Oxidación, carburación y sulfidación de aleaciones ferríticas Fe-9Cr-1Mo modificadas en ambientes con hidrocarburos a temperaturas entre 550 y 750°C

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dc.contributor.advisorLaverde Cataño, Dionisio Antonio
dc.contributor.advisorRetamoso R., Clemente
dc.contributor.advisorVásquez Q., Custodio
dc.contributor.authorSerna Gil, José Aníbal
dc.contributor.evaluatorArroyave P., Carlos E.
dc.contributor.evaluatorPeña Ballesteros, Darío Yesid
dc.contributor.evaluatorLe May, Iain
dc.date.accessioned2022-05-25T19:18:28Z
dc.date.available2022-05-25T19:18:28Z
dc.date.created2003
dc.date.issued2003
dc.description.abstractSe ha estudiado la oxidación-carburación-sulfidación del acero ferrítico Fe-9Cr-1Mo Modificado, ASTM A-335 Gr. P91, en condiciones isotérmicas a temperaturas de 550, 650 y 750°C. Inicialmente se evaluó el comportamiento cinético de tipo parabólico en la oxidación, se elaboró un modelo matemático que simula el crecimiento de películas de óxido y se diseñó una barrera térmica de difusión, por cementación empacada, para inhibir su crecimiento. Se evaluó también la carburación del acero en una atmósfera H2 – CH4 y H2 – C2H4 con una actividad de carbono de 0.8, igualmente se realizó un modelo matemático para simular la cinética de carburación. Luego se calculó una atmósfera de CO - CO2 – H2 – CH4, donde la presión parcial de O2 fuera del orden de 1x10-26 atm. Y existiera al mismo tiempo una actividad de carbono de 0.8 que termodinámicamente permitiera la oxidación –carburación simultánea. Finalmente se adicionó a la atmósfera de oxidación-carburación una concentración fija de 0.1% y 1.0%vol. de H2S para evaluar el efecto perturbador y el mecanismo de la sulfidación. Como resultado de la investigación, se definió un posible mecanismo de oxidación–carburación simultánea y el efecto perturbador de una concentración fija de H2S sobre las capas de óxido y de carburos; se compararon los modelos matemáticos que describen el comportamiento cinético de capas oxidadas y capas carburadas con los resultados experimentales obtenidos en laboratorio. Finalmente se propuso una teoría sobre la corrosión a alta temperatura y se concluyó que dichos fenómenos son competitivos y excluyentes. En la oxidación y la carburación, la cinética es controlada por la difusión; en la sulfidación predomina la reacción en la superficie.
dc.description.abstractenglishThe oxidation, carburization and sulfidation of modified ferritic steels Fe-9Cr-1Mo, ASTM A-335 Gr. P91, has been studied in isothermal conditions at 550, 650 and 750°C. Inicially was evaluated the parabolic kinetic performance in isothermal oxidation; a mathematical model was developed for simulating the growth rate of oxide layers. A thermal barrier within high concentration of Cr and Al on steel surface was deposited by the packed cementation method with the object of reduce the growing of oxide layers. As well, the carburization of this steel was evaluated in one atmosphere with H2 – CH4 and H2 – C2H4 where the carbon activity was 0.8; equally, a mathematical model was developed to simulate the kinetic of carburization. Subsequently, was calculated another gaseous atmosphere within CO - CO2 – H2 – CH4, where the O2 partial pressure had the order of 1x10-26 atm. and at the same time a carbon activity of 0.8 for simultaneuos oxidation - carburization. Finally, was added to this corrosive atmosphere a fixed H2S concentration within 0.1% and 1.0%vol., to evaluate the disturbing effect on formed layers and sulfidation mechanisms. As final result of this research a possible simultaneous oxidation – carburization mechanism was defined and the effect of a fixed H2S concentration over the stability of layers formed on the alloy surface. The simulation with the developed mathematical models was compared with experimental results achieved in oxidation-carburization, showing a good correspondence. A simple theory about difussion-reaction was proposed for high-temperature corrosion fenomena studied, concluding that they are competitive and mutually exclusive, depending of O2 parcial pressure in the corrosive atmosphere. In isothermal oxidation and carburization the kinetic was controlled by difussion but, sulfidation kinetic was controlled by reaction surface.
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Ingeniería Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/10509
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programDoctorado en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectOxidación
dc.subjectCarburación
dc.subjectSulfidación
dc.subjectCorrosión a alta temperatura
dc.subjectCementación empacada
dc.subjectBarreras térmicas de difusión
dc.subjectAleaciones ferríticas
dc.subjectDifusión en estado sólido
dc.subjectAceros 9Cr-1Mo modificados
dc.subject.keywordOxidation
dc.subject.keywordCarburization
dc.subject.keywordSulfidation
dc.subject.keywordHigh-Temperature Corrosion
dc.subject.keywordPacked Cementation
dc.subject.keywordDiffusion Thermal Barriers
dc.subject.keywordFerritic Alloys
dc.subject.keywordSolid State diffusion
dc.subject.keywordModified 9Cr-1Mo Steels
dc.titleOxidación, carburación y sulfidación de aleaciones ferríticas Fe-9Cr-1Mo modificadas en ambientes con hidrocarburos a temperaturas entre 550 y 750°C
dc.title.englishOxidation, Carburization and Sulfidation of Modified Ferritic Alloys Fe-9Cr-1Mo in Hydrocarbon Environments at Temperatures Between 550 and 750°C
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
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