نشریه علوم و مهندسی سطح

نشریه علوم و مهندسی سطح

بررسی رفتار آنتی ککینگ پوشش های آلومیناید نفوذی اعمال‌ شده روی فولاد HP

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد،دانشکده مهندسی مواد،دانشگاه صنعتی اصفهان،اصفهان،ایران
2 دانشیار،دانشکده مهندسی مواد،دانشگاه صنعتی اصفهان،اصفهان،ایران
3 استاد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان،اصفهان،ایران
چکیده
در صنعت پتروشیمی و در فرآیند کراکینگ طی واکنش‌های مطلوب که به تولید محصولاتی نظیر اتیلن و پروپیلن می‌انجامد، واکنش‌های نامطلوب نیز شکل می‌گیرند که باعث ایجاد کک در کویل‌های کوره می‌گردد. پوشش‌دهی فولاد می‌تواند مقاومت به خوردگی داغ و اکسیداسیون دمای بالا را افزایش دهد، تا حد زیادی از نشست کک جلوگیری کرده و منجر به طولانی شدن عمر راکتورها شود. در ‫این پژوهش جهت افزایش نسبت آنتی‌ککینگ و بهبود مقاومت به اکسیداسیون و کربوره ‌شدن آلیاژ HP-micro از پوشش‌های نفوذی آلومینایدی استفاده شد.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ ابتدا ترکیب شیمیایی زیرلایه توسط آزمون طیف سنجی نوری اندازه‌گیری شد. سپس از فرایند آلومینایزینگ جهت ایجاد پوشش نفوذی استفاده شد. عملیات پوشش‌دهی در دمای 1000 درجه سانتی‌گراد و زمان نگهداری 5 ساعت انجام پذیرفت. نتایج آزمون پراش پرتو ایکس از سطح نمونه‌ی آلومینایز شده حاکی از وجود فاز NiAl در سطح نمونه می‌باشد. به منظور ارزیابی مقاومت در برابر نشست کک، آزمون ککینگ برای تعیین نسبت آنتی ککینگ انجام شد. نتایج نشان داد که نمونه‌ی آلومینایز شده به دلیل وجود لایه‌ی پوششی محافظ به ‌طور چشمگیری از تشکیل کک رشته‌ای جلوگیری کرده، در صورتی که در نمونه‌ی خام، رشته‌های اولیه ناشی از واکنش هیدروکربن و عناصر فعال زیرلایه به مقدار زیادی روی سطح تشکیل شده است.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬
کلیدواژه‌ها

‫[1] شجاع محمدرضا، بررسی عوامل مؤثر بر مورفولوژی و سرعت نشست کک در کوره‌های شکست حرارتی، فصلنامه علمیترویجی فرایند نو، (1394) 152-165. [2] M. Rafiee, A. Shafyei, Investigating the Corrosion Behavior of Roller Plates in Two Environments of C60 Water and Fresh Water in a Pelletizing Unit, Journal of Advanced Materials in Engineering (Esteghlal), 1(2023) 73-83.
 
[3] L. H. Almeida, A. F. Ribeiro, M. I. Le, Microstructural characterization of modified 25Cr–35Ni centrifugally cast steel furnace tubes, Materials Characterization, 49(2002) 219-229.
 
[4] C. S. M Angeira, Hydrocarbons thermal cracking selectivity depending on their structure and cracking parameters, (2008).
 
[5] M. R. Rahimpour, M. Jafari, D. Iranshahi, Progress in catalytic naphtha reforming process, Applied Energy, 109(2013) 79-93.
 
[6] C. S. Li, Y. S. Yang, A glass based coating for enhancing anti-coking and anti-carburizingabilities of heat-resistant steel HP, Surface and Coatings Technology, 185(2004) 68–73.
 
[7] J. R. Nicholls, Designing oxidation-resistant coatings, Metals and Materials Society, 52 (2000) 28-35.
 
[8] شرفی شهرام، اثر فرایند آلومینایزینگ بر مقاومت به کربوریزاسیون فولاد زنگ نزن نسوزDIN 1.4337، (1385).
[9] j. E. Bringas, Handbook of comparative World Steel Standard, third edition, (2004).
 
[10] A. Eslami, H. Arabi, S. Rastegari, Gas phase aluminizing of a nickel base superalloy by a single step HTHA aluminizing process,
Canadian Metallurgical Quarterly, 48(2009), 91–98.
 
[11] Y. N. Wu, F. H. Wang, W. G. Hua, J. Gong, C. Sun, L. S. Wen, Oxidation behavior of thermal barrier coatings obtained by detonation spraying, Surface and Coating Technology, 166(2003) 189-194.
 
[12] J. Li, X. Yu, R. Wang, Z. Wang, L. Wang, J. Zhou, Ti–Mn coating prepared by tungsten inert gas cladding and its inhibiting coking property, Asia‐Pacific Journal of Chemical Engineering, 2(2021).
 
[13] G. O. Mallory, J. B. Hajdu, Electroless plating, Fundamentals and applications, William Andrew, (1990).
 
[14] S. Tang, S. Gao, S. Wang, J. Wang, Q. Zhu, Y. Chen, X. Li, Characterization of CVD TiN coating at different deposition temperatures and its application in hydrocarbon pyrolysis, Surface and Coatings Technology, 258(2014) 1060–1067.
 
[15] M. Taghipour, A. Eslami, M. Salehi, A. Bahrami, An investigation on anti-coking behavior of gas phase aluminide coatings applied on a high performance micro alloyed (HP-MA) steel, Surface and Coatings Technology, 389(2020)125607.
 
[16] X. Gong, T. Zou, S. Deng, Q. Zhu, Anti-coking application of TiO2-Al2O3 composite coating prepared by MOCVD, Transactions of the IMF, 1(2020) 37-41.
 
[17] Y. Zhang, S. Zhang, T. Zhang, T. Zou,  Q. Zhu, J. Wang, X. Li, Characterization of MOCVD TiO2 coating and its anti-coking application in cyclohexane pyrolysis, Surface and Coatings Technology, 296(2016) 108–116.
 
[18] Y. Sun, M. Huang, J. Li, Z. Wang, J. Zhou, Anti-coking performance of Cr/CeO2 coating prepared by high velocity oxygen fuel spraying, Fuel Processing Technology, 225(2022) 107043.