HR3C鋼煙側(cè)腐蝕的非線性超聲檢測與表征.pdf

1、HR3C因其良好的抗高溫氧化性以及持久強(qiáng)度被用于制造超超臨界發(fā)電機(jī)組的鍋爐管道。鑒于國內(nèi)燃煤中含有相當(dāng)數(shù)量的S、Cl、Na和K等元素，這使得設(shè)備在煤燃燒過程中易于發(fā)生煙側(cè)腐蝕。煙側(cè)腐蝕速度快，腐蝕區(qū)域相對集中，導(dǎo)致管壁減薄，引發(fā)爆管事故，進(jìn)而威脅電廠安全運(yùn)行。非線性因其檢測的敏感性而被應(yīng)用到材料早期缺陷檢測。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過實驗室模擬20鋼與HR3C的硫酸鹽/氯鹽腐蝕，探討腐蝕過程中腐蝕層厚度的變化規(guī)律，提出了:在

2、氧化層保留的情況下，二次曲線擬合可用于模擬腐蝕層厚度變化;在氧化層剝落的情況下，宜采用分段函數(shù)對其厚度變化進(jìn)行模擬。⑵由于非線性超聲檢測受到來自發(fā)射信號、耦合方式以及數(shù)據(jù)算法組合等諸多因素的影響，本文以CSK-Ⅰ A試塊作為研究對象，系統(tǒng)地探討了發(fā)射信號參數(shù)對非線性超聲檢測的影響，提出了非線性超聲檢測參數(shù)選擇的方法:發(fā)射信號宜采用脈沖串的模式，應(yīng)在允許的范圍內(nèi)選擇盡可能多的脈沖激勵串個數(shù)和較高的發(fā)射電壓等。⑶HR3C與20鋼煙側(cè)腐蝕的非

3、線性超聲檢測可行性研究表明:隨腐蝕時間延長，非線性系數(shù)β呈現(xiàn)單調(diào)遞增趨勢，表現(xiàn)在：硫酸鹽腐蝕作用下，HR3C在腐蝕時間為20h時，樣品表面腐蝕層很薄，且與基體結(jié)合緊密，表層下無明顯孔隙，該階段的非線性系數(shù)β變化不顯著，增幅僅為樣品初態(tài)β0的20％(20鋼:30％);延長硫酸鹽腐蝕至150小時，表面粗糙度增加，腐蝕層明顯增厚，表層下孔隙密度顯著增加，對應(yīng)該腐蝕過程中接收信號的基頻幅值降低而倍頻信號強(qiáng)度增加，表現(xiàn)在非線性系數(shù)顯著增加，較初態(tài)

4、非線性系數(shù)β0提高96.2％(20鋼:62.3％);繼續(xù)增加腐蝕時間至200h，此時腐蝕層厚度呈現(xiàn)小幅度增加，內(nèi)部孔洞密度增加，非線性系數(shù)β可達(dá)樣品初態(tài)非線性系數(shù)β0的158.5％(20鋼:595％)；硫酸鹽-氯鹽交互作用下，HR3C的煙側(cè)腐蝕被加速，表現(xiàn)在腐蝕層厚度明顯增加，在氧化層保留的情況下，腐蝕層厚度最大為1749.2um，腐蝕樣品的表面氧化層嚴(yán)重爆裂，與基體的連接強(qiáng)度下降，內(nèi)部孔隙層厚度增加，產(chǎn)生了顯著的非線性效應(yīng)，從腐蝕初期