奥氏体耐热钢Sanicro25在不同SO2体积分数模拟烟气中的腐蚀研究

于明明, 刘光明, 杨华春

(1. 东方锅炉股份有限公司, 四川自贡 643001； 2. 南昌航空大学 材料科学与工程学院， 南昌 330063)

目前，燃煤发电在我国仍占有主导地位。研究表明，提高燃煤电厂发电机组的蒸汽参数，可以有效地提高发电效率，减少气体排放。欧美和日本等国家相继提出先进超超临界机组研究计划，将蒸汽参数提高到700 ℃、35 MPa。Sanicro25钢是由瑞典Sandvik专门为欧洲AD700(先进700 ℃超超临界燃煤电站)计划而开发的、用于锅炉高温受热面的新型奥氏体耐热钢。该钢经美国材料与试验协会(ASTM)确定的UNS代号为S31035，先列入ASME SA-213标准中，后经美国机械工程师协会批准，纳入ASME 规范案例中(Code Case 2753)。目前，Sanicro25钢已成为更高参数超超临界燃煤火力发电锅炉受热面重要候选材料之一[1-3]。

由于锅炉高温受热面是锅炉部件中工作温度最高、环境最恶劣的部分，其钢管外壁向火侧可能面临含硫气氛煤灰的冲刷和外表面积灰的热腐蚀，因此管材应用时应考虑具有一定的抗SO2和抗煤灰热腐蚀性的材料[4]。笔者研究了700 ℃不同SO2体积分数的烟气与煤灰协同作用下Sanicro25钢的高温腐蚀情况，简要探讨了其腐蚀机理。

1 试验材料与方法

试验材料为Sanicro25钢，主要化学成分为：w(Cr)=22.6%;w(Ni)=24.6%;w(W)=3.3%;w(Cu)=2.6%;w(Co)=1.5%;w(Nb)=0.5%;w(Fe)为余量。

钢管经线切割成15 mm×10 mm×3 mm的片状样品，样品表面用SiC砂纸逐级打磨表面至800号，在乙醇中用超声波清洗后备用。

试验的合成煤灰成分为：w(Na2SO4)=37.5%;w(K2SO4)=37.5%;w(Fe2O3)=25%。在试样表面均匀涂刷一层约40 mg/cm2的人工合成煤灰。气体组分为：φ(CO2)=15%；φ(O2)=3.5%～5.0%；φ(SO2)分别为0%、0.25%、0.50%和1.00%。φ(N2)为余量。试验中气体体积流量设定为100 mL/min，试验温度为700 ℃，测试时间为1 000 h。

腐蚀试验后，采用精度为0.1 mg的天平称重，获得材料在不同测试环境的质量变化。……