Skip to main content
SUPERVISOR
Abdolmajid Eslami,Mehdi Salehi
عبدالمجيد اسلامي (استاد راهنما) مهدي صالحي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Masoud Taghipour
مسعود تقي پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
Thermal cracking of hydrocarbons is one of the most important processes in petrochemical plants which results in the production of olefins, especially ethylene and propylene, as desirable products. Contrariwise, coke is an undesirable product that is deposited on the internal wall of cracking tubes. Deposited coke increases pressure and fuel consumption, reduces heat transfer and also the lifetime of tubes. Among other destructive phenomena happening in the cracking tubes, carburization and high temperature oxidation could be noted. In this work, to improve anti-coking behavior and also resistance to oxidation and carburization of HP-micro steel, aluminide coatings were applied. XRD test results showed Al 0.96 Ni 1.04 and AlNi phases for Al-10 and Al-30 samples, respectively. After carburization test, the bare sample was severely carburized accompanied by increasing the hardness. In contrast, Al-10 and Al-30 samples showed high resistance to carburization. After coking test, FESEM images depicted much catalytic coke on the surface of bare sample and less on the Al-10 sample, but often spherical coke from gaseous reaction on Al-30 sample. Anti-coking ratio for Al-10 and Al-30 samples was %63 and %80, respectively. After oxidation test, thickness of oxide layer was 22, 14 and 6 µm for bare, Al-10 and Al-30, respectively. Parabolic rate constant (k p ) of bare sample was 13.87, which was higher than of coated samples in all time periods. Also, the slope of the curve of (?W/A) 2 vs. time for coated samples decreased over time, due to gradual converting of ?-Al 2 O 3 to ?-Al 2 O 3 . Overall, Al-30 aluminide coating was more able to protect the surface against oxidation and other destructive phenomena.
شکست حرارتي هيدروکربن ها از فرايندهاي مهم در پتروشيمي مي باشد که حاصل آن تشکيل الفين ها به‌ويژه اتيلن و پروپيلن به‌عنوان محصولات مطلوب هستند. از طرفي محصول نامطلوب اين فرايند کُک مي باشد که مي‌تواند روي جداره داخلي کويل‌هاي کراکينگ رسوب کند. از اثرات سوء تشکيل کُک مي‌توان به کاهش انتقال حرارت، افزايش فشار در لوله هاي کراکينگ، افزايش سوخت مصرفي، کاهش عمر لوله ها و غيره اشاره کرد. از ديگر پديده هاي مخرب که در لوله هاي کراکينگ رخ مي دهد مي توان به کربوريزاسيون و اکسيداسيون دمابالا اشاره کرد. در اين پژوهش جهت افزايش نسبت آنتي‌کُکينگ و همچنين بهبود مقاومت به اکسيداسيون و کربوريزاسيون آلياژ HP-micro (G4852 micro) از پوشش هاي آلومينايدي استفاده به عمل آمد. نتايج آزمون پراش پرتو ايکس (XRD) نشان داد فاز تشکيل شده براي نمونه هاي Al-10 و Al-30 به ترتيب Al 0.96 Ni 1.04 و AlNi بود به‌طوري‌که سختي آن‌ها به ترتيب 529 و 544 ويکرز بود که تقريباً دو برابر سختي زيرلايه بود. پس از آزمون کربوريزاسيون نمونه بدون پوشش به مقدار زيادي کربوره شد و با افزايش شديد سختي همراه بود. اين در حالي است که نمونه هاي Al-10 و Al-30 تا حد زيادي از کربوريزاسيون زيرلايه جلوگيري کردند. پس از آزمون کُکينگ با توجه به تصاوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي نشر ميداني (FESEM) مقدار زيادي کُک کاتاليزوري روي سطح نمونه بدون پوشش و همچنين به ميزان کمتر روي سطح نمونه Al-10 تشکيل شد، درحالي‌که در سطح نمونه Al-30 عمدتاً کُک کرويِ حاصل از واکنش هاي فاز گازي شکل گرفت. نسبت آنتي‌کُکينگ براي نمونه هاي پوشش دار Al-10 و Al-30 به ترتيب 63 و 80 درصد بود. پس از آزمون اکسيداسيون ضخامت لايه اکسيدي براي نمونه هاي بدون پوشش، Al-10 و Al-30 به ترتيب 22، 14 و 6 ميکرومتر بود. نمونه Al-30 به مقدار قابل‌توجهي از اکسيد شدن فلز پايه جلوگيري کرد. ثابت سرعت سهموي (K p ) نمونه بدون پوشش 13/87بود که در تمامي بازه هاي زماني از نمونه هاي پوشش دار بيشتر بود. همچنين شيب نمودار 2 (?W/A) برحسب زمان براي نمونه‌هاي پوشش دار با گذشت زمان به علت تبديل تدريجي اکسيد ?-Al 2 O 3 به ?-Al 2 O 3 کاهش يافت. در مجموع نتايج نشان داد پوشش آلومينايدي Al-30 به‌طور بيشتري قادر به حفاظت از سطح در مقابل اکسيداسيون و ديگر پديده هاي مخرب بود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی