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腐蚀试验



含盐海洋空气和燃料中的硫反应,在金属表面形成一层硫酸盐膜(主要是Na2SO4),蓄主往M造成燃气轮机叶片或其他部件损坏的原因。关于碱性硫酸盐熔融腐蚀的试验方法很多,简述有如下儿种:

(1)柑涡法

在柑祸中放人一定比例的Na?SO4NaCI或其他组成的混合盐,NaC!含量通常在0.1%25%之间。按全浸或半浸状态放人试样,于空气中在规定温度下加热一定时间。在试验前应仔细清洗试样和称量,试验后电解去除氧化皮,测定质量损失及腐蚀深度,并进行金相检查等。

琳祸法的优点是:①设备简单.试验成本低;②可准确控制温度;③在一个加热炉中可同时放若干个柑锅进行试验。它的缺点是,与燃气轮机的实际运行条件相差太多(如燃气组成、流速和环境压力等)。由于柑涡中过量熔融盐很容易把腐蚀产物溶解掉,所以试验条件显得过于苛刻。此外用这种方法难以比较相近的合金的优劣。

(2)涂盐法

在试样表面喷以饱和Na2,SO4Na2SO4NaCI水溶液,干燥后即在试样表面沉积一层Na,SO4膜,然后放在热天平的加热炉中,于氧气气氛中进行试验。或者在不锈钢管中加热试样,在流动的SOS+空气的气氛中进行试验,定时称量质量。

涂盐法的优点是能够准确控制温度,试验简单易行。但它与燃气轮机的实际运行条件仍相差很远。试验结果受到试样上所涂盐量的限制,误差较大。有一种与涂盐法相似的试验方法,是在试样上钻一小孔,里面放一定数量的盐进行热腐蚀试验。

(3)淋盐法

试样在垂直炉管中以规定速度转动,从炉管顶部每小时数次加人一定4的事先配制好的棍合盐(1620),在一定温度下腐蚀一定时间,对材料的抗热腐蚀性能进行比较。这种方法·与封才涡法相近。

(4)连续供盐凝聚法

电炉分段加热,在莫莱石炉管中放人盛有Na2SO4的容器和试样,容器和试样分别置于不同的温度区。为了使Na,SO4能凝聚沉淀在试样上,容器中的熔盐温度应高于试样温度,例如前者约为105090,后者约为95090。在炉管一端通人I个大气压的氧气,流速约为2351,叮在试样I-.不断地凝聚沉积出Na2SO4盐膜。

这种方法虽然与燃气轮机的实际运行有很大差别,但也有一些优点:①温度控制严格;②适于研究大剂量Na2SO4沉积时的热腐蚀情况;③便于研究硫酸盐的存在状态对合金热腐蚀行为的影响。

(5)盐膜热震法

试样固定在耐热合金支架上,按照规定的时间程序,山电动机带动试样支架使试样下行至压缩空气喷嘴处,通过程序控制喷出压缩空气使试样冷却到200℃左右(为此可调整压缩空气压力和喷吹时间),然后试样支架再下行直至试样完全浸人含75%Nat SO4+25%NaC!沸腾溶液的烧杯中,在溶液中停留2s使试样表面附着一层液膜。然后电动机逆转,将试样提升出液面,试样上的余热使水蒸发而留下一薄层均匀的盐膜。带盐膜的试样继续提升至加热炉高温区进行热腐蚀试验(!h)。然后再按照上述程序将试样下行至压缩空气喷嘴处,等等,如此循环往复,以达到加速热腐蚀历程的目的。对不同镍基合金试验的结果表明,其优劣顺序与现场结果一致。

(6)电化学试验法

在柑祸中配人匕一NaK的硫酸盐,控制恒定的温度使盐熔化,通过一定比例的02+SM混合气体,吹到熔盐表面。插人铂参比电极,铂柑祸本身作为辅助电极,对试样进行腐蚀电位测定和极化测:,进而可确定腐蚀电流。测量数据的重现性较好。

(7)常压喷嘴试验

为了估计合金材料的使用寿命,需要能够再现发动机环境的试验装置,此即通常所谓的单骨燃烧装置。这是一种以液体燃料或天然气作为燃料,把燃气流直接喷射到试样上的喷烧试验,燃气流的速度一般在looms左右。图427是一种常压喷烧试验装置的示意图。典型的操作过程是,把燃料定量送人燃烧喷嘴,经雾化喷出,在陶瓷燃烧室中燃烧;海水或他vz溶液也定址送入另一喷嘴,经雾化喷人燃烧区域。海水、空气和燃气在燃烧室中混合。在转动台上放置若干试样(可直接模拟叶片形状),以一定转速旋转,并暴露在燃烧过程的产物,!,。试验温度由燃烧气体的热量和缠绕的电阻丝提供的补充热量来保证。试验后测定质量41il失、腐蚀深度,并进行金相检查。

(8)高压喷烧试验

葵本装置与常压喷烧试验的相同,燃气流速在一个马赫数左右,压力在3039752533125 Pa。这种试验的特点是:①与实际燃气轮机热交换的相近;②比常压喷烧试验的条件要严苛得多;③可以研究迅速加热和冷却时的热冲击对腐蚀的影响。各种喷烧试验的差别主要在于燃料的选择,硫的产生方法、试样的暴露方法(是静止的还是转动的,是垂直的还是45。倾斜的)以及气流速度、喷燃室压力和温度等。上述几种试验方法都可用于筛选材料和研究腐蚀机理,而要估计使用寿命则需用喷烧试验,因为后者的条件更接近燃气轮机的实际情况,但这种模拟试验的费用很高。由于试验参数不同,常压和高压喷烧试验的结果是不同的。柑涡法中盐的活度比喷烧试验的高,而氧的活度则低,所以两者的试验结果也不同。由于二者作用机理不同,如单纯追求加大盐浓度来缩短试验时间,不一定能反映实际情况。更多文章请点击www.dghuanyi.com。

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