Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan

Produk Korosi yang Dihasilkan oleh Paparan Suhu Tinggi

Untuk mencegah korosi suhu tinggi, mengidentifikasi produk korosi adalah kuncinya. Seperti halnya analisis produk korosi berair, kombinasi metode seperti SEM-EDS dan XRD diperlukan untuk mengidentifikasi spesies yang ada dalam skala yang terbentuk pada suhu tinggi. Perbedaan utama adalah bahwa skala umumnya lebih tebal dan seringkali berlapis-lapis, yang berarti bahwa analisis cross-sectional juga diperlukan.

Dalam artikel ini, kita akan memeriksa produk korosi yang dihasilkan oleh paparan suhu tinggi dan menjelaskan bagaimana informasi ini dapat digunakan dalam pencegahan korosi.

Pengujian Produk Korosi

Karena korosi suhu tinggi cenderung menghasilkan skala yang berlapis-lapis, pemindaian garis dan peta titik dapat digunakan untuk mengilustrasikan multi-lapisan tetapi teknik ini bersifat kualitatif. Mereka mengandalkan tampilan jumlah total; kepadatan lokasi dapat mempengaruhi hasil. Oleh karena itu, analisis ini juga berguna untuk melengkapi dengan reduksi data kuantitatif atau semi-kuantitatif.

Pemodelan termodinamika untuk sistem gas menjadi umum digunakan dan merupakan alat penting untuk prediksi reaksi kimia seperti korosi, oksidasi, sulfidasi dan produk korosi yang dihasilkan. Perhitungan seperti itu lebih berguna daripada diagram Ellingham karena banyak spesies dapat dimasukkan. Hasilnya dapat membantu dalam mengidentifikasi dan mengkonfirmasi hasil eksperimen. Kondisi dapat dengan mudah diubah juga, seperti masuknya berbagai gas dengan identifikasi spesies yang stabil.

Misalnya, ketergantungan suhu produk korosi atau skala pelindung dapat dinilai untuk serangkaian kondisi tertentu. Di sisi lain, mungkin juga dengan memvariasikan konsentrasi O2 dan Kl2 untuk logam tertentu seperti Fe, kondisi untuk berbagai spesies oksida dan klorida dapat diprediksi untuk suhu tertentu. Namun, pemodelan ini didasarkan pada kondisi kesetimbangan dan kinetika reaksi dapat membatasi kegunaannya. Keuntungan dari alat tersebut adalah untuk membandingkan perhitungan dengan produk korosi yang diamati dan memverifikasi kondisi proses.

Banyak skala suhu tinggi berlapis dan ini dapat dicatat dengan mengubah konsentrasi korosif pada suhu tertentu karena konsentrasi korosif dalam skala menurun karena difusi. Oksidasi suhu tinggi karbon atau baja paduan rendah memiliki lapisan skala FeO/Fe3 O4 /Fe2 O3 . Perhatikan bahwa bilangan oksidasi Fe paling rendah setelah fase logam, Fe(II) dalam FeO, dan meningkat ke arah skala/antarmuka lingkungan, campuran Fe(II) dan Fe(III) dalam Fe 3 O4 , dan Fe(III) dalam Fe2 O3 . Perhitungan termodinamika akan memprediksi produk korosi termodinamika terluar yang stabil dalam kontak dengan aliran proses kesetimbangan.

Produk skala yang dicatat di bawah biasanya adalah apa yang diamati tetapi lapisan skala yang tepat adalah fungsi dari kinetika, suhu, dan spesies yang ada. Oleh karena itu, perhitungan termodinamika untuk paduan sangat berguna untuk memahami komposisi timbangan. Namun, timbangan pada suhu dapat berubah menjadi struktur yang berbeda setelah didinginkan hingga suhu kamar.

Skala Produk dengan Baja Paduan Rendah

Di bawah 400 °C (752 °F) skala pada Fe adalah magnetit (Fe3 O4 ); sedangkan pada 550 ° C (1022 ° F) di udara struktur berlapis ditemukan di mana Fe berdifusi ke luar dan O ke dalam. Dengan demikian, kerak terluar cenderung hematit (α-Fe2 O3 ) dan magnetit skala dalam. Dalam kondisi yang sama untuk 2 1 /4 % Cr 1% Mo steel, kerak terluar adalah hematit, sedangkan kerak bagian dalam adalah FeCr2 O4 spinel, magnetit dan hematit. Oksidasi suhu yang lebih tinggi dari Fe menghasilkan skala tiga lapis hematit, magnetit dan wustit (Fe1-x HAI). Peningkatan Cr dalam paduan dapat menghasilkan campuran spinel (Fe,Cr)2 O4 . Komposisi skala bervariasi dengan suhu dan O2 tekanan parsial. Kehadiran H2 O menghasilkan bagian dalam (Fe,Cr)3 O4 , skala tengah magnetit dan skala luar hematit. Paduan membutuhkan minimal 14% Cr untuk kromia pelindung lengkap (Cr2 O3 ) lapisan yang akan mencegah difusi keluar Fe dan difusi ke dalam dari spesies lain seperti O. Dengan demikian, baja paduan rendah dibatasi pada suhu paparan kurang dari sekitar 300 °C (572 °F).

Kehadiran SO2 dapat menghasilkan pertumbuhan kumis dan lapisan magnetit yang tumbuh lebih lambat. FeS akan terbentuk sebagai butiran diskrit di lapisan magnetit bagian dalam sedangkan besi sulfat akan terbentuk di permukaan oksida tergantung pada tekanan parsial SO2 .

Menskalakan Produk dengan Baja Tahan Karat Austenitik

Kandungan Cr yang lebih tinggi dari baja tahan karat austenitik memberikan perlindungan oksidasi yang cukup untuk meminimalkan penskalaan hingga sekitar 850 °C (1562 °F). Timbangan dapat terdiri dari skala dalam kromia, (Crx Biaya1-x )2 O3 atau kaya Cr (Cr, Fe, Mn)3 O4 dengan lapisan luar hematit. Di atas 900 °C (1652 °F), sisik yang kaya kromia dapat bereaksi lebih lanjut dengan O2 untuk membentuk CrO3 , yang bersifat fluktuatif. Adanya uap air, jika cukup, bereaksi dengan Cr dalam oksida kemungkinan membentuk CrO yang mudah menguap2 (OH)2 , yang menghasilkan skala non-pelindung yang kaya Fe dan potensi oksidasi yang memisahkan diri.

Penambahan HCl pada O2 dan H2 O pada 600 °C (1112 °F) menghasilkan skala (Fe,Cr) yang lebih tebal dan tidak protektif3 O4 , magnetit dan hematit. Partikel logam klorida dapat tertanam pada antarmuka logam skala. Produk korosi khas dari biomassa atau kondisi gas buang yang mengandung jumlah O2 . yang bervariasi , CO2 , JADI2 dan HCl menghasilkan dan lapisan dalam Ni3 S2 , lapisan tengah spinel dan hematit, dan SO luar4 = , Fex Oy dan partikel logam klorida. Kehadiran H2 O menghasilkan lapisan tipis (Fe, Cr, Ni)3 O4 lapisan dalam.

Produk skala dari sulfidasi adalah fungsi suhu dan tekanan parsial dari spesies S pereduksi. Dalam kondisi reduksi yang cukup, lapisan pelindung kromia dapat disulfida menjadi Cr2 S3 atau Cr5 S6; namun, pada tekanan parsial sulfur yang lebih tinggi, skala sulfida multi-lapisan akan tumbuh. Skala bagian dalam akan menjadi skala S yang kaya Cr dengan skala tengah dari spinel daubréelite (FeCr2 S4 ) dengan kandungan Fe-Cr variabel dan pirhotit luar (Fe1-x S) skala. Pada suhu yang lebih tinggi dan/atau tekanan parsial S, skala luar dapat menjadi (Fe,Ni)1-x S dan pentlandit (Fe,Ni)9-x S8 .

