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冷卻器基體材料抗腐蝕性能選擇合適的金屬相變儲能材料能更有效的提高熱能的利用率。鋁硅合金由于熔點(diǎn)適中、導(dǎo)熱系數(shù)高、相變潛熱大、具有穩(wěn)定的組織和結(jié)構(gòu)，并且相對價(jià)廉，成為金屬相變儲能技術(shù)中的主要儲能材料。但熔融狀態(tài)的鋁硅合金具有較強(qiáng)的腐蝕性，所以作為工程應(yīng)用要解決關(guān)鍵技術(shù)之一是控制高溫液態(tài)鋁硅合金對換熱管的侵蝕。
試驗(yàn)的工作溫度為495℃~620℃，而鐵鋁及多數(shù)鐵鋁硅合金的共晶溫度都高于620℃，因此通過合理的選擇，可以找到合適的耐鋁硅腐蝕的材料，再通過在金屬基體表面涂敷防護(hù)涂層，可以更加有效地減緩熔融鋁硅對換熱管的腐蝕。
冷卻器基體材料抗腐蝕性能20G高壓鍋爐鋼具有較高的抗氧化腐蝕性能及良好的組織穩(wěn)定性，可以有效地抵抗管內(nèi)部水蒸氣的腐蝕，因此具備作為冷卻器材料的先決條件。鋁硅合金熔液對金屬材料的侵蝕是十分明顯的，不同材料的侵蝕情況有很大差別，取決于其成分和結(jié)構(gòu)。含碳量越低的鐵基材料抗侵蝕能力越強(qiáng)，侵蝕面越平整。20G高壓鍋爐鋼屬于低碳鋼，并且其他金屬成分相對較少，具有一定的抗鋁硅腐蝕性能，可以作為換熱管材料。
將9個尺寸為25mm×2.5mm×15mm的圓柱狀20G高壓鍋爐鋼試樣在稱量后浸入熔融鋁硅液中，鋁硅合金在495~620℃溫度范圍內(nèi)反復(fù)進(jìn)行熔融-凝固-熔融循環(huán)，將用套管保護(hù)的熱電偶插入熔融-凝固循環(huán)的鋁硅液中，利用測溫模塊采集循環(huán)數(shù)據(jù)，循環(huán)曲線。
每隔120 h取出一片試樣，用剝離法測定腐蝕層的質(zhì)量。剝離液分別為質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的NaOH和濃鹽酸。先將試樣浸入90℃的20% NaOH中，立即發(fā)生強(qiáng)烈的反應(yīng)，生成H2，停留一段時(shí)間取出后用水沖洗，并用纖維棉擦掉試樣表面疏松的沉積物，然后浸入室溫下的濃鹽酸中不超過1min，取出后邊沖洗邊擦拭，最后再重新放入90℃NaOH溶液中，重復(fù)上述過程數(shù)次，直至試樣浸入NaOH溶液無氣泡產(chǎn)生為止，然后干燥、稱量。
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，使用劃格法檢測涂層與基體的結(jié)合力，試驗(yàn)在試樣的三個不同位置上完成，同時(shí)記錄全部結(jié)果，再根據(jù)評級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評級。測試結(jié)果表明三種涂層試樣附著力均達(dá)到了1級，涂層與基體的附著力強(qiáng)于涂料內(nèi)聚力，能較好的與基體結(jié)合，起到防護(hù)作用。
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