涂装生物质燃烧机高温腐蚀机理

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腐蚀机理
由于直接研究燃烧过程中腐蚀现象的困难性，目前国内外许多的实验研究方法均采用从锅炉的积灰中直接取样或插入探针暴露在炉内一定时间后取出，或者设计实验设备简化炉内气氛后模拟腐蚀过程。然后通过运用扫描式电子显微镜( SEM)和能谱仪( EDS) 等分析灰渣的结构、所含元素等特点从而推测可能的腐蚀过程。为了了解腐蚀现象所发的原因以及其影响因素等，需要探究其基本的腐蚀机理。由于生物质种类、床料、所用管材等的差异，所得的沉积层结构不尽相同。并且由于不同组分的性质不同导致腐蚀的机理也不尽相同，但目前公认的腐蚀机理大致可分为气相腐蚀、固相腐蚀、液相腐蚀三类。

2． 1 气相腐蚀由于生物质中氯元素的含量较高，气相中含有的氯气及含氯化物与受热面金属反应，加速金属合金的氧化所引起的腐蚀，在氧化性气氛中这种现象又称作活性氧化腐蚀。由Cl2和HCl 气体引发的各种合金的高温腐蚀问题已被广泛研究［4 － 8］。
2． 1． 1 氧化性气氛时的腐蚀在氧化性气氛中，当铁或铁合金钢暴露在高温氧化环境时，金属的外层将逐渐氧化成稳定致密的氧化膜。这层氧化膜提供了防止氧气和大多数其他气体进一步扩散至金属内部并发生反应的屏障。但是由于氯有穿透保护性氧化膜的能力［4］，可通过气孔或裂缝等扩散至氧化膜与金属的交界处与金属合金反应，形成金属氯化物:M( s) + Cl2( g) →MCl2( s) ( 1)M( s) +2HCl( g) →MCl2( g) + H2( g) ( 2)MCl2( s) →MCl2( g) ( 3)式中:M∈Fe;Cr;Ni} 。反应生成的金属氯化物的熔点一般都较低，例如FeCl3的熔点仅为303℃［2］。当金属管壁温度较高时，在金属－ 氧化膜交界处，金属化物有较高的蒸气压并不断地蒸发。蒸发出来的金属氯化物向外扩散至氧化膜表面，同时氧浓度随距金属表面距离的增加而增加，从而导致氯化物被氧化成固体状的金属氧化物并沉积下来，逐步形成一层疏松的氧化层。而该疏松的氧化层对腐蚀性气体或氧气的进一步腐蚀没有保护作用。因此，氯腐蚀通常为线性的腐蚀速率。3MCl2( g) + 2O( g) →M3O4( s) + 3Cl2( g) ( 4)2MCl( g) + ( 3 /2) O2( g) →M2O3( s) + 2Cl2( g)( 5)由上述反应可知氯化物在被氧化生成氧化物的同时还将再次生成Cl2，这些氯气通过疏松的化层再返回到金属表面，形成循环腐蚀。这个循环提了金属连续离开金属表面朝较高氧分压侧的输送，从而导致腐蚀过程的连续进行。气体扩散通过氧化层的速率被认为是控制气相腐蚀速率的关键因素。GRABKE 等［5］认为腐蚀速率主要受金属氯化物穿透多孔层向外部扩散的速度。
    今天就先讲这些，还有两个类别，我们稍后再讲

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