KR100316222B1 - 고온합금의부식방지법 - Google Patents

고온합금의부식방지법 Download PDF

Info

Publication number
KR100316222B1
KR100316222B1 KR1019980038823A KR19980038823A KR100316222B1 KR 100316222 B1 KR100316222 B1 KR 100316222B1 KR 1019980038823 A KR1019980038823 A KR 1019980038823A KR 19980038823 A KR19980038823 A KR 19980038823A KR 100316222 B1 KR100316222 B1 KR 100316222B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
high temperature
metals
group
corrosion
metal dusting
Prior art date
Application number
KR1019980038823A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19990029962A (ko
Inventor
입 알스트럽
입 쇼르켄도르프
Original Assignee
지롤라 죠지오
할도르 토프쉐 에이/에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지롤라 죠지오, 할도르 토프쉐 에이/에스 filed Critical 지롤라 죠지오
Publication of KR19990029962A publication Critical patent/KR19990029962A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100316222B1 publication Critical patent/KR100316222B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/58—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(a)한 가지 이상의 귀금속, 부식하지 않는 금속, 주기율표의 IV족 및 V족의 금속 및 그들의 혼합물에서 선택되는 금속의 박막을 0.01 내지 10㎛ 범위의 두께로, 보호하고자 하는 표면에 증착하는 단계와 (b)상기 처리된 표면을 불활성 분위기에서 소정의 온도로 충분한 시간 동안 아닐링하는 단계를 포함하는, 철, 니켈, 및 크롬을 함유하는 고온 합금의, 침탄 또는 금속 더스팅에 의한 고온 부식에 대한 보호를 증대시키는 방법.

