蚀，即受热面上熔融的硫酸盐吸收SO3，并在Fe2O3与Al2O3的作用下，生成复合硫酸盐(Na,K)(Fe,Al)(SO4)3。复合硫酸盐不像Fe2O3那样在管子上形成稳定的保护膜，当硫酸盐沉积厚度增加，表面温度升高至熔点温度时，Fe2O3氧化保护膜被复合硫酸盐溶解破坏，使管壁继续腐蚀。引起过热器和再

9、热器烟侧腐蚀的是复合硫酸盐M3Fe(SO4)3。熔融状态的M3Fe(SO4)3可以通过腐蚀产物层到达金属表面，它与金属基体的反应为500)this.style.ouseg(this)">反应可能先生成FeS，FeS再和氧作用生成SO2和Fe3O4。反应产物SO2可以氧化为SO3，所生成的SO3又和飞灰中的Fe2O3、反应产物M2SO4起化学作用，生成M3Fe(SO4)3，继续腐蚀金属，