Wysokotemperaturowa odporność korozyjna stali P91 w złożonych atmosferach z parą wodną

• Autorzy: Przeliorz, R. , Hernas, A. , Formanek, B.

Warianty tytułu

EN

High-temperature corrosion resistance of P91 steel in complex atmospheres with steam

• Konferencja: Ogólnopolska Konferencja Naukowo-Techniczna "Antykorozja : Systemy - Materiały - Powloki" (17 ; 22-24 kwietnia 2009, Ustroń-Jaszowiec, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano początkowe stadia utleniania stali P91 w różnych atmosferach: powietrze/H2O, N2/O2/H2O, He/H2O. Stężenie pary wodnej w gazie wynosiło 1 lub 5%. Pomiary kinetyki utleniania prowadzono metodą termograwimetryczną, przy użyciu termowagi. Temperatura utleniania wynosiła 700oC. Morfologię oraz skład chemiczny i fazowy zgorzelin analizowano metodami: SEM, EDS, XRD. Stwierdzono, że w zależności od rodzaju gazu i stężenia pary wodnej przebieg utleniania może być liniowy lub kubiczny. W gazie suchym utworzona zgorzelina jest bardzo cienka. Dodatek pary wodnej powoduje wyraźny wzrost szybkości utleniania. Zgorzelina traci właściwości ochronne. Przy ciśnieniu parcjalnym H2O O2 p = p przyrost masy próbki w gazie nawilżonym jest około 2 razy większy niż w gazie suchym.

EN

The initial oxidation stages of P91 steel have been investigated in various atmospheres: air/H2O, N2/O2/H2O, He/H2O. The steam concentration in the gas was 1 or 5%. The kinetics of the oxidation process was measured by means of gravimetric method, using a thermobalance. The oxidation temperature was 700oC. The morphology, chemical and phase content of the scales was analysed by means of SEM, EDS and XRD. It has been found that the oxidation process may either be cubic or linear, depending on the type of gas and the steam concentration. The scale formed in the dry gas is very thin. An addition of steam results in a significant increase in the oxidation rate. The scale loses its protective properties. When the partial pressure H2O O2 p = p , the mass gain is approximately twice as high as in dry gas.

Słowa kluczowe

PL

utlenianie stali P91; para wodna; elektrownia węglowa

EN

P91 Steel oxidation; steam; coal power plants

• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 4-5
• Strony: 183-187
• Opis fizyczny: Bibliogr, 18 poz., il.

Twórcy

autor

Przeliorz, R.

autor

Hernas, A.

autor

Formanek, B.

• Politechnika Śląska,

Bibliografia

• 1. R. Viswanathan, J. Sarver and J.M Tanzosh. Boiler Materials for Ultra-Supercritical Coal Power Plants-Steamside Oxidation, JMEPEG (2006) 15:255-274.
• 2. D. Laverde, T. Gómez-Acebo, F. Castro, Continuous and cyclic oxidation of T91 ferritic steel under steam, Corrosion Science 46 (2004) 613-631.
• 3. J. Ehlers, D.J Young., E.J Smaardijk, A.K Tyagi, H.J. Penkalla, L. Singheiser, W.J. Quadakkers, Enhanced oxidation of the 9%Cr steel P91 in water vapour containing environments. Corrosion Science 48 (2006) 3428- 3454.
• 4. P. Kofstad, High-Temperature oxidation of Metals, John Willey and Sons, New York-London-Sydney 1966.
• 5. W. Bowen., G.M. Leak, Metallurgical Transactions 1 (1970) 2767.
• 6. M. Hänsel, WJ. Quadakkers, DJ. Young, Role of water vapor in chromia-scale growth at low oxygen partial pressure. Oxid. Met. 2003;59(3/4):285-301.
• 7. G.M. Raynaud, R.A. Rapp, In situ observation of whiskers, pyramids and pits during high temperature oxidation of metals. Oxid Met 1984;21:89-102.
• 8. L. Mikkelsen, S. Linderot, High temperature oxidation of Fe-Cr Alloy in O2-H2-H2O atmosphere, microstructure and kinetics. Mater Sci Eng 2003;A361:198- 212.
• 10. G.M. Raynaud, R.A. Rapp, Oxid. Met. 21 (1984) 89.
• 11. S.R.J. Saunders M. Monteiro, F. Rizzo, The oxidation behaviour of metals and alloys at high temperatures in atmospheres containing water vapour: A review, Progress in Materials Science 53 (2008) 775-837.
• 12. X.G. Zeng, D.J. Young, High-temperature corrosion of Cr2O3-forming alloys in COCO2- N2 atmospheres. Oxid Met 1994;42:1 63-90.
• 13. H.S. Hsu, G.J. Yurek, Oxid. Met. 17 (1982) 82-85.
• 14. S.Y. Cheng, S.L. Kuan, Tsai Wen-Ta, Effect of water vapor on annealing scale formation on 316 SS. Corrosin Sci 2006;48:6 34-49.
• 15. M. Schütze, M. Schorra, D.P. Renuscha, A. Doncheva, J.P.T. Vossenb, The Role of Alloy Composition, Environment and Stresses for the Oxidation Resistance of Modern 9% Cr Steels for Fossil Power Stations Materials Research, Vol. 7, No. 1, 111-123, 2004.
• 16. Y. Chen, K. Sridharan, T. Allen, Corrosion behavior of ferritic-martensite steel T91 in supercritical water, Corrosion Science 48 (2006) 2843-2854.
• 17. M. Schütze, D. Renusch and M. Schorr, Chemical- mechanical failure of oxide scales on 9% Cr steels in air with H2O: Materials at High Temperatures 22(1/2) 113-120.
• 18. T. Norby, Protonic defects in oxides and their possible role in high temperature oxidation. JPhys IV C9 1993;3: 99-106.