Oxidación continua del acero astm a335 p91 a altas temperaturas. Caso de estudio: atmósfera oxidante derivada de los productos de combustión teóricos de una mezcla modelo de gases de refinería

Abstract

Actualmente, el proceso de combustión y demás procesos petroquímicos llevados a cabo en las refinerías, utilizan como fuente principal de energía una mezcla de gases recuperados de diferentes procesos que está compuesto de altos contenidos de hidrógeno, etileno, propileno y propano; los cuales, junto con las altas temperaturas, generan un ambiente propicio para favorecer los diferentes fenómenos corrosivos. En esta investigación, se evaluó el fenómeno de oxidación sobre el acero ferrítico ASTM A335 P91 (P91, de composición 9Cr -1 Mo) en un ambiente O2/H2O, el cual se obtuvo mediante la elección de una mezcla modelo de refinería y las relaciones molares de sus productos teóricos de combustión. Con base a la composición del acero y la atmosfera de estudio, se llevó a cabo la simulación de los productos teóricos de corrosión, utilizando el software Aspen HYSYS 8.6 para un exceso de aire del 10%. Para el desarrollo experimental se eligieron 2 temperaturas de análisis 650 y 750 °C y 5 tiempos de exposición (1, 10, 20, 50 y 100 h). Con respecto a la caracterización de cupones, se analizó la microestructura de la matriz ferrítica, junto con la variación en la dureza y microdureza, en donde a 750 °C fue posible apreciar un aumento en los procesos difusivos, obteniéndose una matriz principalmente de ferrita y una menor dureza y microdureza. De los análisis DRX y SEM-EDS, se concluyó que después de la 100 h de exposición, en ambas temperaturas, se dio la formación de una capa de óxido dúplex compuesta por hematita, magnetita y espinela de Fe-Cr. Comprobándose, por medio del estudio cinético que esta capa era de carácter protector, puesto que presento un comportamiento parabólico. Finalmente, los resultados de los análisis anteriormente mencionados fueron congruentes con los obtenidos en la simulación.