Description

고온 합금의 부식방지법{CORROSION RESISTANCE OF HIGH TEMPERATURE ALLOYS}
본 발명은 철, 니켈, 및 크롬을 함유하는 고온 합금을 침탄(carburization) 또는 금속 더스팅(metal dusting)에 의해 초래되는 고온 부식에 대하여 보호하는 방법에 관한 것이다.
건조물 재료로서 보통 이용되는 고온 합금이 고온에서 고탄소포텐샬을 갖는 가스에 노출될 때 산화 또는 침탄 또는 금속 더스팅에 의해 부식되기 쉽다는 것은 여러 산업 공정에서 큰 문제가 되고 있다. 침탄은 석유 공업에서, 에틸렌이 열분해 노 내에서 1100℃ 이하의 온도에서 수증기-탄화수소 혼합물 내의 탄화 수소의 열분해에 의해 생성되는 경우 관찰할 수 있다. 이 분해 공정에서, 분해 튜브의 내벽에 코크 증착이 일어난다. 수증기 개질기에서, 천연 가스 또는 다른 탄화수소는 니켈 촉매 상에서의 촉매 반응에 의해 CO 및 H2로 전환된다. 튜브 벽의 침탄은 과열 또는 과잉 탄소 활성 후에 관찰된다. 철강의 열처리 또는 침탄을 위한 공업적 노에서는, 운반 화격자 또는 노 벽의 침탄도 생긴다. CO2-냉각 핵반응기의 구성성분은 CO2에 의해 침탄될 수 있으며, 리튬-냉각 반응기의 열 교환기는 헬륨 내의 CO 및 CH4등과 같은 불순물에 의해 침탄될 수 있다. 석탄 가스화에서, 그리고 오물 소각설비에서는, 침탄도 일어날 수 있지만 황화와 염소에 의한 부식이 더 심각할 것이다. 스트림 개질 노의 다운스트림에서, 열 회수 설비는 '금속 더스팅'으로 알려진 심한 형태의 부식에 대해 잠재적으로 취약하다. 철, 니켈 및 코발트를 함유하는 합금은 치명적인 침탄 과정에 취약하며, 이는 합금을, 탄소, 카바이드, 금속, 및 산소의 입자로 이루어진 '분진(dust)'으로 붕괴시킨다. 그 결과 합금 표면이 소모된다. 상기에서 언급한 침탄과 대조적으로, 금속 더스팅은 대략 450℃ 정도의 낮은 온도에서 일어난다. 많은 연구의 결과, 실제로 이용할 수 있는 모든 고온 합금은 금속 더스팅에 취약하다는 결론이 내려졌다. 가스에 H2S를 첨가하면 침탄과 금속 더스팅에 대해 약간의 저항력이 생길 수도 있다는 것이 밝혀졌다. 그러나 촉매 중독과 같은 바람직하지 않은 효과들이 생길 위험성이 있으므로 많은 경우에 사용될 수는 없다. 그러한 합금들을 고온 부식에 대해 보호할 수 있는 효과적이면서 일반적으로 이용할 수 있는 방법들이 지금까지는 개발되지 않고 있다.
보통 고온 합금의 부식에 대한 보호는 크롬-산소 외층의 형성에 의존적이다. 그러나 그러한 산소 층은 대부분의 실제적인 조건에서 장기간 동안 보호적이지는 못한데, 왜냐하면 산소층에서 분열(cracks)이 쉽게 생기며, 밑에 있는 합금에 대한 부착성의 감소로 인하여 파쇄(spallation)이 일어나기 쉬울 것이기 때문이다. 합금 표면을 보호 혼합 산소층으로 코팅함으로써 유사한 보호를 시도하려 해도 역시동일한 위험부담이 존재한다.
본 발명의 방법은, 합금과는 판이하게 다른 열성 및 역학적 성질을 갖는 표면 산소층의 형성에 의존하는 것이 아니므로, 그러한 위험부담으로 인하여 손해를 받지 않는다.
본 발명에 따르면, 철, 니켈 및 크롬을 함유하는 고온 합금으로 만들어진 컨테이너, 튜브, 페룰(ferrule) 등과 같은 공업 설비의 부품 및 구성성분을, 침탄 또는 금속 더스팅에 의한 부식으로부터 보호하기 위한 방법을 제공하고 있다. 상기 방법은, (a) 합금 표면을 세정하는 단계, (b) 귀금속 또는 IV족(즉, 주석 및 납)이나 V족(안티몬 및 비스무트)의 원소를 얇은 층으로 표면에 부착(deposition)하는 단계와, 그리고 (c)불활성 분위기에서 소정의 온도 및 시간으로 표면을 가열하여, 보호하고자 하는 표면내에 및 표면상에 귀금속이 균일하게 분포되도록 하는 단계를 포함한다.
상기 금속의 부착은, 물리적 또는 화학적 증착 또는 디핑, 스프레잉 또는 플레이팅을 포함하는 종래의 방법에 의해 수행될 수 있을 것이다.
실시예
다음 실시예로써 상기한 발명을 제조하고 이용하는 방법을 상세히 묘사한다.
중량%로 0.05-0.1 C, 최대 1.0 Si, 최대 1.5 Mn, 최대 0.015 S, 30.0-35.0 Ni, 20.0 Cr, 45 Fe, 0.15-0.6 Ti, 0.15-0.6 Al, 최대 0.75 Cu의 조성을 갖는 Alloy 800H로 만들어지고, 대략 18mm의 직경과 6mm의 두께를 갖는 원통형 디스크를테스트 샘플로 사용하여, 수회의 금속 더스팅 부식 테스트를 수행하였다.
실시예 1
테스트 샘플은 다음 조건에서 금속 더스팅 부식에 대하여 테스트하였다:
가스 압력 : 34 bar
가스 조성 : 49.3% H2, 15.6% CO, 5.6% CO2, 29.5% H2O
가스 속도 : 최대 10m/s
샘플 온도 : 650℃
지속 시간 : 200h
테스트는, 표면의 연마 및 세정, 기계적 처리 그리고 표면의 산화를 포함하는 여러 가지 다른 종래의 전처리 후에와 그리고 표면 처리를 하지 않고 수행하였다. 사용된 기계적 처리는 샌드블라스트 및 숏 피닝(shot peening)이다. 이러한 모든 경우에서, 테스트 후에, 심한 금속 더스팅 공격, 즉, 탄소 형성, 금속의 피팅 및 손실이 관찰되었다. 그러나, 테스트 샘플을 본 발명에 따라 전처리하였을 때는, 전처리된 표면상에서 상기한 금속 더스팅 부식 테스트 후 어떠한 부식의 흔적도 관찰할 수 없었다.
전처리는 다음과 같이 하였다: 표면을 연마하고 세정하였다. 보호하고자 하는 표면 상에, 대략 1㎛ 두께의 금 층을 물리적 증착(vapor deposition)으로써 부착하였다. 최종적으로, 샘플을 헬륨의 흐름 내에서 900℃에서 30분간 유지시켰다.
실시예 2
상기한 조성을 갖는 Alloy 800H 테스트 샘플을 다음 조건에서 테스트하였다.
가스 압력 : 34 bar
가스 조성 : 39.4% H2, 37.2% CO, 1.7% CO2, 21.7% H2O
가스 속도 : 최대 10m/s
샘플 온도 : 653℃
지속 시간 : 100h
테스트 전에 다음과 같은 전처리를 하였다:
샘플 표면을 연마하고 세정하였다. 대략 3㎛ 두께의 주석 층을 전기화학적으로 표면 상에 증착하였다. 샘플은 헬륨의 흐름 내에서 800℃에서 30 분간 유지하였다.
전처리된 표면 상에서는, 금속 더스팅 부식 테스트 후에 어떠한 부식의 흔적도 찾을 수 없었다.
본 발명에 따른 전처리는 침탄 또는 금속 더스팅에 의한 고온 부식에 대한 보호를 증대시킨다.

