什么是高温腐蚀？什么是高温腐蚀

高温腐蚀是金属材料在高温下与环境介质发生反应引起的破坏。

通常根据腐蚀介质的状态，把高温腐蚀分为三类。

（1）高温气态介质腐蚀，通常称为高温氧化、高温气体腐蚀、燃气腐蚀或干腐蚀等。（钢铁行业主要是这种腐蚀）

（2）高温液态介质腐蚀，也叫高温液体腐蚀或热腐蚀，包括高温液态金属腐蚀和溶盐腐蚀等。

（3）高温固体介质腐蚀，也叫高温磨蚀或冲蚀。

合金化是提高钢的抗氧化性的重要途径。

综合许多研究结果，钢中常加的合金元素的作用如下。

(1) Cr、Al、Si等元素能提高钢的抗高温氧化和硫化的能力；

(2) Nb、Ti、V、Cr、Mo、W等元素能防止钢的氢腐蚀；

(3) Ni、Co、Cu等元素能耐高温氮化；

(4) Ni、Cu、Al、Si、Ti、Cr(>18％)能减轻钢的渗碳作用；

(5) Ni、Mn、N等元素能稳定钢中的奥氏体组织；

(6) Mo、W、V、Nb、Ti、Al、Si等元素在高温下能提高钢的高温持久强度及抗蠕变性能。

镍基高温合金的抗氧化性

镍基合金是目前在高温高负荷条件下使用的优良耐蚀合金。

金属Ni和Fe、Co一样都是过渡族元素，其原子尺寸、晶体结构和物理化学性质也和Fe、Co相似。Ni氧化时只生成p型半导体NiO氧化膜。其表面反应速率和氧化膜增长速度都显著低于Fe和Co。这是由于NiO的晶格参数小和晶体中阳离子空穴浓度低的关系。这使NiO锈皮具有很好的致密性和低的氧化速度。此外，NiO氧化膜具有优良的高温塑性，而且与基体Ni有近似的热膨胀系数，这使锈皮在应力和冷热交变作用下能牢固地附着在基体表面而不脱落。但是NiO表面可大量吸附氧，Ni中溶解氧的能力也比Fe、Co强，因此Ni合金易发生内氧化。

Ni的高温抗氧化性优于Fe和Co，略低于Cr。Ni的抗氧化温度可达1100℃，还有良好的抗高温碳蚀、氮蚀、卤素气体腐蚀性能，只是在含硫的气体中腐蚀严重。Cr在300℃～900℃间氧化可生成稳定的斜方六面体结构的α—Cr2O3，是p型半导体，熔点为2400℃。。

在Ni—Cr系固溶强化型合金中，为确保抗氧化性，合金中Cr含量应维持在20％～30％。超过30％对力学性能有不利影响。在Ni80Cr20中加入微量稀土元素或Mn，可增加锈皮与基体的结合力，并由于形成MnCr2O4尖晶石型氧化物阻碍了CrO3的形成，可使氧化速度降低，内氧化也减轻了。

Ni—Cr二元系中加入W、Mo等元素可增加合金的固溶强度，提高基体的再结晶温度，并降低基体中原子的扩散速度，它们对合金的抗氧化性也有一定的影响。

Ni基高温合金种类很多

锅炉受热面有二种腐蚀：高温腐蚀和低温腐蚀

(1)高温腐蚀的防止：

运行中调整好燃烧，控制合理的过剩空气系数，防止一次风冲刷壁面，使未燃烬煤粉在结焦面上停留合理配风，防止喷燃器附近壁面出现还原性气体。

提高金属的抗腐蚀能力。

降低燃料中的含硫量。

确定合适的煤粉细度。

(2)低温腐蚀的防止：

采用热风再循环或暖风器，提高空气预热器的进风温度，使预热器的冷端壁温超过酸露点温度一定数值。

降低燃料中的含硫量，运行中采用低氧燃烧。

采用耐腐蚀材料制成空气预热器的蓄热元件。

影响锅炉受热面积灰的因素有哪些?

受热面温度的影响，当受热面温度太低时，烟气中的水蒸气或硫酸蒸汽在受热面上发生凝结，将会使飞灰粘在受热面上。

烟气流速的影响如果烟气流速过低，很容易发生受热面堵灰，但流速过高，受热面磨损严重。

飞灰颗粒大小的影响：飞灰颗粒越小，则相对表面积越大，也就越容易被吸附到金属表面上。

气流工况和管子排列方式的影响：当速度增加，错列管束气流扰动大，管子上的松散积灰易被吹走，错列管子纵向节距越小，气流扰动大，气流冲刷作用越强，管子积灰也就越少，相反，顺列管束中，除第一排管子外，均会发生严重积灰。

金属材料与环境介质在高温下发生不可逆转的化学反应而退化的过程称为高温腐蚀。在高温下，金属材料与环境气氛中的氧、硫、碳、氮等元素发生化学或电化学反应，将导致材料的变质或破坏。在高温受热面(炉膛水冷壁、屏式过热器、高温过热器和高温再热器)烟气侧的高温烟气环境下且管壁温度较高条件下发生高温腐蚀。水冷壁的外壁高温腐蚀可以分为烟气冲刷、气体腐蚀和煤粉冲击。

影响水冷壁外部腐蚀的最主要原因是水冷壁附近的烟气成分和管壁温度。具体地说，由于燃烧器附近火焰温度可高达1400℃左右，因此，煤中的矿物成分挥发出的腐蚀性气体较多，为受热面的腐蚀创造了条件。另外，由于燃烧器区域附近水冷壁管的热流密度很大，温度梯度也很大，管壁温度常达400～450℃，这对管壁的高温腐蚀也起着不小的作用。

锅炉水冷壁管子金属在氧、硫等氧化剂的作用下，发生氧化反应，产生高温腐蚀。当烟气和积灰层中含有腐蚀性成分时，管子将发生腐蚀，甚至造成爆管

1)硫酸盐型高温腐蚀

锅炉在运行时，管壁中的铁与氧反应会生成一层很薄的氧化铁(Fe2O3)，该氧化铁对管壁具有很好的保护作用。但是，在过热器、再热器烟气侧产生硫酸盐型高温腐蚀时，会破坏这层稳定的氧化铁保护层，管壁会因腐蚀而变薄，严重时导致爆管事故。

硫化物型高温腐蚀

硫化物型高温腐蚀主要发生在火焰冲刷水冷壁的情况下。当煤中含有黄铁矿(即硫化铁Fes2)，火焰直接冲刷水冷壁时，部分未燃尽的煤粉颗粒会黏附在水冷壁上，硫化铁由于受热而分解出游离状态的原子硫和硫化亚铁。在还原性气体中，游离态的原子硫可单独存在。当管壁温度达到350℃以上时，游离态的原子硫与铁反应生成硫化亚铁，使管壁受到腐蚀。在炉膛内的还原气氛中，H2S气体可加快硫化物型高温腐蚀，并直接腐蚀金属管壁，其化学反应为：FeO+H2S→FeS+H2O

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