Analiza fazowa materiału rur katalitycznych reformerów amoniaku

• Autorzy: Jasiński W.

Warianty tytułu

EN

Phase analysis of material of centrifugal casted catalytic pipes

• Konferencja: II Krajowa Konferencja "Nowe materiały - nowe technologie w przemyśle okrętowym i maszynowym", Międzyzdroje 7-10 września 2003
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy fazowej materiału nowej i eksploatowanych w reformerach amoniaku odlewanych odśrodkowo rur katalitycznych. W warunkach eksploatacji, przebiegająca wewnątrz rury katalitycznej endotermiczna reakcja metanu z parą wodną, powoduje zróżnicowanie temperatury rury w zakresie 550/865 stopni Celsjusza. Badania odcinków próbnych pobranych z obszaru wlotu substratów, jak i nowych rur ujawniają ziarna równoosiowe w warstwach wierzchnich i budowę dendrytyczną w pozostałej części ścianki rury. Na tle ziaren austenitu obserwuje się eutektykę złożoną z austenitu i płytkowych węglików. Wraz ze zwiększeniem odległości od wlotu substratów stwierdzono zmiany strukturalne i fazowe, wywołane temperaturą i czasem eksploatacji, prowadzące do istotnych zmian właściwości mechanicznych materiału rury. Badania rentgenostrukturalne wykazały wpływ czasu i temperatury pracy na udział i morfologię faz międzymetalicznych. W mikrostrukturze wyjściowej składającej się ze stopowego austenitu oraz węglików M23C6 i NbC, w wyniku długotrwałego oddziaływania podwyższonej temperatury, pojawia się iglasta faza sigma. Udział i postać fazy sigma zmienia się na grubości ścianki rury. W obszarach rury pracujących w temperaturach powyżej zakresu egzystencji fazy sigma (ok. 820 stopni Celsjusza) brak umocnienia jej wydzieleniami przyczynia się do inicjacji procesu pełzania.

EN

The author presents results of phase analysis of new and exploited material from centrifugally casted pipes which worked in catalytic reformer. During the exploitation, percurrent inside the catalytic pipe the endothermic reaction of methane with water steam take place. The temperature of the pipe varies in the range 550/865 degrees centigrade. The investigations of pipe samples received from the area of the inflow of substrates and material of a new tube, shown the dendrite structure of the material. On the background of austenite grains the eutectic composed from austenite and plate carbide was observed. Structural and phase changes increased with distance from substrates inflow and leading to essential changes of mechanical properties of pipe material. The XRD investigations confirmed the relationship between structure and temperature and time of the exploitation. The long-lasting influence of raised temperature caused precipitation of needle shaped sigma phase from alloyed austenite with M23C6 and NbC carbides. In the region of the pipe working in temperature higher than 820 degrees centigrade this phase doesn't exist more, therefore the creep process can be initiated.

Słowa kluczowe

PL

analiza fazowa; rura katalityczna reformera amoniaku; nowy materiał; eksploatowany materiał; warstwa wierzchnia; badania rentgenostrukturalne; pełzanie

EN

phase analysis; centrifugal casted catalytic pipes; new materials; exploited material; surface layer; XRD investigations; creep

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2003
• Tom: R. XXIV, nr 6
• Strony: 306--309
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Jasiński W.

• Politechnika Szczecińska, Instytut Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• 1. Biedunkiewicz A., Jasiński W., Ustasiak M.: Degradacja materiału rur katalitycznych reformingu. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji, 1993,12, s.269 - 283
• 2. S.J. Zhu, J. Zhao, F.G. Wang: Metallugical Transactions A, 1990, 21A,s.2237-41
• 3. K. Rorbo: Examination of a Reformer Catalyst Tube From the Kota Plant, Shriram Fertilizers & Chemials, India, Metallurgy Department, HTAS JOB NO. 23066-11-2,1990-01-26
• 4. Nielsen T.S., Rorbo K.: Metallographic investigation of Catalyst Fube From a Reformer at Shriram Fertilisers and Chemicals, India, Metallurgy Department, S-8205, May 1982
• 5. Ustasiak M., Jasiński W.; Resztkowa trwałość urządzeń pracujących w podwyższonych temperaturach. Konferencja Naukowo-Techniczna "Nowe materiały - nowe technologie materiałowe w przemyśle okrętowym i maszynowym". Szczecin- Świnoujście 10-13 wrzesień 1998, s. 247 - 252,
• 6. Jasiński W., Lenart St., Ustasiak M.: Struktura stopu 24/24Nb po eksploatacji i obróbce cieplnej, Materiały konferencji "Problemy metaloznawcze w technice XXI wieku" Politechnika Świętokrzyska 26 - 28.06.2000 r. wydane w Zeszytach Naukowych Politechniki Świętokrzyskiej "Mechanika" Nr 72 s.
• 7. Jasiński W., Ustasiak M.; Zmiana właściwości materiału rur katalitycznych reformera. Inżynieria Materiałowa, 1999, 6 (113), 620 - 623
• 8. Ustasiak M., Jasiński W.; Wpływ warunków eksploatacji na strukturę stopów 24/24Nb, Inżynieria Materiałowa, 2000, 1(114), 28-32
• 9. Wysiecki W., Ustasiak M. Jasiński W.; Regeneration of 24/24 Nb heat resistant steels afta- long-term service in the range of temperatures of o phase formation, Advances in Manufacturing Science and Technology, Polish Academy of Sciences, Committee of Mechanical Engineering, 2000, vol. 24, No 4, s. 43 - 59
• 10. Wu X.Q., Jing H.M., Zheng Y.G.. YAO Z.M., Ke W., Hu Z.Q.; The eutecic carbides and creep rupture strength of 25Cr20Ni heatresistant steel tubes centrfugally cast with different solidification conditions, Materials Science and Engineering A293 (2000) s. 252-260
• 11. Mikułowski B.; Stopy żaroodporne i żarowytrzymałe - Nadstopy, Wydawnictwo AGH, Kraków 1997
• 12. Jasińki W.: Właściwości materiału rur katalitycznych reformera - V Ogólnopolska i Międzynarodowa Konferencja Naukowa „Obróbka powierzchniowa" 18 + 20 września 2002, Kule k/Częstochowy, s. 482 - 485
• 13. Labanowski K., Krzysztofowicz K.: Damage accumulation in cast stall reformer tubes. Inżynieria Materiałowa 2001, 4(123), s. 554 - 557
• 14. Jasiński W.: The Changes of the Reforming Catalytic Tubes Material Structures, ISSN 1392-1320 Materials Science Medżiagotyra), 2002,4 (8), s. 399 - 402