Claims (3)

  1. (a)한 가지 이상의 귀금속, 주기율표의 IV족 및 V족의 금속 및 그들의 혼합물에서 선택되는 금속의 박막을 0.01 내지 10㎛ 범위의 두께로, 보호하고자 하는 표면상에 증착하는 단계와 (b)상기 처리된 표면을 불활성 분위기에서 800∼900℃의 온도로 3분 이하의 시간 동안 아닐링하는 단계를 포함하는, 철, 니켈, 및 크롬을 함유하는 고온 합금의, 침탄 또는 금속 더스팅에 의한 고온 부식에 대한 보호를 증대시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, IV족 금속이 주석 및 납인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, V족 금속이 안티몬 및 비스무트인 것을 특징으로 하는 방법.
KR1019980038823A 1997-09-19 1998-09-19 고온합금의부식방지법 KR100316222B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5953897P 1997-09-19 1997-09-19
US60/059,538 1997-09-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990029962A KR19990029962A (ko) 1999-04-26
KR100316222B1 true KR100316222B1 (ko) 2002-01-12

Family

ID=22023614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980038823A KR100316222B1 (ko) 1997-09-19 1998-09-19 고온합금의부식방지법

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP0903424B1 (ko)
JP (1) JP4372243B2 (ko)
KR (1) KR100316222B1 (ko)
CN (1) CN1195894C (ko)
AT (1) ATE215623T1 (ko)
AU (1) AU744761B2 (ko)
DE (1) DE69804559T2 (ko)
DK (1) DK0903424T3 (ko)
EA (1) EA001169B1 (ko)
ES (1) ES2173535T3 (ko)
NO (1) NO320781B1 (ko)
NZ (1) NZ331958A (ko)
TW (1) TW434326B (ko)
UA (1) UA58503C2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100887823B1 (ko) 2007-06-13 2009-03-09 현대자동차주식회사 차량용 배터리 단자 제조 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6602355B2 (en) * 1997-09-19 2003-08-05 Haldor Topsoe A/S Corrosion resistance of high temperature alloys
CN1181570C (zh) * 1999-05-27 2004-12-22 东洋钢钣株式会社 电池外壳用表面处理钢板,电池外壳,其制备方法和电池
JP3952861B2 (ja) 2001-06-19 2007-08-01 住友金属工業株式会社 耐メタルダスティング性を有する金属材料
WO2004082824A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-30 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method of protecting equipment against corrosion at high temperature
FR2852610B1 (fr) 2003-03-17 2005-05-13 Procede de protection contre la corrosion a haute temperature
SE526673C2 (sv) 2003-08-28 2005-10-25 Sandvik Intellectual Property Användning av en metallförstoftningsresistent kopparlegering
FR2870859A1 (fr) * 2004-05-27 2005-12-02 Air Liquide Pieces pour equipement destine a fonctionner sous pression et a haute temperature
EP1975267B1 (en) * 2006-01-11 2013-07-03 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Metallic material having excellent metal dusting resistance
ES2545488T3 (es) 2008-02-27 2015-09-11 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Material metálico resistente a la cementación por el carbono
US8168687B2 (en) 2009-11-30 2012-05-01 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for decreasing or eliminating unwanted hydrocarbon and oxygenate products caused by Fisher Tropsch synthesis reactions in a syngas treatment unit
US8163809B2 (en) 2009-11-30 2012-04-24 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for decreasing or eliminating unwanted hydrocarbon and oxygenate products caused by Fisher Tropsch Synthesis reactions in a syngas treatment unit
US8202914B2 (en) 2010-02-22 2012-06-19 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for decreasing or eliminating unwanted hydrocarbon and oxygenate products caused by Fisher Tropsch Synthesis reactions in a syngas treatment unit
US10233523B2 (en) 2011-06-24 2019-03-19 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Carburization resistant metal material
ES2708984A1 (es) 2017-09-22 2019-04-12 Haldor Topsoe As Quemador para un reactor catalítico con revestimiento de slurry con alta resistencia a la desintegración en polvo métalico

