СИЛИЦИРОВАНИЕ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ ИЗ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ

А. Г. Чиркова, А. В. Рубцов, А. И. Арсланова, В. А. Гафарова, И. Р. Кузеев

Аннотация


Исследования, изложенные в статье, посвящены проблеме силицирования поверхности высоколегированных аустенитных сталей, которые используются для изготовления змеевиков высокотемпературных нагревательных печей при переработке нефти. Наличие коксогенных углеводородов и неуглеоводородных примесей, которые откладываются на внутренней поверхности труб и закоксовываются, осложняют эксплуатацию печных агрегатов и существенно снижают долговечность змеевиков. Одним из возможных эффективных методов борьбы с коксоотложением и диффузией углерода из отложения в глубь металла является насыщение поверхностных слоев кремнием. Эксперименты показали, что кремний из твердой фазы насыщает поверхность трубной стали 10Х23Н18. При этом наибольшая адсорбция кремния на поверхности наблюдается при выдержке в печи в течение 5 ч. При диффузии кремния в глубь материала не наблюдается оттеснение углерода перед фронтом диффузии кремния, как это наблюдалось для феррито-перлитных сталей. Судя по распределению кремния, диффузионный фронт распространяется по границам зерен и дефектам структуры. При этом углерод распределен равномерно в структуре стали. Показано, что для достижения требуемого эффекта, связанного с препятствием отложения кокса на внутренней поверхности труб печей и диффузии углерода в глубь материала печной трубы, нет необходимости длительной выдержки при высоких температурах, поскольку глубина проникновения кремния увеличивается не существенно. Эксперименты показали, что на криволинейных поверхностях стали наблюдается более интенсивное взаимодействие с кремнием. Аналогичный результат получен при экспериментах с фрагментом сварного соединения. В дальнейших экспериментах необходимо испытать в качестве источника кремния другие соединения.

Ключевые слова


кремний;углерод;аустенит;диффузия;науглероживание;карбид кремния;печные агрегаты;silicon;carbon;austenite;diffusion;carbonization;silicon carbide;furnace items;

Полный текст:

PDF

Литература


Кузеев И.Р., Баязитов М.И., Куликов Д.В., Чиркова А.Г. Высокотемпературные процессы и аппараты для переработки углеводородного сырья. Уфа: Гилем, 1999. 325 c.

Чиркова А.Г., Кузеев И.Р., Попова С.В., Васильев А.Н. Изменение напряженно-деформированного состояния змеевиков печей пиролиза в процессе эксплуатации // Башкирский химический журнал. 2011. Т. 18. № 1. С. 78-82.

Чиркова А.Г. Повреждение металла труб змеевиков печей пиролиза углеводородов // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2003. № 5. С. 112-117.

Чиркова А.Г., Хаерланамова Е.А., Кузеев И.Р. Образование квазимногослойных оболочек при эксплуатации труб змеевика печи пиролиза углеводородов // Механика композиционных материалов и конструкций. 2004. Т. 10. № 2. С. 153-165.

Ентус Н.Р., Шарихин В.В. Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Химия, 1987. 304 c.

Хисаева З.Ф., Чиркова А.Г. Особенности силицирования металла печных змеевиков // Мировое сообщество: проблемы и пути решения. 2003. № 14. С. 64-69.

Закирничная М.М., Кузеев И.Р. Чиркова А.Г. Изменение структуры и свойств металла труб змеевиков печей пиролиза в процессе эксплуатации // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 1998. № 2. С. 87.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2019-4-93-99

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2019 А. Г. Чиркова, А. В. Рубцов, А. И. Арсланова, В. А. Гафарова, И. Р. Кузеев

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2017