光热发电用不锈钢的熔盐腐蚀评价及机理

李广，付一川，喇培清，石玗（兰州理工大学 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室）

摘要：光热发电系统中热熔盐储罐、传热管道、换交换器、阀门和泵等构件主要采用不锈钢。熔盐具有优异的热物理性质，然而作为光热发电中的热能传储介质，其对金属材料具有强烈腐蚀作用。本文综述了熔盐环境中不锈钢的腐蚀评价及机理。首先介绍了不锈钢在光热发电系统中的应用以及在熔盐中的腐蚀评价，并总结归纳了不锈钢的主要熔盐腐蚀类型及其在硝酸盐、碳酸盐和氯盐等熔盐中的腐蚀机理。奥氏体不锈钢在太阳盐中满足光热电站结构材料腐蚀速率要求，含铝不锈钢在碳酸盐中具有更优异的耐蚀性，310 不锈钢可适用于惰性气氛保护的纯化氯盐中。熔盐驱动腐蚀的机制很复杂，不锈钢的熔盐腐蚀主要取决于盐阴离子种类，在含氧阴离子盐和卤化物盐中归纳为熔盐酸碱理论，其中氯盐腐蚀还包括活化氧化理论。最后讨论了气氛、杂质和温度等影响熔盐腐蚀性的电化学腐蚀行为，指出氯盐纯化可以大幅度降低对金属材料的腐蚀。含铝不锈钢在含氧阴离子盐中可以形成更稳定的Al2O3钝化膜，能有效地防止铬、铁的溶解以及腐蚀性杂质的渗透，是耐熔盐腐蚀不锈钢的主要研究方向。

关键词：光热发电；熔盐储能；熔盐腐蚀；熔盐酸碱理论；活化氧化理论；氯盐纯化；含铝不锈钢