高効率廃棄物発電用高温耐食性材料の開発に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650794
• Research Institution: TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 西方 篤 東京工業大学, 工学部, 助教授 (90180588)
• Keywords: 高効率廃棄物発電 / ごみ焼却炉 / 高温耐食性 / ボイラー管 / 交流インピーダンス法 / 溶融塩 / Ni基合金

Research Abstract

高効率廃棄物発電環境で問題となる溶融塩化物および硫酸塩に対するNi基(一部Fe基)合金の耐食性に及ぼす合金元素の影響を明かにするため,3種類の溶融塩(塩化物,硫酸塩,それらの混合塩)を腐食灰とし,31種類の合金(18種類の市販合金,13種類の研究室内での溶製合金)を試料として用い,等研究室で開発した交流インピーダンス法の原理に基づいた迅速評価法および従来の高温腐食の評価に用いられている腐食灰塗布法により450〜600°Cの温度範囲で耐食性評価を行い,以下の成果を得た.
塩化物溶融塩に対しては,Crの添加はむしろ耐食性を劣化させる結果となった.これは塩化物環境で安定なCr_2O_3皮膜が形成されにくいことを意味するものである.一方,硫酸塩に対する耐食性は20%以上のCrの添加が有効であり,Moの添加は耐食性を劣化させることがわかった.また,塩化物と硫酸塩の混合塩環境に対しては,CrおよびMoの添加が極めて有効であり,その他にもNbの添加も有効でありあることが腐食データの回帰分析からわかった.交流インピーダンス法による評価結果は従来の塗布法による試験結果とよく一致したことから当研究室で開発した高温腐食用の迅速評価法の信頼性が裏付けられた.
本研究で用いた3種類の溶融塩では,硫酸塩が他の塩化物を含む2種類の溶融塩に比べて腐食性が低い(約1/10程度の腐食速度)ことが塗布試験により示された.これにより,焼却炉環境での材料の耐食性を評価する場合には,塩化物あるいは硫酸塩・塩化物混合環境での評価結果に基づいておこなうのが妥当であることが示された.試験した18種類の市販合金のなかでは,高Cr,高Mo合金であるAlloy625およびAlloyC-22が比較的すべての溶融塩環境で優れた耐食性を示したことから,この環境での材料として有望である.

Research Products

• [Publications] 八木亜樹: "交流インピーダンス法によるゴミ焼却炉材料の耐食性迅速評価システム" 日本金属学会講演概要集. 447- (1994)
• [Publications] 張 弓: "ゴミ焼却炉材料の耐食性の迅速評価" 第41回腐食防食討論会概要集. 301-304 (1994)
• [Publications] 張 弓: "ゴミ焼却炉環境における合金の耐食性" 日本金属学会講演概要集. 169- (1995)
• [Publications] 西方 篤: "高効率廃棄物発電用材料の迅速評価" 第106回腐食防食シンポジウム資料. 52-60 (1995)
• [Publications] 西方 篤: "ごみ焼却炉発電用材料の耐食性迅速評価" 環境保全材料研究会資料. 17- (1995)
• [Publications] 張 弓: "溶融塩腐食系における電気化学インピーダンスと耐食性評価への応用" 腐食防食'96講演概要集. (発表予定). (1996)