激光熔覆层在生物质电站环境下的高温腐蚀行为研究

与煤炭、天然气等燃料相比,生物质发热值低,含有更多种类且浓度更高的腐蚀性介质,燃烧后产生大量含氯、硫腐蚀气氛及其金属熔盐,导致生物质焚烧余热锅炉受热面高温腐蚀问题严重。现有在管材表面堆焊镍基耐腐蚀合金的技术尽管可显著提高管道服役寿命,但存在工作效率低、不适合现场施工、管道热变形等诸多问题。对此,采用常规激光熔覆、高速激光熔覆2种工艺在TP347H耐热钢表面制备了Inconel 625耐高温腐蚀涂层,对比研究了TP347H耐热钢熔覆Inconel 625合金涂层前后的长期高温腐蚀特性。采用扫描电镜(SEM)表征了制备态和500 h高温含氯腐蚀后的覆层显微组织;采用增重法定量评价了覆层前后TP347H耐热钢的耐腐蚀性能。结果表明:优化工艺参数条件下常规激光熔覆、高速激光熔覆制备覆层组织致密,2种覆层与基材结合强度分别为362.4 MPa和217.3 MPa,覆层稀释率分别为5.4%和0.9%。腐蚀增重结果表明,550℃模拟腐蚀条件下,激光熔覆、高速激光熔覆Inconel 625合金覆层的腐蚀速率分别约为TP347H耐热钢基材的17%和8%。650℃模拟腐蚀条件下,激光熔覆、高速激光熔覆Inconel 625合金覆层的腐蚀速率分别约为TP347H耐热钢基材的11%和7%。

IN625激光熔覆层腐蚀致微裂纹扩展机理研究

对QT600球墨铸铁表面熔覆IN625涂层,观察熔覆层显微组织与EDS能谱。对基体与熔覆层进行3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀实验,建立IN625激光熔覆层腐蚀致微裂纹扩展瞬态演变数值模型,考虑微小裂纹已经存在的情况下,熔覆层在恶劣环境工作所诱发的腐蚀过程,分析离子浓度、离子迁移、pH值、电极电位和腐蚀速率等各项数值在腐蚀过程中的瞬态演变规律。结果表明,IN625熔覆层相较于QT600基体耐蚀性显著提升。