報告書番号

Q06006

タイトル（和文）

還元性硫化腐食における腐食挙動に及ぼす雰囲気ガス組成の影響(その１） -腐食量に対する各因子の影響範囲-

タイトル（英文）

The Influence of Gases Composition to Corrosion Behavior of STBA24 in Reducing Atmosphere Including H2S (vol.1) -The Classification of Influence Each Factor Gives to Corrosion Behavior-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

近年、石炭火力ボイラにおいて、低NOx運転に伴った、強い還元性雰囲気の形成による蒸発管の腐食減肉が問題となっており、腐食量の予測が求められている。当所では、石炭性状と燃焼条件より雰囲気組成を推定するとともに、雰囲気の腐食性を定性的に評価できる手法を開発した。この手法は、還元性雰囲気を相対的に表す酸素分圧および硫黄分圧を、腐食性の評価指標としている。しかしながら、腐食量を定量的に予測するには、腐食環境と腐食挙動の関係を明らかにする必要があるが、腐食挙動に対するPO2とPS2の依存性や、雰囲気中の各ガス種濃度の影響は明らかでない。そこで、H2S濃度およびSO2濃度を一定としてPO2とPS2を変化させた条件、ならびに、各PO2、PS2条件においてH2S濃度とSO2濃度を変化させた条件で、実機使用材の一つであるSTBA24の試験片に対して、電気炉で温度制御を行う小型実験装置を用いてガス腐食試験を実施した結果、以下のことが明らかとなった。
まず、腐食生成物の皮膜構造は、PO2-PS2図内において、硫化物皮膜が主体となるtype1、酸化物と硫化物が混合した針状皮膜となるtype2、薄い酸化物皮膜が主体のtype3に大別され、各皮膜構造のおおよその生成範囲を把握することが出来た。また、H2S濃度およびSO2濃度の変化は、皮膜構造に対してほとんど影響しないことが明らかとなった。
また、腐食量に対するPO2、PS2、H2S濃度、SO2濃度それぞれの依存性によって、PO2-PS2図内を次の三つの領域に分類できた。①腐食量がPO2およびPS2には依存せず、H2S濃度もしくはSO2濃度には影響を受けると考えられる領域、②腐食量がPO2とPS2に加えて、H2S濃度とSO2濃度の影響も受けると考えられる領域、③腐食量がH2S濃度およびSO2濃度には影響を受けず、PO2とPS2のみでほぼ評価できると考えられる領域。

概要 （英文）

The dependence of oxygen potential(PO2), sulfur potential (PS2) to the corrosion behavior and the influence of H2S concentration and SO2 concentration to the corrosion behavior were investigated in the simulated coal combustion gases atmosphere at 773K for STBA24. As a result, it was clarified that the scale structure can be divided into three types in the correlation of PO2 and PS2 without depending on H2S concentration and SO2 concentration. After corrosion test in the condition that PO2 change at same H2S concentration, same SO2 concentration and same PS2, it was clarified the corrosion amounts depend on PO2 at the area of high PO2, and that the corrosion amounts did not depend on PO2 so much at the area of low PO2. Then, after the test in the condition that PS2 change at same H2S concentration, same SO2 concentration and same PO2, it was clarified the corrosion amounts depend on PS2 at the area of low PS2, and did not depend on PS2 so much at the area of high PS2. By the investigation of the influence of H2S concentration and SO2 concentration change to corrosion amounts at same PO2 and same PS2, it was clarified that the corrosion amounts are susceptible to the influence of H2S concentration or SO2 concentration in the low PO2 and high PS2 area which corrosion amounts have not dependence of PO2 and PS2. Therefore, it seems that corrosion amounts can be evaluated by H2S concentration or SO2 concentration in this area. In the high PO2 and low PS2 area which corrosion amounts have dependence of PO2 and PS2, the influence of H2S concentration and SO2 concentration to corrosion amounts showed obscure tendency. However, at least, the corrosion amounts did not depend on the H2S concentration and SO2 concentration in the area of highest PO2 and lowest PS2 in this test range. Therefore, the possibility that can evaluate corrosion amounts only in the correlation of PS2 and PO2 in this area was suggested. In conclusion, the dependency which each factors give to corrosion amounts was classified in three regions, region 1: corrosion amounts can be evaluated by H2S or SO2 concentration without depending on PO2 and PS2, region 2: H2S concentration and SO2 concentration influence corrosion amounts as well as PO2 and PS2, region 3: corrosion amounts can be evaluated only in the correlation of PO2 and PS2.

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