Testování vysokoteplotní korozivzdornosti materiálu 16Mo3
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Cílem této práce je navrhnutí a provedení experimentu, který simuluje prostředí spalovny komunálního odpadu. Celý proces koroze v reálných podmínkách ovšem může trvat i několik let, a tak je nutné tyto procesy urychlit jak vyšší teplotou, tak i agresivnějším prostředím. Zkoumaným materiálem je pak ocel 16Mo3. V první částí práce se nachází rešerše zvolené problematiky koroze a materiálů používaných v energetickém průmyslu. Další část práce se zabývá samotným návrhem experimentu, který se skládá z několika částí. Ty mohou zahrnovat například vhodnou volbu použitých chemických sloučenin nebo volbu měřených teplot či přípravu vzorků, přičemž experiment je přizpůsoben dostupnému zařízení dílny VUT FSI. V poslední části práce je provedeno testování zadaného materiálu pro teploty 900 °C, 975 °C a 1 050 °C, přičemž složení směsi je navrhnuto jako 35 hm. % Na2SO4, 30 hm. % KCl a 35 hm. % NaCl. Naměřené hodnoty jsou porovnány v závislosti na teplotě kde, jak bylo predikováno, jde vidět strmější grafické závislosti při vyšších teplotách. Ke konci byly porovnány výsledky korozního úbytku oceli 16Mo3 se superslitinou Inconel 625, kde se již teorie rozchází s praxí. Dále byly provedeny chemické analýzy vzorků z experimentu při 1 050 °C a na základě těchto získaných hodnot zastoupení jednotlivých prvků lze upravit použitou směs solí. Tato úprava je doporučena na snížení obsahu NaCl z důvodu vyššího obsahu Na, a také zvýšení obsahu KCl z důvodu malého obsahu K. Cíle práce byly splněny a experiment lze považovat za vhodnou variantu urychleného posuzování koroze oceli 16Mo3.
The aim of this work is to design and perform an experiment that simulates the environment of a municipal waste incinerator. However, the whole process of corrosion in real life can take several years, so it is necessary to accelerate these processes in both higher areas and more aggressive environments. The investigated material is 16Mo3 steel. The first part of the work is a search of selected issues of corrosion and materials used in the energy industry. The next part of the work deals with the design of the experiment, which consists of several parts. These may include the appropriate choice of chemical compounds used or the choice of measured temperatures or sample preparation, the experiment being adapted to the available equipment of the BUT FSI workshop. In the last part of the work, testing of the specified material for temperatures of 900 °C, 975 °C and 1 050 °C is performed, while the composition of the mixture is designed as 35 wt. % Na2SO4, 30 wt. % KCl at 35 wt. % NaCl. The measured values are compared depending on the temperature, where, as predicted, a larger graphical dependence can be seen at higher values. At the end, the results of corrosion loss of 16Mo3 steel were compared with Inconel 625 superalloy, where the theory already differs from practice. Furthermore, chemical analyzes from the experiment were performed at 1 050 °C and, based on these obtained values, the proportion of individual elements can be adjusted with the salt mixture used. This adjustment is recommended to reduce the NaCl content due to the higher Na content, as well as to increase the KCl content due to the low K content.
The aim of this work is to design and perform an experiment that simulates the environment of a municipal waste incinerator. However, the whole process of corrosion in real life can take several years, so it is necessary to accelerate these processes in both higher areas and more aggressive environments. The investigated material is 16Mo3 steel. The first part of the work is a search of selected issues of corrosion and materials used in the energy industry. The next part of the work deals with the design of the experiment, which consists of several parts. These may include the appropriate choice of chemical compounds used or the choice of measured temperatures or sample preparation, the experiment being adapted to the available equipment of the BUT FSI workshop. In the last part of the work, testing of the specified material for temperatures of 900 °C, 975 °C and 1 050 °C is performed, while the composition of the mixture is designed as 35 wt. % Na2SO4, 30 wt. % KCl at 35 wt. % NaCl. The measured values are compared depending on the temperature, where, as predicted, a larger graphical dependence can be seen at higher values. At the end, the results of corrosion loss of 16Mo3 steel were compared with Inconel 625 superalloy, where the theory already differs from practice. Furthermore, chemical analyzes from the experiment were performed at 1 050 °C and, based on these obtained values, the proportion of individual elements can be adjusted with the salt mixture used. This adjustment is recommended to reduce the NaCl content due to the higher Na content, as well as to increase the KCl content due to the low K content.
Description
Citation
ŠIKL, F. Testování vysokoteplotní korozivzdornosti materiálu 16Mo3 [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Strojírenská technologie
Comittee
prof. Ing. Miroslav Píška, CSc. (předseda)
doc. Ing. Jozef Majerík, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Igor Barényi, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Madaj, Ph.D. (člen)
Ing. Karel Neužil (člen)
Date of acceptance
2022-06-15
Defence
Diplomant seznámil komisi s obsahem a výsledky své diplomové práce a zodpověděl otázky vedoucího, oponenta a dalších členů komise:
V průběhu obhajoby byly zodpovězeny následující doplňující otázky:
1. Jak je možné přímky ukazující úbytek materiálu nemá na počátku nulovou hodnotu?
částečně zodpovězeno
2. Jak se prováděli analýzy pro zjištění daných prvků vyskytujících se v prostoru spalovacího kotle?
částečně zodpovězeno
3. Nebylo by lepší použití 3D grafu místo 2D grafu závislosti hmotnostního úbytku v čase?
zodpovězeno
4. Pomocí jakého způsobu byly připravovány vzorky pro testování?
částečně zodpovězeno
5. Jaká je struktura materiálu 16Mo3 po zušlechtění?
částečně zodpovězeno
Otázky členů komise byly částečně zodpovězeny.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení