熱腐蝕

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熱腐蝕原理

機理引起熱腐蝕的沉積物主要是硫酸鈉(NaZSO4),此外還有鹼金屬鹼土金屬硫酸鹽,如硫酸鉀(KZSO4)、硫酸鈣(CaSO;)等。它們是由燃料中所含的等雜質和從空氣中吸入的氯化鈉(NaCI)等在高溫燃燒過程中反應而生成。NaZSO;的形成可表述為HZO(g)2NaC,當金屬表面溫度低於NaZSO、(v)時,它就會以熔鹽形式發生沉積。


熱腐蝕的機理

硫化模型,認為熱腐蝕是由硫酸鹽金屬反應產物硫化物加速氧化所致。


鹽熔模型,認為熱腐蝕合金表面保護性氧化物熔鹽作用下發生鹼性或酸性溶解,隨後在熔鹽中以疏鬆無保護性粒子形式發生再沉積的過程。所以又稱為氧化物溶解/再沉積模型。


電化學模型,把熱腐蝕描述為電化學反應過程。一般情況下,熱腐蝕機理可歸結為由硫化物形成引起的緻密氧化層的蛻變對陽極過程的加速作用。


種類和特徵熱腐蝕分類

第一類(高溫)指工況溫度高於硫酸鹽沉積物熔點熱腐蝕


第二類(低溫)指工況溫度低於硫酸鹽沉積物熔點熱腐蝕,由合金中基金屬氧化物與氣氛中的503及沉積物相互作用形成的液態二元或多元共晶硫酸鹽引起。


熱腐蝕的特徵

除孕育期外,比在相應的高溫氣體環境中有更快的氧化速度,動力學曲線或呈直線規律,或大體上符合拋物線規律。其腐蝕產物有與混在一起的疏鬆基金屬氧化物層,以及緊靠合金表面的富集有優先氧化性元素的較為緻密的氧化物層,在合金/氧化物交界面及合金基體中有金屬硫化物


防止措施防止熱腐蝕的主要措施

①燃料處理。去除等有害雜質,使用緩蝕劑,添加氧化鈣氧化鎂,以便在燃燒時生成高熔點硫酸鹽等。


②合理設計:如避免渦流沖刷,降低金屬表面溫度等。


合金開發:兼顧高溫力學性能和耐蝕性能,研製耐蝕合金。如Nimocast739等合金具有較好的耐熱腐蝕性能。


④塗層防護:在工程中獲得應用的有滲塗層,鋁矽共滲塗層、電子束物理氣相沉積和低壓等離子噴塗的MCrAIY(M為鎳和/或鑽)塗層、三氧化二憶部分穩定的陶瓷熱屏蔽塗層等。此外,還有多種在試用和研製的塗層,如改性鋁化物塗層等。在第二類熱腐蝕環境中,含有微量反應元素高鉻金屬塗層具有優良的保護性能。


相關詞條

合金 渦流 電子束
氧化 熔鹽 氧化鈉

 


 


參考資料

http://www.luojia.net/baike/2008/0831/article_128537.html