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随着低NOx燃烧技术在国内超（超）临界燃煤电厂的广泛应用,煤粉锅炉水冷壁因局部还原性气氛燃烧环境而发生恶劣的高温腐蚀问题,严重影响机组运行的安全性和可靠性。因此,针对煤粉锅炉低NOx燃烧环境,开发水冷壁管高温腐蚀防护新技术及材料对于超（超）临界机组的安全、高效和环保运行具有重大意义。本文利用高温气氛管式炉模拟了煤粉锅炉低NOx燃烧气氛下的H2S腐蚀环境,腐蚀气氛为N2-0.2vol.%H2S-0.1vol.%O2。在高温腐蚀气氛中,首先对比研究了常用水冷壁材料TP91钢、Hastelloy C22合金及Hastelloy C22合金熔覆层的高温硫腐蚀行为。继而研究了 Cr含量、Si含量及Fe含量对Ni-Cr-Mo系合金熔覆层高温硫腐蚀性能的影响规律;分析了腐蚀产物的相组成及元素分布,获得了Ni-xCr-Mo、Ni-Cr-Mo-xSi及（Ni-Cr-Mo）-xFe合金熔覆层在模拟低NOx燃烧环境下的腐蚀机制,为Ni-Cr-Mo系合金熔覆层在低NOx燃烧环境下的应用提供了理论依据,对开发一种新型燃煤锅炉防腐材料具有重要参考价值。本文研究了TP91钢、Hastelloy C22合金及Hastelloy C22合金熔覆层在模拟低NOx燃烧环境下的高温硫腐蚀行为。实验结果表明,TP91钢、Hastelloy C22合金及Hastelloy C22合金熔覆层的腐蚀增重曲线在高温腐蚀气氛中均呈抛物线规律。三种材料的腐蚀层均为双层结构,最外层为疏松的硫化物层,内层为具有保护作用的致密腐蚀产物层,主要由Cr、Mo、Fe等元素的腐蚀产物组成。500℃时,三种材料腐蚀速率较慢,Hastelloy C22合金熔覆层及Hastelloy C22合金基本没有腐蚀;温度≥550℃,腐蚀速率突增,但Hastelloy C22合金和Hastelloy C22合金熔覆层腐蚀速率仍然较低,总腐蚀增重≤3.60mg/cm2,且由于晶粒细小的原因,Hastelloy C22合金熔覆层的耐蚀性能要稍优于Hastelloy C22合金。因此,Hastelloy C22合金熔覆层在模拟低NOx燃烧环境下具有良好的耐高温硫腐蚀性能,其耐蚀性能稍强于Hastelloy C22合金,并显著优于TP91钢。为了研究Cr元素对Ni-Cr-Mo合金熔覆层的高温硫腐蚀性能的影响规律,本文制备了不同Cr含量的Ni-xCr-Mo合金熔覆层（x=1 0wt.%,15wt.%,20wt.%,25wt.%,30wt.%）,研究了Ni-xCr-Mo合金熔覆层在低NOx燃烧环境下的腐蚀行为。实验结果表明,Ni-xCr-Mo合金熔覆层的耐高温硫腐蚀性能随Cr含量的提高而增强。Ni元素在致密腐蚀产物层中的扩散速率决定了熔覆层的耐蚀性能。Cr含量为1 0wt.%时,内层腐蚀产物不能有效阻止Ni元素的向外扩散,熔覆层腐蚀增重曲线呈线性规律;Cr含量≥1 5wt.%时,腐蚀增重曲线呈抛物线规律,内层腐蚀产物更加致密,可有效抑制Ni元素向外扩散,从而增强熔覆层的耐蚀性能。为了研究Si元素对Ni-Cr-Mo合金熔覆层高温硫腐蚀性能的影响规律,制备了不同Si含量的Ni-Cr-Mo-xSi合金熔覆层（x=0wt.%,1wt.%,3wt.%,5wt.%）,研究了Ni-Cr-Mo-xSi合金熔覆层在低NOx燃烧环境下的腐蚀行为。实验结果表明,适量Si元素（1wt.%）的加入可以减少熔覆层中孔洞数量,但过量的Si造成熔覆层晶界处出现了大量细小的裂纹。1wt.%Si含量的熔覆层耐蚀性能最好,其次为未添加Si的熔覆层,当Si含量为3wt.%和5wt.%时,内层腐蚀产物呈不连续分布状态,难以形成致密的腐蚀产物层,导致熔覆层耐蚀性能下降。为了研究基体元素Fe的扩散对Ni-Cr-Mo合金熔覆层高温硫腐蚀性能的影响规律,制备了不同Fe含量的（Ni-Cr-Mo）-xFe合金熔覆层（x=3.6wt.%,5.8wt.%,7.5wt.%,9.6wt.%）,研究了（Ni-Cr-Mo）-xFe合金熔覆层在低NOx燃烧环境下的腐蚀行为。实验结果表明,（Ni-Cr-Mo）-xFe合金熔覆层耐高温硫腐蚀性能随Fe含量的提高而降低,Fe含量≤7.5wt.%时,腐蚀增重曲线呈抛物线规律;Fe含量为9.6wt.%时,熔覆层在550℃和600℃的腐蚀增重曲线近似呈线性规律。（Ni-Cr-Mo）-xFe合金熔覆层的腐蚀产物内层由Cr、Mo、Fe的腐蚀产物组成,而Fe主要以Fe2O3、FeO和FeS的形式存在。Fe含量达到9.6wt.%时,内层中Fe的腐蚀产物过多,致使内层出现开裂现象,熔覆层耐蚀性能严重下降。为了验证Ni-Cr-Mo合金熔覆层在实际燃煤锅炉低NOx燃烧环境、高硫煤工况下的实际耐蚀特性,本文利用激光熔覆技术在水冷壁管表面制备了厚度为0.65-0.85mm的Ni-Cr-Mo-Si合金熔覆层（Si含量为1wt.%）,并安装于某燃煤电厂锅炉中。运行近一年后的检测结果表明,Ni-Cr-Mo-Si合金熔覆层具有优异的耐高温硫腐蚀性能。