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Evaluación de la corrosión continua del acero astm a335 p91 en una atmósfera de oxidación - nitruración resultante de los productos de combustión de un horno de refinería a 450°c

Resumen

Actualmente los hornos de una refinería utilizan como fuente principal de energía gas de refinería, el cual es el resultado de la mezcla entre gas natural y gases gastados de otros procesos. Debido a la alta variedad de la composición de esta mezcla surge la necesidad de estudiar los fenómenos corrosivos que se desarrollan a alta temperatura sobre estos hornos. El fenómeno simultáneo de oxidación-nitruración es uno de los efectos que pueden aparecer en tales ambientes y por ello el motivo de esta investigación. Para la realización de este trabajo se obtuvo el ambiente de oxidación-nitruración 79.67N2-1.92O2-18.41H2O, a partir de una mezcla modelo de refinería y sus productos de combustión teóricos. Partiendo de la composición del acero y del ambiente a evaluar se realizó la simulación de los productos teóricos de corrosión a través del software termodinámico HSC Chemistry. Al contrastar los resultados de la simulación con los resultados del DRX y SEM-EDS. No se reportó la presencia de nitruros en la simulación, lo que se confirmó por medio de los análisis químicos realizados a la muestra de acero P91, luego de un tiempo de exposición de 100 h. Las pruebas de dureza y micro-dureza también fueron realizadas, mostrando un aumento y una disminución respectivamente. Al no evidenciarse la presencia de nitruros en los análisis químicos se dedujo que el aumento en la dureza se debió al choque térmico al que fueron expuestos los cupones al extraerlos del horno; y la disminución en la microdureza fue generada por los óxidos formados sobre la superficie del acero. Por otro lado el estudio cinético mostro que la capa de óxido formada sobre el acero P91 fue de carácter protector, ya que presento un comportamiento claramente parabólico. Lo que pudo estar relacionado con la formación de una capa interna de espinela hierro-cromo.