Спосіб захисту високотемпературних сплавів, які містять залізо, нікель та хром, від високотемпературної корозії, викликаної цементацією або розпилюванням металу

1 Спосіб захисту високотемпературних сплавів, які містять залізо, нікель та хром, від високотемпературної корозії, викликаної цементацією або розпилюванням металу, що включає обробку поверхні, яка захищається, який відрізняється тим, що обробку здійснюють осадженням шару щонайменше одного металу, який вибрано з групи, що містить благородні метали, дорогоцінні метали, метали з групи IV і групи V Періодичної Таблиці і їх суміші, з товщиною у діапазоні 0,01-10цм на поверхню, яка захищається, і наступним випаленням обробленої поверхні у інертній атмосфері при визначеній температурі 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що випалення при визначеній температурі здійснюють за період часу, достатній, щоб досягти однорідного розподілення металу на і в поверхні, яка захищається 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як метал групи IV використовують Sn і/або РЬ 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як метал групи V використовують Sb і/або Ві 5 Спосіб за будь-яким з пп 1-4, який відрізняється тим, що перед осадженням шару поверхню, яка захищається, піддають чищенню 6 Спосіб за будь-яким з пп 1-5, який відрізняється тим, що перед осадженням шару поверхню, яка захищається, піддають поліруванню О со о Цей винахід стосується технології захисту високотемпературних сплавів, головним чином способу захисту високотемпературних сплавів, які містять залізо, нікель та хром, від високотемпературної корозії, викликаної цементацією або металевим обпилюванням Основна проблема багатьох промислових процесів у тому, що високотемпературні сплави, які, в основному, використовуються як будівельні матеріали, схильні до корозії, викликаної окисленням, або цементацією, або металевим обпилюванням, коли вони зазнають вплив високотемпературних газів із високим вмістом вуглецю Цементація спостерігається у нафтохімічній промисловості, де етилен одержують у піролізних печах термальним розщепленням пдрокарбонів у суміші водяна пара-пдрокарбон при температурах до 1100°С У цьому процесі розщеплення на внутрішніх стінках труб для розщеплення виникає коксове осадження У парових перетворювачах природний газ або ІНШІ пдрокарбони, перетворюються в умовах каталітичної реакції на нікелеві каталізатори до CO і ЬІ2 Цементація стінок труби спостерігається після перегріву або надлишкової активності карбону У промислових печах для термічної обробки або цементації сталей, до того ж, виникає цементація пропускних ґраток і стінок печі Складові елементи ядерного реактора, що охолоджується СОг, можуть бути цементовані СОг, а теплообмінники реактора, що охолоджується гелієм, можуть бути цементовані домішками, такими, як CO і СЬЦ у гелії Цементація є можливою під впливом вугільної газифікації й ВІДХОДІВ спалення у обладнанні, але більш важкою буде сульфідізація Ю 00 ю 58503 й корозія під впливом хлору За піччю парового реформінгу, обладнання теплового відновлення є потенційно вразливим до важкої форми корозії, відомої, як «металеве обпилювання» Це є процес катастрофічної цементації, до якого вразливі сплави, що вміщують залізо, нікель та кобальт, результатами якого є розпад сплаву на «пил», який складається з часток карбону, карбідів, металу й окислів Результатом є знос поверхні сплаву У протилежність вище згаданій цементації, металеве обпилювання викликане температурами, не нижче, як, приблизно, 450°С Як результат багатьох досліджень зроблений висновок, що фактично всі сплави, які зазнають високої температури, є вразливими до металевого обпилювання Відомий спосіб захисту високотемпературних сплавів, які містять залізо, нікель та хром, від високотемпературної корозії, викликаної цементацією або металевим обпилюванням, який включає полірування й очищення поверхні, механічну обробку струменем піску й дробом, та окислення поверхні (див «Металографічне полірування механічними способами», друк ASM, 3 Ed , 1982) Відомий спосіб не гарантує достатній захист частин і елементів промислового обладнання з високотемпературних сплавів Задачею винаходу є надати високоефективний спосіб захисту високотемпературних сплавів, які містять залізо, нікель та хром, від високотемпературної корозії, викликаної цементацією або металевим обпилюванням Ця задача досягається способом, що пропонується, захисту високотемпературних сплавів, які містять залізо, нікель та хром, від високотемпературної корозії, викликаної цементацією або металевим обпилюванням, який включає обробку поверхні, що захищається, причому, обробка здійснюється осадженням шару, щонайменше, одного Тиск газу Склад газової суміші Швидкість газу Температура Тривалість експерименту 34 бар 49 3 % Н2, 15 6% CO, 5 6% СО2, 29 5% Н2О макс 10м/с 650°С 200г Дослідження проводились після поверхневої обробки і після певної КІЛЬКОСТІ різних стандартних підготовок, що включають полірування і чищення поверхні, механічну обробку, і окислення поверхні Використаними механічними видами обробки є обробка струмом піску і обробка дробом У всіх цих випадках після тесту були виявлені жорсткі корозії від металевого обпилювання, такі як вуглецеві утворення, точкова корозія і втрата матеріалу Однак, коли тестовий зразок був підготовлений згідно з цим винаходом, після вище описаного тесту на корозію від металевого обпилювання на підТиск газу Склад газової суміші Швидкість газу Температура Тривалість експерименту металу, який вибраний з групи, що вміщує благородні метали, дорогоцінні метали, метали з групи IV і групи V Періодичної таблиці і їхніх сумішей, із товщиною у діапазоні 0,01 до Юцм на поверхні, яка захищається, з наступним випалюванням оброблюваної поверхні у інертній атмосфері визначеної температури Випалювання визначеною температурою здійснюється за період часу, достатній, щоб досягти однорідного розподілення металу на і в поверхні, що захищається Осадження вказаних металів може бути нанесене звичайними методами, які включають фізичні або ХІМІЧНІ парові осадження, або занурення, розпилювання, або гальванічне покриття Як метали групи IV, переважно використані Sn і/або РЬ Як метали групи V переважно використані Sb і/або Ві Перед осадженням шару, поверхня, що захищається, може бути вичищена з наступним, якщо необхідно, поліруванням Цей винахід ілюстрований наступними прикладами, які призначені для описування способу виконання і використання вище згаданого винаходу у деталях Була проведена певна КІЛЬКІСТЬ тестів на корозію від металевого обпилювання з використанням, у якості тестових зразків, циліндричних дисків з діаметром приблизно 18мм і товщиною 6мм, зроблених зі сплаву 800 Н з наступною композицією у ваг% 0 05-0 1 С, max 1 0 Si, max 1 5 Mn, max 0 015 S, 30 0-35 0 Ni, 20 0 Cr, 45 Fe, 0 15-0 6 Ті, 0 15-0 6 Al, max 0 75 Cu Приклад 1 Тестові зразки досліджені для корозії від металевого обпилювання при наступних умовах готовленій поверхні не було зафіксовано помітних ознак корозії Наступна підготовка згідно з винаходом вміщувала полірування і чищення поверхні Фізичним паровим осадженням на поверхню, яка захищається, було напилено шар золота товщиною, приблизно, 1цм Після ЦЬОГО, зразок було витримано при 900°С протягом ЗОхв у струмі гелію Приклад 2 Сплав 800 Н тестового зразку з вище згаданою композицією був тестований у наступних умовах 34 бар 39,4 % Н2, 37,2% СО, 1,7% СО2, 21,7% Н2О макс 10м/с 653°С 100г Перед тестом була зроблена наступна підготовка Поверхня зразка була відполірована і вичищена На поверхню електрохімічним способом 5 58503 6 був нанесений шар олова товщиною, приблизно, Після тесту на корозію від металевого обпиЗцм Зразок було витримано при 800°С протягом лювання на підготовленій поверхні не було зафіЗОхв у струмі гелію ксовано помітних ознак корозії Комп'ютерна верстка Е Гапоненко Підписано до друку 05 09 2003 Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна