[发明专利]一种耐热钢材料腐蚀层评价方法、系统及设备

权利要求书

1.一种耐热钢材料腐蚀层评价方法，其特征在于，包括：

基于动态超临界CO₂腐蚀实验平台，利用不同试验参数对超临界CO₂环境下的耐热钢材料进行腐蚀正交试验，确定所述耐热钢材料的腐蚀层表征；所述腐蚀表征包括腐蚀增重、表面形貌、截面形貌、表面粗糙度、腐蚀产物相结构、碳元素含量以及碳元素沿腐蚀层厚度方向分布；所述试验参数包括温度、压力和时间；

分析所述腐蚀层表征，确定腐蚀层的腐蚀状态；所述腐蚀状态包括腐蚀层生长速率、腐蚀形貌特征、腐蚀演变机制以及抗脱落性能；

利用超临界测量CO₂腐蚀系统对所述超临界CO₂环境下的耐热钢材料进行测量，确定腐蚀层厚度以及当量温度；

根据所述腐蚀层厚度以及所述当量温度确定所述耐热钢材料的剩余寿命；

根据所述腐蚀状态以及所述剩余寿命确定所述腐蚀层的当前等级；所述当前等级包括优秀、良好、中等、基本合格以及不合格。

2.根据权利要求1所述的耐热钢材料腐蚀层评价方法，其特征在于，所述分析所述腐蚀层表征，确定腐蚀层的腐蚀状态，具体包括：

获取不同试验参数下所述超临界CO₂环境下的耐热钢材料的腐蚀增重；

拟合不同的腐蚀增重，生成增重曲线；

对所述腐蚀层进行动力学分析，根据所述增重曲线确定所述腐蚀层的生长速率。

3.根据权利要求1所述的耐热钢材料腐蚀层评价方法，其特征在于，所述分析所述腐蚀层表征，确定腐蚀层的腐蚀状态，具体包括：

利用场发射电子扫描显微镜确定所述腐蚀层的表面形貌；

利用电子探针显微分析仪确定所述腐蚀层的截面形貌；

利用原子力显微镜确定所述腐蚀层的表面粗糙度；

对所述表面形貌、所述截面形貌以及所述表面粗糙度进行表界面分析，确定所述腐蚀层的腐蚀形貌特征。

4.根据权利要求1所述的耐热钢材料腐蚀层评价方法，其特征在于，所述分析所述腐蚀层表征，确定腐蚀层的腐蚀状态，具体包括：

利用X射线衍射检测不同试验参数下所述腐蚀层表面的物相组成；

利用X射线光电子能谱检测不同试验参数下所述腐蚀层表面的元素组成；所述元素组成包括元素化学价态和电子态；

根据所述物相组成以及所述元素组成绘制衍射图谱；

对比所述衍射图谱以及标准物质卡片，基于腐蚀热力学分析，确定腐蚀演变机制。

5.根据权利要求1所述的耐热钢材料腐蚀层评价方法，其特征在于，所述分析所述腐蚀层表征，确定腐蚀层的腐蚀状态，具体包括：

根据所述碳元素含量以及所述碳元素沿腐蚀层厚度方向分布进行碳化层分析，确定抗脱落性能。

6.根据权利要求1所述的耐热钢材料腐蚀层评价方法，其特征在于，所述根据所述腐蚀层厚度以及所述当量温度确定所述耐热钢材料的剩余寿命，具体包括：

利用公式T(C+lgτ)＝P(σ)确定所述耐热钢材料的剩余寿命；其中，τ为蠕变断裂时间，即剩余寿命；T为当量温度；C为材料常数；P为所述耐热钢材料的额定工作压力；σ为应力。

7.根据权利要求1所述的耐热钢材料腐蚀层评价方法，其特征在于，所述根据所述腐蚀状态以及所述剩余寿命确定所述腐蚀层的当前等级，具体包括：

获取腐蚀层评价等级；

根据所述腐蚀状态以及所述剩余寿命构建影响因素集合；

确定所述影响因素集合中的单因素对所述腐蚀层评价等级的隶属度；

根据每个所述单因素的隶属度确定单因素评价集；

根据所述单因素评价集确定评价矩阵；

根据所述评价矩阵确定所述腐蚀层的当前等级。