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0525635A (ja) * 1991-04-23 1993-02-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 乾式Ｔｉ系めつきステンレス鋼材の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5618876B2 (ko) * 1973-06-23 1981-05-01
DE2439739A1 (de) * 1974-08-19 1976-03-04 Czepek & Co Verfahren zur verbesserung der korrosionsbestaendigkeit elektrischer rohrheizkoerper
JPS61119678A (ja) * 1984-11-16 1986-06-06 Nippon Steel Corp 高耐食性鉛−錫系合金メツキ鋼板
JPS61166987A (ja) * 1985-01-17 1986-07-28 Hitachi Cable Ltd ラジエ−タ用フイン材
US5397652A (en) * 1992-03-27 1995-03-14 The Louis Berkman Company Corrosion resistant, colored stainless steel and method of making same
SG79910A1 (en) * 1993-01-04 2001-04-17 Chevron Chem Co Hydrodealkylation processes

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0525635A (ja) * 1991-04-23 1993-02-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 乾式Ｔｉ系めつきステンレス鋼材の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100887823B1 (ko) 2007-06-13 2009-03-09 현대자동차주식회사 차량용 배터리 단자 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EA199800742A1 (ru) 1999-04-29
AU8607698A (en) 1999-04-01
NO984240L (no) 1999-03-22
EA001169B1 (ru) 2000-10-30
CN1195894C (zh) 2005-04-06
UA58503C2 (uk) 2003-08-15
EP0903424A1 (en) 1999-03-24
DE69804559D1 (de) 2002-05-08
TW434326B (en) 2001-05-16
ATE215623T1 (de) 2002-04-15
AU744761B2 (en) 2002-03-07
CN1219607A (zh) 1999-06-16
DE69804559T2 (de) 2002-10-17
NZ331958A (en) 1999-09-29
JP4372243B2 (ja) 2009-11-25
EP0903424B1 (en) 2002-04-03
NO320781B1 (no) 2006-01-30
JPH11172473A (ja) 1999-06-29
NO984240D0 (no) 1998-09-14
ES2173535T3 (es) 2002-10-16
KR19990029962A (ko) 1999-04-26
DK0903424T3 (da) 2002-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100316222B1 (ko) 고온합금의부식방지법
CA1043190A (en) Protective films
KR20000065160A (ko) 표면합금된고온합금
US4410418A (en) Method for reducing carbon formation in a thermal cracking process
US2501051A (en) Siliconizing processes
Hoyt et al. High temperature metal deterioration in atmospheres containing carbon-monoxide and hydrogen
US20040005239A1 (en) Copper base alloy
US6602355B2 (en) Corrosion resistance of high temperature alloys
CA2182518C (en) Process for reducing coking of heat exchange surfaces
GB2107360A (en) Depositing silicon on metal
White et al. Influence of surface treatment on the metal dusting behavior of alloy 699 XA
EP0048083A1 (en) Surface treatment method of heat-resistant alloy
CA2456764C (en) Furnace run length extension by fouling control
Klower et al. Metal dusting and carburization resistance of nickel-base alloys
AU719778B2 (en) Process for reducing the formation of carbon deposits
Nishiyama et al. Degradation of surface oxide scale on Fe-Ni-Cr-Si alloys upon cyclic coking and decoking procedures in a simulated ethylene pyrolysis gas environment
CA2241349C (fr) Acier refractaire chromise, son procede d'obtention et ses utilisations dans des applications anti-cokage
Igolkin Thermal Diffusion Coatings for Protection from Gas Corrosion, Coke Deposition, and Carburization.
Nishiyama et al. Metal Dusting of Nickel-Base Alloys in Simulated Syngas Mixtures
Nishiyama et al. Metal dusting behavior of new Ni-base alloy in a laboratory carbonaceous environment
Knights et al. Corrosion during incineration of a sulphur and chlorine bearing mixture of rubbers and plastics
Nishiyama et al. A Prominent Ni-Cr-Si-Cu Alloy Resisting In Metal Dusting
JPS58122861A (ja) 耐高温腐食性の優れた鋼製品
Bayer Surface engineered coatings for metal dusting
Kane et al. Carburization resistance of some wrought nickel-containing alloys in simulated petrochemical environments

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20101110

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee