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PROCEDE -DESTINE . A EMPECHER-'LES -'.DESTRUCTIONS .'AUX- TEMPERATURES.'ELEVEES.
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DE,PIECES>METALLIQUES RESISTANTE LA CHALEUR.
La présente invention concerne un procédé destiné à empêcher les destructions, aux températures élevées, de pièces métalliques résistant
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à la chaleur, notamment des tubes deéchauffeur9 par des produits de combustion, des constituants des cendres, etc...
On sait quaon peut considérablement augmenter la résistance à l'oxydation de l'acier principalement par une addition de chrome, da1uminium et de silicium, séparément ou en combinaisono Alors que 19acier ordi- naire non allié s'oxyde déjà à des températures supérieures à 5000 G, en formant une couche oxydée qui si'écaille, la totalité de la matière étant ainsi progressivement transformée en oxyde, un acier allié avec les consti- tuants précités permet d'augmenter la résistance à l'oxydation jusqu'à en-
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viron 130000. A ces températures9 il se forme sur la pièce faite en un alliage d'acier de ce genre une couche d'oxyde dense et fortement adhérente constituée de préférence par de l'oxyde de chrome,d'aluminium ou de silicium et protégeant largement de l'oxydation la matière sousjacente.
Mais la condition pour 1'obtention de cette protection est que
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la couche puisse se former, c'est-à-dire que l'objet soit exposé à une at- mosphère oxydante et que la couche oxydée une fois formée soit maintenue., c-'est-%a-dire qu'elle ne soit pas détruite par des agents quelconques. Or de dernier risque est particulièrement important dans les tubes déchauf- feur d'airs par exemple tels qu'ils sont utilisés dans les installations thermiques de force motrice fonctionnant en circuit fermé, si les produits
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de combustion sortant de la chambre de combustion de l'échauffeizr d'air con- tiennent des constituants gazeux et (ou) vaporisés, liquides, solides exer- çant une action défavorable sur la couche superficielle protectrice des tu-
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bes de l'échauffeur.
Ces constituants sont par exemple le soufre;qui se présente sous la forme d'anhydride dans une atmosphère oxydante, les consti- tuants des cendres exposés à l'évaporation ou à là sublimation tels que les alcalis, les constituants'liquides tels que les composés du vanadium; dans le cas ou., on fait brûler des combustibles liquides, ainsi que lés consti- tuants solides des cendres. Les vanadates alcalins par exemple, qui entrant en fusion à 760 C environ, peuvent se déposer sur les tübes des échauffeurs d'air qui peuvent présenter une température superficielle de 750 0 par exem- pleo Ils décomposent alors la couche d'oxyde protectrice et donnent lieu à des destructions rapides.
Le but de l'invention est de créer un procédé permettant d'em- pêcher ces destructionso Grâce au procédé suivant l'invention, on obtient ce résultat par le fait que les constituants exerçant une action nuisible sur les pièces métalliques à protéger sont dilués par au moins un agent au- xiliaire de façon à ne pouvoir agir sur les pièces métalliques en question.
Le ou les agents auxiliaires, qui doivent assurer la dilution des matières corrosives, peuvent être émulsifiés ou mélangés avec les com- bustibles utilisés pour l'obtention des produits gazeux de combustion. On peut également ajouter les agents auxiliaires dé dilution sous la forme de poudre ou d'une solution à l'air de combustion ou aux produits-gazeux de combustion et aux constituants des cendres. Dans tous les cas, on peut ob- tenir un mélange qui, s'il n'est pas entraîné à l'extérieur par les pro- duits de combustionse dépose au moins partiellement sur les pièces mé- talliques à protégero Or un dépôt de ce genre ne produit plus aucun effet destructeur (corrosif) ou tout au plus qu'un effet destructeur tolérable sur les pièces métalliques exposés dans d'autres conditions, étant donné que les agents destructeurs qu'il contient sont dilués.
Si on désire appliquer le procédé suivant l'invention aux tubes d'échauffeurs à chambre de combustion, l'agent auxiliaire destiné à la dilution peut être introduit dans la chambre de combustion au point où sont formés les produits gazeux de combustion, ou encore au point oû ces produits gazeux entrent dans la chambre de combustion.
Dans certains cas il peut être indiqué d'insuffler l'agent auxiliaire directement sur les pièces à protégero.
Pour cet agent auxiliaire du genre en questions on peut envi- sager au moins un oxyde ne réagissant pas aux températures élevées prévues avec les constituants destructeurs, tel que le bioxyde de silicium, l'oxy- de d'aluminium,l'oxyde zirconiumo Les composés du silicium tels que le kieselguhr, le gel de silice, le verre soluble sont également des agents de dilution appropriés. On peut également utiliser comme agents auxiliai- res les carbures tels que le carbure de silicium et le carbure de calcium, de même qu'un ou plusieurs composés d'aluminium.
De plus, on peut utiliser comme agent auxiliaire au moins un carbonate se décomposant à peine sous les conditions de fonctionnement im- posées, par exemple le carbonate de barium et la soude.
D'autres agents auxiliaires à effet diluant, qu'on peut utili- ser seuls ou en un nombre quelconque, sont les poudres métalliques telles que les poudres de fers d'aluminiums de silicium, les poudres d'alliages tels que le ferro-silicium.
