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    腐蝕試驗



    含鹽海洋空氣和燃料中的硫反應,在金屬表面形成一層硫酸鹽膜(主要是Na2SO4),蓄主往M造成燃氣輪機葉片或其他部件損壞的原因。關于堿性硫酸鹽熔融腐蝕的試驗方法很多,簡述有如下兒種:

    (1)柑渦法

    在柑禍中放人一定比例的Na?SO4NaCI或其他組成的混合鹽,NaC!含量通常在0.1%25%之間。按全浸或半浸狀態放人試樣,于空氣中在規定溫度下加熱一定時間。在試驗前應仔細清洗試樣和稱量,試驗后電解去除氧化皮,測定質量損失及腐蝕深度,并進行金相檢查等。

    琳禍法的優點是:①設備簡單.試驗成本低;②可準確控制溫度;③在一個加熱爐中可同時放若干個柑鍋進行試驗。它的缺點是,與燃氣輪機的實際運行條件相差太多(如燃氣組成、流速和環境壓力等)。由于柑渦中過量熔融鹽很容易把腐蝕產物溶解掉,所以試驗條件顯得過于苛刻。此外用這種方法難以比較相近的合金的優劣。

    (2)涂鹽法

    在試樣表面噴以飽和Na2,SO4Na2SO4NaCI水溶液,干燥后即在試樣表面沉積一層Na,SO4膜,然后放在熱天平的加熱爐中,于氧氣氣氛中進行試驗。或者在不銹鋼管中加熱試樣,在流動的SOS+空氣的氣氛中進行試驗,定時稱量質量。

    涂鹽法的優點是能夠準確控制溫度,試驗簡單易行。但它與燃氣輪機的實際運行條件仍相差很遠。試驗結果受到試樣上所涂鹽量的限制,誤差較大。有一種與涂鹽法相似的試驗方法,是在試樣上鉆一小孔,里面放一定數量的鹽進行熱腐蝕試驗。

    (3)淋鹽法

    試樣在垂直爐管中以規定速度轉動,從爐管頂部每小時數次加人一定4的事先配制好的棍合鹽(1620),在一定溫度下腐蝕一定時間,對材料的抗熱腐蝕性能進行比較。這種方法·與封才渦法相近。

    (4)連續供鹽凝聚法

    電爐分段加熱,在莫萊石爐管中放人盛有Na2SO4的容器和試樣,容器和試樣分別置于不同的溫度區。為了使Na,SO4能凝聚沉淀在試樣上,容器中的熔鹽溫度應高于試樣溫度,例如前者約為105090,后者約為95090。在爐管一端通人I個大氣壓的氧氣,流速約為2351,叮在試樣I-.不斷地凝聚沉積出Na2SO4鹽膜。

    這種方法雖然與燃氣輪機的實際運行有很大差別,但也有一些優點:①溫度控制嚴格;②適于研究大劑量Na2SO4沉積時的熱腐蝕情況;③便于研究硫酸鹽的存在狀態對合金熱腐蝕行為的影響。

    (5)鹽膜熱震法

    試樣固定在耐熱合金支架上,按照規定的時間程序,山電動機帶動試樣支架使試樣下行至壓縮空氣噴嘴處,通過程序控制噴出壓縮空氣使試樣冷卻到200℃左右(為此可調整壓縮空氣壓力和噴吹時間),然后試樣支架再下行直至試樣完全浸人含75%Nat SO4+25%NaC!沸騰溶液的燒杯中,在溶液中停留2s使試樣表面附著一層液膜。然后電動機逆轉,將試樣提升出液面,試樣上的余熱使水蒸發而留下一薄層均勻的鹽膜。帶鹽膜的試樣繼續提升至加熱爐高溫區進行熱腐蝕試驗(!h)。然后再按照上述程序將試樣下行至壓縮空氣噴嘴處,等等,如此循環往復,以達到加速熱腐蝕歷程的目的。對不同鎳基合金試驗的結果表明,其優劣順序與現場結果一致。

    (6)電化學試驗法

    在柑禍中配人匕一NaK的硫酸鹽,控制恒定的溫度使鹽熔化,通過一定比例的02+SM混合氣體,吹到熔鹽表面。插人鉑參比電極,鉑柑禍本身作為輔助電極,對試樣進行腐蝕電位測定和極化測:,進而可確定腐蝕電流。測量數據的重現性較好。

    (7)常壓噴嘴試驗

    為了估計合金材料的使用壽命,需要能夠再現發動機環境的試驗裝置,此即通常所謂的單骨燃燒裝置。這是一種以液體燃料或天然氣作為燃料,把燃氣流直接噴射到試樣上的噴燒試驗,燃氣流的速度一般在looms左右。圖427是一種常壓噴燒試驗裝置的示意圖。典型的操作過程是,把燃料定量送人燃燒噴嘴,經霧化噴出,在陶瓷燃燒室中燃燒;海水或他vz溶液也定址送入另一噴嘴,經霧化噴人燃燒區域。海水、空氣和燃氣在燃燒室中混合。在轉動臺上放置若干試樣(可直接模擬葉片形狀),以一定轉速旋轉,并暴露在燃燒過程的產物,!,。試驗溫度由燃燒氣體的熱量和纏繞的電阻絲提供的補充熱量來保證。試驗后測定質量41il失、腐蝕深度,并進行金相檢查。

    (8)高壓噴燒試驗

    葵本裝置與常壓噴燒試驗的相同,燃氣流速在一個馬赫數左右,壓力在3039752533125 Pa。這種試驗的特點是:①與實際燃氣輪機熱交換的相近;②比常壓噴燒試驗的條件要嚴苛得多;③可以研究迅速加熱和冷卻時的熱沖擊對腐蝕的影響。各種噴燒試驗的差別主要在于燃料的選擇,硫的產生方法、試樣的暴露方法(是靜止的還是轉動的,是垂直的還是45。傾斜的)以及氣流速度、噴燃室壓力和溫度等。上述幾種試驗方法都可用于篩選材料和研究腐蝕機理,而要估計使用壽命則需用噴燒試驗,因為后者的條件更接近燃氣輪機的實際情況,但這種模擬試驗的費用很高。由于試驗參數不同,常壓和高壓噴燒試驗的結果是不同的。柑渦法中鹽的活度比噴燒試驗的高,而氧的活度則低,所以兩者的試驗結果也不同。由于二者作用機理不同,如單純追求加大鹽濃度來縮短試驗時間,不一定能反映實際情況。更多文章請點擊www.dghuanyi.com。

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