Corrosion resistance of valve steel in diesel exhaust gas containing 5, 10 and 20 % of FAME

• Autorzy: Suchecki A. , Adamaszek K. , Wisła M.

Warianty tytułu

PL

Odporność korozyjna stali zaworowych w gazach spalinowych oleju napędowego z dodatkiem 5, 10 i 20 % FAME

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The operating properties of exhaust valves under heavy thermal and mechanical loads are dependent on the strength of steel i.e. resistance to mechanical deformations under increased and high temperatures and high temperature corrosive action of hot exhaust gas. Long term operation of exhaust valves under the conditions of cyclic thermal and mechanical tensions in the environment of diesel exhaust gas where the main oxidizing components are oxygen, carbon dioxide and overheated steam leads to a corrosion of the steel surface and diffusion processes on the thin surface layer of steel, which, under extreme conditions, may lead to a deformation of the valve, an increased leakage of the combustion chamber and a damage or destruction of the engine. The investigations of the corrosion resistance of valve steel in diesel exhaust gas containing 5, 10 and 20 % of FAME were conducted on the durability test stand of BOSMAL Automotive Research and Development Institute in Bielsko-Biała in the oxidation catalyst chamber under the conditions simulating the operation of exhaust valves in diesel engines. The tests have confirmed that the corrosion resistance of valve steel in diesel exhaust gas decreases with an increased content of FAME in the fuel and as the content of Cr, Si, Ni is reduced in the tested valve steel and the content of Mn is increased in the tested valve steel.

PL

O walorach eksploatacyjnych wysokoobciążonych cieplnie i mechanicznie zaworów wylotowych decyduje żarowytrzymałość stali, tj. jednoczesna odporność stali na odkształcenia mechaniczne w podwyższonych i wysokich temperaturach oraz wysokotemperaturowe korozyjne oddziaływanie gorących gazów spalinowych. Długookresowa eksploatacja zaworów wylotowych w warunkach cykliczno zmiennych naprężeń cieplnych i mechanicznych w atmosferze spalin oleju napędowego, gdzie głównymi składnikami utleniającymi są tlen, dwutlenek węgla i przegrzana para wodna powoduje jednoczesną korozję powierzchni stalowej oraz procesy dyfuzyjne w cienkiej warstwie przypowierzchniowej stali, co w skrajnych warunkach eksploatacyjnych może prowadzić do odkształcenia zaworów, zmniejszenia szczelności komory spalania i uszkodzenia lub zniszczenia silnika spalinowego. Badania odporność korozyjnej stali zaworowych w gazach spalinowych oleju napędowego z dodatkiem 5, 10 i 20 % FAME prowadzono w komorze roboczej reaktora utleniającego w warunkach symulujących pracę zaworów wylotowych w silnikach o zapłonie samoczynnym na stanowisku badań trwałościowych Instytutu Badań i Rozwoju Motoryzacji w Bielsku-Białej. Badania wykazały, że odporność korozyjna stali zaworowych w gazach spalinowych oleju napędowego zmniejsza się wraz ze zwiększeniem zawartości FAME w oleju napędowym oraz zmniejszeniem zawartości Cr, Si, Ni i zwiększeniem zawartości Mn w badanych stalach zaworowych.

Słowa kluczowe

EN

valve steel; corrosion resistance; exhaust gas; diesel fuel; FAME

PL

stal zaworowa; odporność korozyjna; spaliny; olej napędowy; FAME

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Silniki Spalinowe
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 52, nr 1
• Strony: 51--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Suchecki A.

autor

Adamaszek K.

autor

Wisła M.

• Engine Testing Laboratory Manager at BOSMAL Automotive Research and Development Institute Ltd. of Bielsko-Biała, Poland,

Bibliografia

• [1] Mrowec S., Werber T.: Modern Sc-Resistant Materials, National Bureau of Standards and National Science Foundation, Washington D.C., 1982.
• [2] Birks N., Meier G.H., Pettit F.S.: Introduction to the high temperature oxidation of metals, Cambridge, University Press, (2009).
• [3] Kofstad P.: High Temperature Corrosion, ed. Elsevier Applied Science, London and New York 1988.
• [4] Adamczyk J.: Metaloznawstwo teoretyczne, cz. 3. Własności mechaniczne. Politechnika Śląska, Gliwice 1989.
• [5] Merkisz J.: Ekologiczne problemy silników spalinowych. Tom I i II. Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 1999.
• [6] Norma PN-EN 10098 – 1, 2001. Stale i stopy zaworowe w silniku spalinowym.
• [7] Galerie A.: High Temperature Corrosion of Chromia-forming Iron, Nickel and Cobalt-base Alloys in Shreir’s Corrosion, 4th Edition, Elsevier Ltd., Amsterdam, The Nitherland, 2010, vol. 1, pp.583-645.
• [8] Scott C.G., Riga A.T., Hong H.: The erosion-corrosion of nickel-base diesel engine exhaust valves, Wear 181-183 (1995), 485-494.
• [9] Norma PN-EN 14214:2012. Paliwa do pojazdów samochodowych – Estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME) do silników o zapłonie samoczynnym (Diesla) – Wymagania i metody badań.
• [10] Agarwal A.K.: Biofuels (alcohols and biodiesel) applications as fuels for internal combustion engines, Progress in Energy and Combustion Science, 33 (2007), 233-271.
• [11] Singh B., Korstad J., Sharma Y. C.: A critical review on corrosion of compression ignition (CI) engine parts by biodiesel blends and its inhibition, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16 (2012), 3401-3408.
• [12] Naumienko D., Singheiser L., Guadakkers W.J.: Oxidation Limited of FeCrAl Based Alloys during Thermal Cyclic, in Proceedings of an EFC Workshop, Frankfurt/Main 1999, pp. 287-306, by M. Schutze and W.J. Quadakkers.
• [13] Grzesik Z., Adamaszek K., Jurasz Z., Mrowec S.: Corrosion of Valve Steels in Combustion Gases of Diesel Engines under Thermal Shock Conditions, Defect and Diffusion Forum Vols. 323-325, Trans Tech Publications, Switzerland, 2012.
• [14] Grzesik Z., Mrowec S., Jurasz Z., Adamaszek K.: The behavior of valve materials utilized ion diesel engines under it thermal chock conditions, High Temperature Materials and Processes, Freund Publishing House Ltd. Tel Aviv, Israel, vol.29, Nos. 1-2, 2010.