The steam oxidation mechanism of heat resistant alloys and efficiency improvement of energy conversion processes at high temperature

耐热合金的蒸汽氧化机理及高温下能量转换过程的效率提升

• 批准号: 21246108
• 负责人: MARUYAMA Toshio
• 金额: $ 28.2万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21246108/
• 关键词: 腐食防食; 耐熱合金; 耐熱鋼; 高温水蒸気酸化; 火力発電; 水素; プロトン; 内部酸化／外部酸化; 水素透過能; 内部酸化/外部酸化; 内部酸化; 外部酸化

This study was planned to clarify the mechanism of steam oxidation of heat resistant alloys in energy conversion process at elevated temperatures. The effect of water vapor on high temperature oxidation is proposed based on the obtained results. The dissociated hydrogen from water vapor goes into alloys and adsorbed at the internal oxide/alloy interface, result in the enhancement of oxygen transport along the interface. Protective layer hardly forms in humid atmosphere, because internal oxidation is enhanced by the presence of water vapor. On the other hand, the comparison of the product of hydrogen permeability and thickness in both the oxide scales and metals provides the information that the effect of hydrogen permeation on oxidation behavior strongly depends on the practical operation of the power plants.

本研究旨在阐明高温能量转化过程中耐热合金蒸汽氧化的机理。在此基础上提出了水蒸气对高温氧化的影响。水蒸气中解离的氢进入合金并吸附在内部氧化物/合金界面，导致氧沿界面输运增强。在潮湿的大气中很难形成保护层，因为水蒸气的存在加强了内部氧化。另一方面，通过对比氧化层和金属层中氢渗透率与厚度的乘积，可以看出氢渗透率对氧化行为的影响很大程度上取决于电厂的实际运行情况。

项目成果

Fe-9 mass%Cr合金上に形成する酸化皮膜の熱サイクル過程に発生する亀裂と組織の関係

Fe-9质量％Cr合金热循环过程中裂纹与氧化膜结构的关系

• 发表时间: 2012
• 作者: 山田一輝;上田光敏;河村憲一;丸山俊夫
• 通讯作者: 丸山俊夫

Oxygen Activity Distribution from Atmosphere to Scale Surface on High Temperature Oxidation of Iron

铁高温氧化过程中从大气到氧化皮表面的氧活度分布

• 发表时间: 2012
• 作者: K. Kawamura;S. Sonota;M. Ueda and T.Maruyama
• 通讯作者: M. Ueda and T.Maruyama

In situ observation of breakaway oxidation in the early stage of steam oxidation of austenitic steel at 973 K (Poster presentation)

973 K 奥氏体钢蒸汽氧化早期断裂氧化的原位观察（海报展示）

• 发表时间: 2012
• 作者: A. Okubo;M. Ueda;K. Kawamura;M. Takeyama and T. Maruyama
• 通讯作者: M. Takeyama and T. Maruyama

純Feの高温酸化時の酸素ポテンシャル分布

纯铁高温氧化过程中的氧势分布

• 发表时间: 2012
• 作者: 其田聖史;河村憲一;上田光敏;丸山俊夫
• 通讯作者: 丸山俊夫

1073 KにおけるFe/FeO平衡酸素分圧下でのFe-Cr-Ni合金の臨界Cr濃度

1073 K Fe/FeO 平衡氧分压下 Fe-Cr-Ni 合金的临界 Cr 浓度

• 发表时间: 2011
• 作者: 井上雄基;上田光敏;丸山俊夫;竹山雅夫
• 通讯作者: 竹山雅夫