高温チューブ炉は、腐食に対してどのような環境条件をシミュレートしますか？ボイラーの現実を再現する

高温チューブ炉は、主に火力発電所ボイラーの低窒素燃焼ゾーンに見られる、過酷な還元雰囲気をシミュレートします。具体的には、これらの実験は、安定した金属表面温度400℃と、特に一酸化炭素（CO）および硫化水素（H2S）の精密な腐食性ガス混合物によって特徴付けられる制御された環境を作り出します。

ガス密閉された石英またはアルミナチャンバー内に金属試料を隔離することにより、これらの炉は、研究者が実際のボイラーに見られる変数なしに、鋼の正確な腐食速度論的挙動を観察することを可能にします。

化学雰囲気の再現

このセットアップの主な機能は、還元雰囲気を模倣することです。空気を含む標準的な酸化試験とは異なり、この環境は、低窒素燃焼領域で一般的に見られる、酸素が少ないゾーンを再現します。

火災の特定の化学的攻撃ベクトルをシミュレートするために、炉は特定の比率の混合ガスを導入します。

一次参照では、一酸化炭素（CO）および硫化水素（H2S）の使用が強調されています。これらのガスは、鋼の表面とどのように相互作用して腐食を促進するかを研究するために、石英反応管に導入されます。

雰囲気が純粋であることを保証するために、反応はガス密閉された石英またはアルミナ管内で行われます。

この隔離により、周囲の空気がチャンバーに入るのを防ぎ、腐食が導入されたガス混合物のみによって引き起こされ、偶発的な酸化によって引き起こされないことが保証されます。

炉は、金属試料自体の特定の目標温度を維持するように設計されています。

一次参照に基づくと、これらの実験の重要なベンチマークは、安定した金属表面温度400℃を維持することです。

目標温度に到達するだけでなく、炉は環境が等温（一定温度）であることを保証します。

補足データによると、これらのシステムは長期間（例：500時間）熱安定性を維持でき、これは熱力学的平衡を確立するために重要です。

400℃は特定の鋼試料のベンチマークですが、これらの炉はより広い範囲を持っています。

それらは、しばしば500℃から575℃の範囲で、より高い帯域での反応を促進する能力があり、さまざまな材料の限界を研究することができます。

これらの炉は化学的速度論に関する優れたデータを提供しますが、静的で理想化された環境を作り出します。

実際のボイラーは、急激な温度変動や灰による物理的浸食を経験しますが、これは静的なチューブ炉では本質的にシミュレートされません。

使用されるガス（H2S、HCl、SO2）は、試料だけでなく装置に対しても非常に攻撃的です。

石英またはアルミナライニングへの依存は必須です。これらの化学的に不活性なバリアがない場合、腐食性ガスは炉本体を破壊し、温度制御を無効にします。

火側腐食実験を設計する際は、炉の設定を特定の研究目標に合わせてください。

低窒素燃焼ゾーンの再現が主な焦点の場合： 400℃の試料温度を維持しながら、COおよびH2Sガスの精密な導入を優先してください。
長期的な材料耐久性が主な焦点の場合： 500時間以上の耐久性試験に十分な長期間の安定性に定格された炉システムを確保し、塩化金属の完全な形成と変換を可能にしてください。
酸性ガスへの耐性試験が主な焦点の場合： HClまたはSO2への暴露による装置の損傷を防ぐために、高純度アルミナライニングを備えた炉を使用してください。

環境設定の精度だけが、生データを実行可能な材料洞察に変える唯一の方法です。

条件パラメータ	シミュレーション詳細	腐食試験における目的
雰囲気タイプ	還元（酸素欠乏）	低窒素燃焼ゾーンを模倣する
主要ガス	CO、H2S、HCl、SO2	石炭/火災の化学的攻撃ベクトルを再現する
表面温度	安定した400℃～575℃	稼働中のボイラーにおける金属表面の熱をシミュレートする
試験期間	500時間以上（等温）	速度論のための熱力学的平衡を確立する
チャンバー材質	ガス密閉石英またはアルミナ	ガス純度を保証し、炉の完全性を保護する

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Yifan Ni, Chenghao Fan. Investigating Fireside Corrosion Behavior and Mechanism of Low-Alloy Water Wall Tube of Ultra-Supercritical Power Plant. DOI: 10.3390/ma18071666

この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Furnace ナレッジベース .