[摘要]换热器基体材料抗腐蚀性能选择合适的金属相变储能材料能更有效的提高热能的利用率。铝硅合金由于熔点适中、导热系数高、相变潜热大、具有稳定的组织和结构,并且相对价廉,成为金属相变储能技术中的主要储能材料。但熔融状态的铝硅合金具有较强的腐蚀性,所以作为工程应用要解决关键技术之一是控制高温液态铝硅合金对换热管的侵蚀。本课题即是在此情况下提出的。
为您介绍材料抗腐蚀性能。
换热器基体材料抗腐蚀性能选择合适的金属相变储能材料能更有效的提高热能的利用率。铝硅合金由于熔点适中、导热系数高、相变潜热大、具有稳定的组织和结构,并且相对价廉,成为金属相变储能技术中的主要储能材料。但熔融状态的铝硅合金具有较强的腐蚀性,所以作为工程应用要解决关键技术之一是控制高温液态铝硅合金对换热管的侵蚀。本课题即是在此情况下提出的。本试验的工作温度为495℃~620℃,而铁铝及多数铁铝硅合金的共晶温度都高于620℃,因此通过合理的选择,可以找到合适的耐铝硅腐蚀的材料,再通过在金属基体表面涂敷防护涂层,可以更加有效地减缓熔融铝硅对换热管的腐蚀。
换热器基体材料抗腐蚀性能20G高压锅炉钢具有较高的抗氧化腐蚀性能及良好的组织稳定性,可以有效地抵抗管内部水蒸气的腐蚀,因此具备作为换热器材料的先决条件。铝硅合金熔液对金属材料的侵蚀是十分明显的,不同材料的侵蚀情况有很大差别,取决于其成分和结构。含碳量越低的铁基材料抗侵蚀能力越强,侵蚀面越平整。20G高压锅炉钢属于低碳钢,并且其他金属成分相对较少,具有一定的抗铝硅腐蚀性能,可以作为换热管材料。
将9个尺寸为25 mm×2.5 mm×15 mm的圆柱状20G高压锅炉钢试样在称量后浸入熔融铝硅液中,铝硅合金在495~620℃温度范围内反复进行熔融-凝固-熔融循环,将用套管保护的热电偶插入熔融-凝固循环的铝硅液中,利用测温模块采集循环数据,循环曲线。
每隔120 h取出一片试样,用剥离法测定腐蚀层的质量。剥离液分别为质量分数20%的NaOH和浓盐酸。先将试样浸入90℃的20% NaOH中,立即发生强烈的反应,生成H2,停留一段时间取出后用水冲洗,并用纤维棉擦掉试样表面疏松的沉积物,然后浸入室温下的浓盐酸中不超过1 min,取出后边冲洗边擦拭,最后再重新放入90℃NaOH溶液中,重复上述过程数次,直至试样浸入NaOH溶液无气泡产生为止,然后干燥、称量。
根据国家标准，使用划格法检测涂层与基体的结合力，试验在试样的三个不同位置上完成，同时记录全部结果，再根据评级标准进行评级。测试结果表明三种涂层试样附着力均达到了1级，涂层与基体的附着力强于涂料内聚力，能较好的与基体结合，起到防护作用。
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