CrMoV合金钢常温态和热态时冲蚀磨损性能的-上海电力学院学报.DOC

不同温度工况下飞灰磨损速度指数特性的试验研究 摘要：冲刷速度是影响飞灰冲蚀磨损的主要因素，速度对冲蚀磨损的影响与温度有着很大的关系。文中通过试验研究方法，研究了12Cr1MoV合金钢在不同温度时冲刷速度对磨损率的影响，并且用速度指数n表征。试验数据结果分析表明：在热态试验中(250℃～550℃),飞灰磨损速度指数为1.00627~0.82752;而在常温态试验中，速度指数达到2.95，基本规律为飞灰磨损速度指数随温度的升高而降低,且常温态的相对磨损率明显大于热态时的相对磨损率。 关键词：电厂锅炉；冲蚀磨损机理；速度指数；12Cr1MoV合金钢 中图分类号： TK224.9 文献标志码：A 文章编号： Experimental study on the characteristic of velocity index for the flying-ash erosion at different temperature conditions Abstract: The velocity which is the major effective factor for the flying-ash erosion, and its influence is contact with the temperature condition. The influence of particle velocity for flying-ash erosion of 12Cr1MoV steel is studied on the experiment, at different temperature conditions, and characterized by velocity index. The analysis on the data of the flying-ash erosion tests shows that the velocity index for flying-ash erosion varies from 1.00627 to 0.82752 at hot condition from 250℃ to 550℃, and 2.95 at normal atmosphere temperature. So the basic rule is the velocity index for flying-ash erosion varies as the inverse temperature and the relative erosion-wear is significantly higher at normal atmosphere temperature than that at hot conditions. Keywords: Boiler in power plants；The erosive mechanism；Velocity index；12Cr1MoV alloys steel 工业生产中，因磨损导致工程材料失效的事件经常发生。尤其在燃煤电厂，锅炉对流受热面由于长期受到飞灰颗粒的冲刷作用，使得受热面管壁不断磨损变薄，直至爆管。这种因受热面爆管而带来的停炉事故在火电厂中频频发生，在电厂事故中所占比重最大[1]。因此，电厂金属材料的飞灰冲蚀磨损问题一直是行业亟待解决的问题之一。 颗粒冲刷磨损是一个由多重机制作用且相互交错的复杂系统过程，诸多因素与它密切相关，如粒子冲刷速度、环境温度、金属材料、颗粒浓度、颗粒大小、气流气氛、冲刷角度等等，无论哪种因素发生变化都会引起材料磨损量的改变[2-5]。其中，冲刷速度被一致认为是主要影响因素之一。颗粒在冲击材料表面时，之所以产生磨损是在于其冲刷过程中颗粒所具有的动能，而颗粒的动能与其速度的平方成正比。不仅如此， 颗粒撞击材料表面频率以及颗粒相对被磨损的材料的速度大小也直接影响了材料的磨损程度。因此，许多研究者研究分析认为材料的磨损量与颗粒速度的3次方成正比[6、7]。颗粒冲刷速度对磨损的影响由速度指数来直观表征。为了寻找速度指数变化的影响理论依据及其规律，通过多个不同试验条件的研究，其结果发现尽管条件改变会引起速度指数大小发生变化。但是，对于气固两相流，无论颗粒浓度、冲刷角度等哪一种条件发生改变，材料的磨损量随着速度的增大而增大，且颗粒速度对磨损的影响指数一般介于2～3之间[8]。但是，工程材料在热态环境中时，材料的相对磨损量会随着温度的升高而降低，当超过某一临界点温度时，相对磨损量则会随温度升高而增大[9-11]。显然，材料的耐冲蚀磨损性能在不同温度环境中，由于温度引起金属表面产生氧化膜而使材料表