Evaluatie tijdens het gebruik van buizen van een aluminiumoxidevormende legering die uit ethyleenkrakingsspiralen zijn verwijderd

In petrochemische processen bij hoge temperaturen, zoals het kraken van ethyleen, worden materialen voor ovenbuiswerk blootgesteld aan extreme thermische en chemische belastingen, wat leidt tot oxidatie, carbonisatie en mechanische aantasting. De ontwikkeling van geavanceerde legeringen met een superieure stabiliteit van de oppervlakteoxide en een veerkrachtige microstructuur is essentieel om de betrouwbaarheid te waarborgen en de levensduur van de componenten te verlengen. Paralloy Group is gespecialiseerd in het centrifugaal gieten van buizen van vuurvast staal met een hoog nikkel- en chroomgehalte, die zijn ontworpen voor zware omstandigheden met hoge temperaturen en corrosieve omgevingen. Een van deze legeringen is de eigen alumina-vormende legering XAl4, die is ontwikkeld om de oxidatiebestendigheid te verbeteren door de vorming van een stabiele, hechtende beschermlaag van aluminiumoxide (Al₂O₃).

Onze studie onderzoekt de prestaties van XAl₄-buizen die uit een ethyleenkrakoven zijn gehaald na langdurig gebruik bij temperaturen van meer dan 1000 °C. Er is een uitgebreide evaluatie met behulp van meerdere technieken uitgevoerd om de mechanische integriteit, de ontwikkeling van de microstructuur en de oppervlakte-afbraak in verschillende delen van de spoel te beoordelen. De resultaten bevestigen dat de aluminiumoxidelaag op het XAl₄ gedurende de gehele gebruiksduur continu en hecht is gebleven, waardoor een uitstekende weerstand tegen oxidatie en carbonering werd geboden. Zelfs in de gebieden die thermisch het meest werden blootgesteld, trad minimale afbrokkeling op, wat de beschermende stabiliteit van de Al₂O₃-laag bevestigt. Microstructurele waarnemingen brachten een stabiele austenitische matrix aan het licht met beperkte carbidevergroting, wat wijst op robuuste metallurgische stabiliteit bij langdurige blootstelling. Mechanische tests toonden aan dat XAl4 een aanzienlijk deel van zijn oorspronkelijke trek- en kruipsterkte behield, waarbij variaties correleerden met lokale bedrijfsomstandigheden.

Al met al tonen deze bevindingen de duurzaamheid van XAl₄ bij hoge temperaturen aan en onderstrepen ze de doeltreffendheid van aluminiumoxidevormende legeringen voor de volgende generatie oventoepassingen. Dit onderzoek biedt essentiële inzichten voor levenscyclusanalyses, onderhoudsstrategieën en legeringsoptimalisatie, waarbij het belang van locatiespecifieke evaluatie bij karakterisering na gebruik wordt benadrukt.

Nagesh Narasimha Prasad 1, Kevin Dourgaparsad 1, Abel Rapetti 1, Begoña Gomez Ferrer 1, Naveen Manikanteswaran 2, Dominique Flahaut 2

1 Manoir France SAS, 12 Rue des Ardennes, 27590 Pîtres

2 Paralloy Ltd, Paralloy House, Nuffield Road, Billingham, TS23 4DA