On peut également utiliser comme agents auxiliaires diluants des matières qui ne produisent un effet diluant qu'après une modification chimique ayant lieu dans les produits gazeux de combustion, dans les con- stituants des cendres,etc... Ces matières sont par exemple les carbonates peu stables tels que le carbonate de fer et de magnésium qui se-décomposent sous les conditions imposées par les produits de combustion, les consti-
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tuants des cendres, etcooo On peut également utiliser un composé métallique organique tel que l'acétate d'aluminium.
Il y a également lieu de signaler quon peut utiliser toutes les combinaisons des agents auxiliaires'précités pour diluer'les constituants exerçant une action nuisible sur les pièces métalliques à protégero
Pour préciser les conditions telles quelles se présentent pra- tiquement il y a lieu de signaler qu'une teneur en pentoxyde de vanadium de 0,2% par Kg. d'huile de chauffage exige 1'injection dans les produits gazeux de combustion comme agent auxiliaire d'une proportion de 5 Gro en- viron d'oxyde d'aluminium par Kg. dhuile brûlée.
REVENDICATIONS.
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PROCESS -DESTINE. TO PREVENT-'THE -'. DESTRUCTIONS. 'AT- HIGH TEMPERATURES.
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HEAT RESISTANT METAL PARTS.
The present invention relates to a method for preventing destruction, at high temperatures, of resistant metal parts.
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to heat, in particular from the heating tubes9 by combustion products, ash constituents, etc.
It is known that the oxidation resistance of steel can be considerably increased mainly by the addition of chromium, aluminum and silicon, separately or in combination. Whereas ordinary unalloyed steel already oxidizes at temperatures above 5000. G, by forming an oxidized layer which flakes off, all of the material thus being gradually transformed into oxide, a steel alloyed with the aforementioned constituents makes it possible to increase the resistance to oxidation up to
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around 130,000. At these temperatures9 a dense and strongly adherent oxide layer is formed on the part made of such a steel alloy, preferably consisting of chromium, aluminum or silicon oxide and protecting largely from oxidation of the underlying material.
But the condition for obtaining this protection is that
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the layer may form, that is, the object is exposed to an oxidizing atmosphere and the oxidized layer once formed is maintained., that is, it does not is not destroyed by any agents. However, the last risk is particularly important in air-heating tubes, for example as they are used in thermal power installations operating in closed circuits, if the products
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combustion chamber exiting the combustion chamber of the air heater contain gaseous and (or) vaporized, liquid, solid constituents exerting an unfavorable action on the protective surface layer of the tubes.
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bes of the heater.
These constituents are, for example, sulfur; which occurs as anhydride in an oxidizing atmosphere, ash constituents exposed to evaporation or sublimation such as alkalis, liquid constituents such as compounds. vanadium; in this case, liquid fuels are burnt as well as the solid constituents of the ash. Alkaline vanadates, for example, which melt at approximately 760 C, can be deposited on the tubes of air heaters which can have a surface temperature of 750 0 for example. They then decompose the protective oxide layer and give result in rapid destruction.
The aim of the invention is to create a method making it possible to prevent such destruction. Thanks to the method according to the invention, this result is obtained by the fact that the constituents exerting a harmful action on the metal parts to be protected are diluted by at least one auxiliary agent so as not to be able to act on the metal parts in question.
The auxiliary agent (s), which must ensure the dilution of the corrosive materials, can be emulsified or mixed with the fuels used to obtain the gaseous combustion products. The auxiliary dilution agents may also be added in powder or solution form to the combustion air or to the gaseous products of combustion and to the ash constituents. In all cases, it is possible to obtain a mixture which, if it is not entrained to the outside by the combustion products, deposits at least partially on the metal parts to be protected. Or a deposit of this. genus no longer produces any destructive (corrosive) effect or at most a tolerable destructive effect on metal parts exposed under other conditions, since the destructive agents it contains are diluted.
If it is desired to apply the process according to the invention to the tubes of combustion chamber heaters, the auxiliary agent intended for the dilution can be introduced into the combustion chamber at the point where the gaseous combustion products are formed, or alternatively at point where these gaseous products enter the combustion chamber.
In some cases it may be advisable to inject the auxiliary agent directly on the parts to be protected.
For this auxiliary agent of the kind in question one can envision at least one oxide which does not react at the expected high temperatures with the destructive constituents, such as silicon dioxide, aluminum oxide, zirconium oxide. Silicon compounds such as kieselguhr, silica gel, water glass are also suitable diluting agents. Carbides such as silicon carbide and calcium carbide as well as one or more aluminum compounds can also be used as auxiliary agents.
In addition, at least one carbonate which barely decomposes under the prescribed operating conditions, for example barium carbonate and sodium hydroxide, can be used as auxiliary agent.
Other diluting auxiliaries, which may be used singly or in any number, are metallic powders such as aluminum silicon iron powders, alloy powders such as ferro-silicon. .
It is also possible to use as auxiliary diluting agents materials which produce a diluting effect only after a chemical modification taking place in the gaseous products of combustion, in the constituents of the ash, etc. These materials are, for example, carbonates. unstable, such as iron and magnesium carbonate which decompose under the conditions imposed by the products of combustion,
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ash killers, etcooo An organic metal compound such as aluminum acetate can also be used.
It should also be pointed out that all combinations of the aforementioned auxiliary agents can be used to dilute the constituents exerting a harmful action on the metal parts to be protected.
In order to specify the conditions as they present themselves in practice, it should be pointed out that a vanadium pentoxide content of 0.2% per kg. Of heating oil requires injection into the gaseous products of combustion as an agent. auxiliary with a proportion of about 5 Gro of aluminum oxide per kg. of oil burnt.
CLAIMS.