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烟道及烟囱防腐应用钛合金介绍

钛及钛合金有良好的耐腐蚀性能,在钢烟囱的防腐内衬中也有应用。在国内的福建漳州后石电厂,采用无GGH、无旁路的海水脱硫系统中,湿烟囱采用钛板作为钢烟囱防腐内衬。
工业纯钛属于热力学不稳定的金属,如果能通过溶解而生成Ti2+,则金属钛离子化时的标准电极电位为-1.63V,这样钛易溶于水而释出氢。然而在多种腐蚀性介质中,钛有非常强的耐腐蚀性,这是由于钛具有极大的可钝化性。它的钝化性超过了钴、镍及不锈钢。它在许多活性介质中是极耐腐蚀的,尤其是对氧化性介质及含氯、氯化物介质,耐蚀性最佳,但钛在硫酸、盐酸中稳定性较差。
为了解决常规钛及钛合金耐硫酸及盐酸等还原性介质腐蚀能力不强的问题,在钛合金中加钼元素(10%~32%),可大大提高钛合金的抗还原性介质的腐蚀能力。其中钼含量愈高,耐蚀性愈好,但熔炼、加工困难也愈大。主要表现在合金的强化上,这在一定程度上影响了该合金的应用。钛-钼合金的耐蚀性能如表2所示。
钛-钼合金较之纯钛更适合作为钢烟囱防腐材料。Ti-20Mo及以上牌号的钛-钼合金可满足要求,而且由于钛合金耐氯化物腐蚀性能较强,特别适合于采用海水脱硫的电厂。
但是钛合金对于焊接工艺要求极高,一般来说,加工厂会将纯钛板或钛合金板和钢板在出厂前制成复合板。但对于已有电厂钢烟囱来说,使用钛合金直接固定在碳钢内筒上,难度较大。在新建电厂中使用复合板作为烟囱内筒是可行的方案之一。
氟离子在酸性环境下可以迅速破坏钛表面的氧化膜,造成不可修复的破坏,据某些资料介绍,质量分数为10-6级的氟离子在合适的酸性环境下就可以对钛造成腐蚀,因此,当燃煤中氟含量较高或者采用海水脱硫时,海水被污染导致海水中氟离子浓度较高,此时,选择钛作为防腐材料需要更谨慎。福建漳州后石电厂采用不设旁路的海水脱硫技术,在国内首次采用钛复合板为钢烟囱内筒材料。该电厂没有设置GGH,烟气温度低,含水量较大。
钛复合板材料是TA2,即工业级纯钛,没有使用钛合金材料。国内几家正在新建的电厂如常熟电厂2×600MW机组采用了TA2+碳钢的钛复合板作为烟囱内筒(其中钛板厚度仅为1.2mm)。

 

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