生物質(zhì)電廠是一種重要的、綠色的可再生能源利用設(shè)施，環(huán)保高效。但由于其燃料中堿性物質(zhì)含量高，在利用焚燒生物質(zhì)燃料安全發(fā)電過程中形成的堿金屬氯化物附著在鍋爐水冷壁、過熱器等換熱管管壁上，在高溫環(huán)境下易于形成低熔點(diǎn)的復(fù)合鹽，使管壁發(fā)生嚴(yán)重的熱腐蝕。
研究人員采用電化學(xué)方法對生物質(zhì)電廠鍋爐過熱器常用管材邯鋼40Cr圓鋼進(jìn)行熔鹽熱腐蝕研究，通過極化曲線及交流阻抗譜分析了材料熔鹽熱腐蝕機(jī)理和過程，探究了熔鹽體系內(nèi)溫度對材料耐腐蝕性能的影響及規(guī)律，并獲得了邯鋼40Cr圓鋼熔鹽熱腐蝕熱力學(xué)參數(shù)，以期對生物質(zhì)電廠在過熱器管材方面的腐蝕防護(hù)提出理論依據(jù)和技術(shù)支持。
試材為邯鋼40Cr圓鋼其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）：C0.08～0.12，Si0.020～0.50，Mn0.30～0.60，S≤0.02，Cr8.00～9.50，Ni≤0.40，Mo0.85～1.05，V0.18～0.25，P≤0.02，余量Fe。首先將試材加工成50mm×25mm×2mm，依次用60～5000目金相砂紙打磨至鏡面光滑，然后用乙醇、丙酮溶液清洗，用濾紙吸干后放置在干燥箱中150℃干燥2h。
腐蝕熔鹽為KCl.NaCl（二者質(zhì)量比為1:1）共晶體鹽，將邯鋼40Cr圓鋼在800℃腐蝕熔鹽中浸泡不同時(shí)間后，分別測量T91鋼在800℃KCl.NaCl熔鹽中的極化曲線和交流阻抗譜，并根據(jù)極化曲線計(jì)算自腐蝕電位Ecorr及線性極化電阻Rp。試驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）邯鋼40Cr圓鋼在高溫KCl.NaCl熔鹽熱腐蝕中，自腐蝕電位Ecorr及線性極化電阻Rp隨著腐蝕時(shí)間的增加出現(xiàn)不同程度的漂移，到腐蝕后期Ecorr與Rp逐漸增加，并達(dá)到一穩(wěn)定值，說明邯鋼40Cr圓鋼的表面逐漸形成了較穩(wěn)定、保護(hù)性較強(qiáng)的氧化膜，使其腐蝕速率逐漸減小。
（2）在腐蝕初期，邯鋼40Cr圓鋼腐蝕較快，其腐蝕電化學(xué)阻抗譜呈典型的Warburg阻抗特征，即電化學(xué)反應(yīng)速度受氧化劑粒子在熔鹽/試樣界面中的擴(kuò)散控制；隨著腐蝕的進(jìn)行，在邯鋼40Cr圓鋼的表面逐漸形成FeCr2O4晶間石型氧化膜，腐蝕速率顯著降低，腐蝕后期電化學(xué)阻抗譜呈顯著的雙容抗弧特征，即反應(yīng)速度主要受金屬腐蝕荷電粒子在氧化膜中的遷移速率來控制。
（3）隨著反應(yīng)溫度的升高，邯鋼40Cr圓鋼的腐蝕電流密度逐漸增加，材料的耐腐蝕性減弱，電極反應(yīng)速度常數(shù)與溫度之間的關(guān)系滿足Arrhenius公式，邯鋼40Cr圓鋼在KCl.NaCl熔鹽中的熱腐蝕電化學(xué)反應(yīng)活化能為33.235kJ/mol。
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