垃圾焚烧炉水冷壁材料20G钢在硫氯气氛下的腐蚀特性
周寅聪
熊小鹤
谭厚章
西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室,陕西 西安 710049
摘要：受热面高温腐蚀泄露严重威胁垃圾焚烧炉安全运行,腐蚀性元素S和Cl在其中发挥着重要作用,但H2S和HCl在与合金及氧化膜反应中呈现着不同的理化特性和腐蚀特征.由此,进行了气相腐蚀动力学实验,对比了不同温度、浓度气氛下高温H2S腐蚀和HCl腐蚀的速率差异,并基于Pilling-Bedworth理论对腐蚀深度模型进行优化,优化后的模型可以对不同气氛下的腐蚀深度进行预测,进而在一定程度上用于垃圾焚烧炉管壁材料的生命周期计算.气相动力学实验结果表明:在 450℃和 550℃下,H2S的腐蚀速率大于HCl.而在 650℃下,虽然反应刚开始H2S腐蚀速率较大,但 72h后,HCl腐蚀速率开始大于H2S腐蚀速率.H2S和HCl腐蚀速率与温度呈现正相关性,温度越高,腐蚀速率越大.H2S腐蚀反应的平均活化能为 22.8 kJ/mol,低于HCl腐蚀反应的平均活化能(52.0 kJ/mol),但HCl腐蚀反应对温度更敏感,随着温度升高,HCl腐蚀速率增加幅度明显快于H2S.H2S腐蚀速率与浓度呈现正相关性,H2S浓度越大,腐蚀越快,但HCl腐蚀速率与浓度没有显著相关性.此外,氧气对于H2S、HCl的腐蚀速率存在协同作用.氧气存在情况下,H2S和HCl的腐蚀速率与无氧气情况相比明显变大,腐蚀速率增幅平均为 52.5%.腐蚀产物的表征分析发现H2S和HCl主要通过点蚀的方式渗透进入铁基体,样品表面主要成分为铁的氧化物,H2S和HCl腐蚀产物分别为FeS和FeClx.
关键词：垃圾焚烧炉高温腐蚀H2SHCl腐蚀深度活化能
分类号：TK229(蒸汽动力工程)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC3905700)
论文发表日期：2025-07-31
在线出版日期：2025-08-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 3629-3638 )
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