Hochtemperaturkorrosionsprüfung

Die Hochtemperaturkorrosionsprüfung ist eine Technologie zur Beurteilung von Prozessen, bei denen ein Material in einer hohen Temperatur durch chemische oder elektrochemische Reaktionen mit dem Umgebungsmittel verfälscht oder zerstört wird, mit dem Hauptziel, die Lebensdauer des Materials vorherzusagen, die Materialauswahl zu optimieren und den sicheren Betrieb der Anlage zu gewährleisten.

Die Hochtemperaturkorrosionsprüfung ist eine Technologie zur Beurteilung von Prozessen, bei denen ein Material in einer hohen Temperatur durch chemische oder elektrochemische Reaktionen mit dem Umgebungsmittel verfälscht oder zerstört wird, mit dem Hauptziel, die Lebensdauer des Materials vorherzusagen, die Materialauswahl zu optimieren und den sicheren Betrieb der Anlage zu gewährleisten.

1. Prüfprinzip

Hochtemperaturkorrosion ist eine chemische oder elektrochemische Reaktion eines Materials bei hohen Temperaturen mit Elementen wie Sauerstoff, Schwefel, Kohlenstoff und Stickstoff in der Umgebung, die zu einer Verfälschung oder Zerstörung des Materials führt. Seine Antriebskraft stammt aus der thermodynamischen Gibbs-Variation der freien Energie und die Oxidationsgeschwindigkeit beschleunigt sich deutlich mit steigender Temperatur. Zum Beispiel reagieren Metalle bei hohen Temperaturen mit Sauerstoff, um Oxide zu erzeugen, oder reagieren mit Sulfiden, um Sulfidkorrosionsprodukte zu erzeugen, die den Materialverlust beschleunigen.

II. Prüfmethoden

Eine Vielzahl von Methoden zur Erkennung von Korrosion bei hohen Temperaturen umfasst nicht-zerstörende und zerstörende Technologien:

Nichtdestruktive Prüfung:

Ultraschalldickenmessung: Berechnen Sie die verbleibende Wanddicke und bewerten Sie den Korrosionsgrad, indem Sie die Ausbreitungszeit der Ultraschall im Material messen. Geeignet für die regelmäßige Prüfung von Geräten wie Rohrleitungen, Speichertanks und anderen.

Elektrochemische Korrosionspotential-Methode: Messung der Potenzialänderungen von Materialien im Korrosionsmedium und Ermittlung der Korrosionsneigung. Häufig verwendet für die Simulation von Laborumgebungen oder schnelle Screenings vor Ort.

Elektrochemische Impedanzspektrometrie: Erhalten Sie Korrosionsraten und mechanische Informationen durch Analyse der Impedanzänderungen des Materials unter Wechselstrom. Geeignet für die Untersuchung der dynamischen Veränderungen des Korrosionsprozesses.

Lineare Polarisationsmethode: Messung der Stromreaktion des Materials bei kleinen Polarisationspotentialen, Berechnung der Korrosionsstromdichte und Bewertung der Korrosionsrate. Einfach zu bedienen und für die Vor-Ort-Prüfung geeignet.

Zerstörende Prüfung:

Probenanalyse: Probenahme von Geräten für Laboranalysen, z. B. zur Beobachtung der Korrosionsmorphologie mit dem Scan-Elektronenmikroskop (SEM), zur Analyse der Zusammensetzung von Korrosionsprodukten mit dem Energiespektrometer (EDS), zur Bestimmung der Phasenstruktur durch Röntgendiffraktion (XRD) usw. Geeignet für die genaue Bewertung lokaler Korrosionsbedingungen.

Hochtemperaturkorrosionsprüfung: Die Probe wird in einer hohen Temperatur-Korrosionsumgebung (wie eine oxidative Atmosphäre, eine schwefelhaltige Atmosphäre, eine Schmelzsalzumfeld usw.) platziert, nach einer bestimmten Zeit gehalten, die Korrosionsform der Probenoberfläche beobachtet, die Korrosionsschichtdicke, die Gewichtsänderung und andere Parameter gemessen, um die Korrosionsbeständigkeit des Materials zu bewerten.

III. Prüfgeräte

Die Korrosionsprüfung bei hohen Temperaturen erfordert die Simulation von Arbeitsbedingungen mit professionellen Geräten:

Hochtemperatur-Hochdruck: zur Simulation von Hochtemperatur-Hochdruck-Korrosionsumgebungen zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit von Materialien in superkritischen Flüssigkeiten, Hochtemperatur-Hochdruckgasen oder flüssigen Medien. Die Geräte sind in der Regel mit Temperatur-, Druck- und Rührsystemen ausgestattet, um die Stabilität der Versuchsbedingungen zu gewährleisten.

Hochtemperatur-statischer Wassersauerstoff-Umgebungskorrosionstester: Simuliert den Prozess der Wasserdampfoxidation und bewertet die thermochemische Stabilität des Materials für eine hohe Temperatur und hohen Wasserdampfdruck-Partitionsumgebung wie Turbinenmotoren. Das Gerät kann den Dampffluss, die Verdampfungstemperatur und die Gasvorwärmmischung unabhängig regulieren, um eine konstante Feuchtigkeitsgaserzeugung zu erreichen.

Hochtemperaturofen: Verwendet für Tests in oxidativen Atmosphären bei hohen Temperaturen, wie z. B. die Platzierung von Metallproben in einem Maverick-Ofen, die mehrere Stunden bis hunderte Stunden bei einer bestimmten Temperatur und Sauerstoffkonzentration platziert werden, um die Korrosionsrate durch das Vergleichsgewicht der Probe vor und nach dem Test zu berechnen.

Elektrochemische Arbeitsstationen: Die Proben werden unter hohen Temperaturen getestet, um den Korrosionsmechanismus und die Korrosionsgeschwindigkeit des Materials durch die Messung der Polarisationskurve, des elektrochemischen Impedanzspektrums usw. zu analysieren.

4. Die Hochtemperatur-Korrosionsprüftechnik wird in vielen Industriebereichen weit verbreitet:

Petrochemie: Bewertung der Korrosionsbeständigkeit von Rohrleitungen, Speicherbehältern, Reaktoren und anderen Geräten in Hochtemperatur-Hochdruckkorrosionsmedien, um Korrosionsleckagen zu verhindern.

Elektrizitätsindustrie: Ermittlung des Korrosionszustands von Komponenten wie Kesselleitungen, Dampfturbinenblättern und anderen unter hoher Temperatur Dampfumgebung, um den sicheren und stabilen Betrieb der Stromerzeugungsanlage zu gewährleisten.

Luft- und Raumfahrt: Simuliert hohe Temperaturen, niedrigen Luftdruck und korrosive Umgebungen, testet die Korrosionsbeständigkeit von Luft- und Raumfahrtmaterialien und optimiert die Materialauswahl und das Beschichtungsdesign.

Ozeantechnik: Bewertung der Korrosionsrisiken von Anlagen wie Meeresplattformen und Meeresbodenröhrleitungen in einer hohen Temperatur Meerwasserumgebung und Entwicklung von Korrosionsschutzmaßnahmen.