Untuk oksidasi paduan FeCrAl terjadi pembentukan awal Cr2 O3 dan hematit dan kemudian nukleasi korundum (α-Al2 O3 ). Kehadiran air menghasilkan struktur lapisan luar korundum dengan partikel kaya kromia di antara lapisan. Paduan FeCrAl memiliki oksidasi uap suhu tinggi yang ditingkatkan dan dianggap sebagai bahan pelapis bahan bakar nuklir yang tahan terhadap kecelakaan.

Skala Produk dengan Paduan Berbasis Nikel Temperatur Tinggi

Paduan Ni memiliki berbagai komposisi yang berbeda dan dengan demikian skala korosi dapat bervariasi dengan paduan. Dengan kandungan Cr yang lebih tinggi, paduan berbasis Ni memiliki ketahanan oksidasi yang lebih tinggi. Pada tahap awal oksidasi, lapisan NiO terus menerus terbentuk, sedangkan Cr2 O3 pulau-pulau terbentuk di batas butir. Jika Fe hadir dalam paduan, lapisan dapat mencakup NiFe2 O4 . Saat lapisan luar NiO tumbuh menjadi logam, ia bertemu dengan pulau-pulau Cr2 O3 , yang kemudian membentuk NiCr2 O4 atau (NiFe2-x Crx )O4 pulau-pulau spinel. Karena oksida yang mengandung Ni kurang protektif dibandingkan Cr2 O3 , skala luarnya adalah NiO dengan skala spinel bagian dalam dan Cr2 O3 lapisan. Tergantung pada kandungan Fe dari paduan, hematit juga dapat diamati pada skala luar. Untuk paduan tinggi Al dan pada suhu di atas sekitar 1000 ° C (1832 ° F) skala bagian dalam korundum cenderung berkembang, yang bila dikombinasikan dengan NiO dan Cr2 O3 dapat membentuk spinel.

Klorinasi Ni baik dalam Cl2 atau HCl menghasilkan NiCl2 skala. Tergantung pada tekanan parsial O2 , skala NiO juga mungkin ada.

Untuk studi dengan gas HCl, CO2 , CO, H2 dan H2 S yang berkurang dan tergantung pada suhu, produk korosi untuk Paduan HT diidentifikasi sebagai FeCl2 (menguap pada suhu yang lebih tinggi), Cr2 S3 , Cr2 O3 dan NiS. Dalam kondisi yang sama Alloy 600 memiliki Cr2 O3 dan Cr2 S3 sebagai produk skala.

Paduan 601 pada 900 °C (1652 °F) di bawah kondisi sulfidasi memiliki skala luar Ni3 S2 , (Fe,Ni)9 S8 , dan FeCr2 S4 , lapisan korundum dengan campuran sulfida dan lapisan terdalam FeCr2 S4 dan Ni3 S2 .

Dengan H2 S/H2 di atas 645 °C (Fe,Cr,Ni)3 S2 dapat membentuk produk cair. Kombinasi dengan O2 dengan mengurangi SO2 dapat mengakibatkan korosi pecah Cr2 O3 dan Ni2 S3 . Kondisi seperti itu dapat membatasi penerapan paduan ini.

Kesimpulan

Korosi suhu tinggi melibatkan sejumlah produk utama. Dengan mengidentifikasi ini, adalah mungkin untuk mencegah korosi di masa depan.


Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan

  1. Sensor suhu digital memiliki akurasi tinggi, daya rendah
  2. Apa yang dimaksud dengan pita kain serat kaca suhu tinggi?
  3. Airtech meluncurkan bahan kantong vakum suhu tinggi untuk cetakan termoplastik
  4. Laminasi PCB Suhu Tinggi
  5. Serat Optik Bernilai 500 ° C untuk Aplikasi Suhu Tinggi
  6. Pengendalian Korosi di Menara Pendingin
  7. Menganalisis Produk Korosi Berair
  8. TIDAK 20
  9. S31803 / COLDUPLEX Baja Tahan Karat Dupleks
  10. Sandvik SAF 3207 HD™