P92和P122铁素体耐热钢焊接接头热腐蚀性能研究

论文摘要

P92和P122新型铁素体耐热钢是目前广泛应用在锅炉主蒸汽管道上的重要钢种。锅炉管道上的焊接接头由于燃料燃烧时产生的硫酸盐,卤化物或其他混合盐的污染,会导致锅炉管道热腐蚀失效,因而模拟锅炉管道焊接接头的使用条件,对P92和P122钢焊接接头进行耐热腐蚀性能研究,具有重要的工程意义。本文针对P92和P122钢焊接接头的实际使用条件,采用NaCl+Na2SO4作为腐蚀剂,用增重法研究了不同热腐蚀剂、不同温度及接头表面进行喷丸处理后各种试验条件下的接头耐热腐蚀情况。试验结果表明:P92和P122钢焊接接头随着温度的提高,接头的热腐蚀程度显著增加;随着腐蚀剂中NaCl含量的增加,P92和P122钢焊接接头热腐蚀程度也呈显著增加的趋势;在T=650℃,NaCl:Na2SO4=2:1的条件下, P92和P122钢接头喷丸处理后的耐热腐蚀性能优于喷丸处理前的接头;由于P122钢的铬含量较高,在上述各种条件下,P122钢接头的耐热腐蚀性能均优于P92钢接头。本文还对P92和P122钢接头热腐蚀产物进行XRD分析和热腐蚀产物微观形貌观察,得出P92钢接头腐蚀后的主要产物是Fe2O3和Cr2O3;P122钢接头在腐蚀以后得到的腐蚀产物为Fe2O3,NaFeO2和Cr2O3。同时,还讨论了P92和P122钢焊接接头的热腐蚀产物产生的原因进行了分析讨论。P92钢接头的热腐蚀发生的原因为:腐蚀孕育期,P92接头表面主要发生铬的选择性氧化产生保护性的氧化膜;加速腐蚀阶段,熔盐渗透保护性的氧化膜与P92基体接触,腐蚀遵循硫化-氧化机制;P122接头的热腐蚀产物产生的原因:主要是腐蚀剂中的NaCl和Cr2O3反应,对保护性的氧化膜产生很大的破坏作用,方便了熔盐渗入,加速了腐蚀的进行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 超临界、超超临界锅炉用耐热钢研究发展概况
• 1.1.1 国内外超临界、超超临界机组的发展
• 1.1.2 超临界、超超临界锅炉用新型耐热钢发展历史
• 1.1.3 超临界、超超临界锅炉用耐热钢焊接时对焊接接头的要求
• 1.2 P92 与P122 新型耐热钢特点及应用
• 1.2.1 P92 与P122 新型耐热钢性能
• 1.2.2 耐热钢中合金元素的作用
• 1.2.3 P92 与P122 新型耐热钢的应用
• 1.3 新型耐热钢热腐蚀性能的研究
• 1.3.1 热腐蚀定义及特征
• 1.3.2 热腐蚀的分类及机理
• 1.3.3 热腐蚀试验研究
• 1.3.4 热腐蚀研究进展
• 1.4 本课题的研究意义与主要内容
• 第二章 试验材料及方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 P92 和P122 钢的化学成分及微观组织形貌
• 2.1.2 P92 和P122 钢的物理性能和机械性能
• 2.1.3 P92 和P122 钢的焊接工艺
• 2.2 试验方法及试验过程
• 2.2.1 热腐蚀试样的制备
• 2.2.2 喷丸试验
• 2.2.3 焊接接头热腐蚀试验
• 2.2.4 氧化膜化学镀镍保护
• 2.2.5 腐蚀产物分析试样的制备
• 2.2.6 腐蚀产物分析
• 本章小结
• 第三章 试验结果与分析
• 3.1 焊接接头的显微组织
• 3.1.1 P92 钢焊接接头的显微组织
• 3.1.2 P122 钢焊接接头的显微组织
• 3.2 焊接接头热腐蚀试验结果及分析
• 3.2.1 P92 钢焊接接头热腐蚀试验结果分析
• 3.2.2 P122 钢焊接接头热腐蚀试验结果分析
• 3.2.3 P92 与P122 焊接接头在不同试验条件下的耐热腐蚀性能的比较
• 3.2.4 P92 钢、P122 钢接头喷丸前后耐热腐蚀性能的比较
• 3.3 P92 和P122 焊接接头腐蚀产物分析
• 3.3.1 P92 钢接头腐蚀产物分析
• 3.3.2 P122 钢接头腐蚀产物分析
• 3.4 腐蚀产物形貌与成分分析
• 3.4.1 P92 钢接头腐蚀产物形貌与成分分析
• 3.4.2 P122 钢接头腐蚀产物形貌与成分分析
• 本章小结
• 第四章 试验结果讨论
• 4.1 P92 和P122 钢焊接接头热腐蚀产物结果分析
• 4.2 影响P92 和P122 耐热钢焊接接头热腐蚀的因素
• 4.2.1 腐蚀剂的成分
• 4.2.2 腐蚀温度
• 4.2.3 喷丸处理
• 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 附录A 热腐蚀数据