电站锅炉模拟烟气环境下的非晶涂层耐腐蚀性能研究

摘要

我国电站锅炉在实际运行过程中，受煤种变化等因素的影响，实际的排烟温度常常比设计值高，这会大幅度地降低锅炉的热效率，为提高电站的运行效率应有效地回收烟气余热。煤炭中含有一定量的硫元素，在锅炉的尾部烟道中，烟气中的水蒸气和硫酸蒸汽进入温度较低的受热面时，与金属壁面接触，可能发生冷凝而对金属壁面造成低温腐蚀，从而影响设备的安全运行，缩短其使用寿命，因此，要突破金属材料腐蚀的限制以充分利用烟气余热。非晶合金是一种高强度、高硬度和耐腐蚀的新型材料，在原有的金属材料上镀上非晶合金，可作为低温烟气腐蚀问题的解决方法。
　　本文开展非晶合金在低温烟气环境下的腐蚀研究。通过调研选取合适的工艺参数，采用激光熔覆技术制备单层和双层铁基非晶涂层，随后进行了金相分析、SEM观察、X射线衍射分析、能谱分析和维氏硬度表征，结果表明:制备的非晶涂层结构致密均匀，表面裂纹较少，冶金结合良好，出现了明显的分层现象，非晶颗粒中夹杂着少量的纳米晶颗粒，非晶/纳米晶的复合结构使基体的硬度提升了2～3倍;然后，进行摩尔浓度为0.5mol/l的硫酸和质量浓度为3.5％的氯化钠电化学实验，得出试样的Tafel极化曲线显示:非晶涂层的自腐蚀电位明显高于基体，自腐蚀电位分别提高了0.1V～0.2V，表明涂层能很好地适应电站强酸等腐蚀环境;最后，模拟烟气腐蚀实验结果表明:单层非晶涂层的耐腐蚀速率约为基体的2倍，双层非晶涂层的耐腐蚀速率约为基体的3倍，主要原因是涂层自身的复合结构性能优异，同时，钼、铬等微量元素在表面形成钝化膜，可阻止烟气腐蚀的继续深入。
　　综合分析，在基体上用激光熔覆技术镀上非晶涂层，可以有效地改善基体的耐腐蚀性能。研究成果将为低温烟气腐蚀环境下的金属材料优化提供指导，有助于推动烟气余热利用由理论分析走向工程实践。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．3 研究内容

第2章 非晶合金的研究与制备

2．2 非晶合金的概念

2．3 非晶合金的技术

2．3．1 激光熔覆技术

2．3．2 火焰喷涂技术

2．4 非晶合金的制备

2．5 本章小结

3．1 引言

3．2 金相分析

3．2．1 金相分析表征

3．2．2 金相分析结果与分析

3．3 扫描电镜

3．3．1 扫描电镜表征

3．3．2 扫描电镜结果与分析

3．4 能谱分析

3．4．1 能谱分析表征

3．4．2 能谱分析结果与分析

3．5 X射线衍射

3．5．1 X射线衍射表征

3．5．2 X射线衍射结果与分析

3．6 维氏硬度

3．6．1 维氏硬度表征

3．6．2 维氏硬度结果与分析

3．7 本章小结

4．1 引言

4．2 非晶涂层的硫酸电化学实验

4．2．1 硫酸电化学实验过程

4．2．2 硫酸电化学实验结果

4．3 非晶涂层的氯化钠电化学实验

4．3．1 氯化钠电化学实验过程

4．3．2 氯化钠电化学实验结果

4．4 本章小结

5．1 引言

5．2 烟气腐蚀实验准备

5．3 烟气腐蚀实验记录

5．4 烟气腐蚀实验结果

5．5 本章小结

6．1 研究总结

6．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

硕士学位论文科研项目背景

致谢