超临界CO2环境下典型汽轮机关键部件用材腐蚀行为研究

• 作者: 李全德 龚显龙 倪荣 廖健鑫 田瑞青 隆彬 巩秀芳 郭亭山 梁志远 赵钦新
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 腐蚀 超临界CO2 汽轮机
• 年，卷（期）: 2024,（9）
• 所属期刊栏目: 超临界二氧化碳核能动力技术专栏
• 页码范围: 131-140
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

为了解超临界CO2环境下3种典型汽轮机高温部件材料(耐热钢1Cr10Mo1NiWVNbN、Co3W3与高温镍基合金IN718)的腐蚀行为，本文采用材料腐蚀增重、腐蚀产物微观表征与腐蚀热力学计算相结合的方法获得了这3种材料表面腐蚀产物的形成与变化规律。结果表明，超临界CO2环境下IN718的腐蚀增重远低于两种耐热钢的腐蚀增重，两种耐热钢腐蚀增重曲线符合抛物线型腐蚀规律，说明腐蚀过程受离子扩散控制。结合腐蚀反应自由能变化与产物反应平衡氧分压可知，3种材料在该环境下同时发生氧化和碳化反应，高温镍基合金IN718表面腐蚀产物主要由Cr2O3构成，而耐热钢1Cr10Mo1NiWVNbN和Co3W3表面腐蚀产物为Fe2O3、Fe3O4和(Fe, Cr)3O4,且碳化反应严重，形成Fe与Cr碳化物。由腐蚀增重、腐蚀产物和碳化产物厚度可知，该超临界CO2环境下3种材料的抗腐蚀性能依次为：IN718>Co3W3>1Cr10Mo1NiWVNbN。