Coatings and surface treatments for protection against low-velocity erosion-corrosion in fluidized beds

Surface coatings and treatments have been used to reduce material loss of components in bubbling fluidized bed combustors (FBCs). The performance of protective coatings in FBC boilers and laboratory simulations is reviewed. Important coating properties to minimize wastage appear to be high hardness, low oxidation rate, low porosity, high adhesion and sufficient thickness to maintain protection for a long period. Economic considerations and criteria for choosing a suitable coating or treatment are discussed for the different types of bubbling FBC. © 1995.

Erosion-corrosion of mild steel in a temperature gradient

Thinning of heat-exchanger tubes by erosion-corrosion has been a problem in fluidized bed combustors (FBCs), particularly at lower metal temperatures where thicker, mechanically protective oxide scales are unable to form. Many laboratory-scale tests have shown a decrease in material loss at higher temperatures, in a similar manner to FBC boilers, but also show a decrease in wastage at low temperatures (e.g. 200°C) which has not been detected in boilers. It has been suggested that this difference is due to laboratory tests being carried out isothermally whereas in a FBC boiler the fluidized bed is considerably hotter than the metal heat exchanger tubing. In this laboratory study the simulation was therefore improved by internally cooling one of the two low carbon steel specimens. These were rotated in a horizontal plane within a lightly fluidized bed with relative particle velocities of 1.3-2.5 m s-1. Tests were carried out over a range of bed temperatures (200-500°C) and cooled specimen surface temperatures (115-500°C), with a maximum temperature difference between the two of 320°C. Although specimens exposed isothermally still showed maximum wastage at intermediate temperatures (about 350°C), those which were cooled showed high levels of wastage at temperatures as low as 200°C in a similar manner to FBC boilers. Cooling may modify the isothermal erosion-corrosion curve, causing it to broaden and the maximum wastage rate to shift to lower temperatures. © 1995.

Growth Mechanism And Corrosion Behavior Of Ceramic Coatings On Aluminum Produced By Autocontrol Ac Pulse Peo

Ceramic coatings are produced on aluminum alloy by autocontrol AC pulse Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) with stabilized average current. Transient signal gathering system is used to study the current, voltage, and the transient wave during the PEO process. SEM, OM, XRD and EDS are used to study the coatings evolution of morphologies, composition and structure. TEM is used to study the micro profile of the outer looser layer and inner compact layer. Polarization test is used to study the corrosion property of PEO coatings in NaCl solution. According to the test results, AC pulse PEO process can be divided into four stages with different aspects of discharge phenomena, voltage and current. The growth mechanism of AC PEO coating is characterized as anodic reaction and discharge sintering effect. PEO coating can increase the corrosion resistance of aluminum alloy by one order or two; however, too long process time is not necessarily needed to increase the corrosion resistance. In condition of this paper, PEO coating at 60 min is the most protective coating for aluminum alloy substrate. (C) 2008 Elsevier B.V. All fights reserved.

Changes in the chloride content of ground water in Pinellas County, Florida between 1947 and 1956

In December 1956 the U. S. Geological Survey, in cooperation with the Florida Geological Survey and the Board of County Commissioners of Pinellas County, collected waterlevel and chloride content of water in 94 wells in Pinellas County. First sampled in 1947, resampling and reanalyzing the water from these wells was used to determine the change in the chloride content of the ground water from 1947 to 1956. The chloride content of ground water is generally a reliable indication of the contamination of ground water by sea water, as 90 percent of the dissolved solids of sea water are chloride salts. (PDF contains 15 pages.)

Pipeline Corrosion Analyzed by Fuzzy Reliability Methods

Fuzzy reliability methods are used to study the corrosion of pipelines. Three methods are used. They consist of using fracture failure modes, failure assessment diagram (FAD) and residual strength for establishing fuzzy reliability. Calculations are made by application of JC, improved GA-JC and Mente-carlo methods. Examples for oilfield injecting water pipeline show the residual strength well agree with field data. Mente-carlo methods appear to yield results that have better agreement with field data.

Application of microwave diagnostics to copper chloride and carbon dioxide lasers

Part A

A problem restricting the development of the CuCl laser has been the decrease in output power with increases of tube temperature above 400°C. At that temperature the CuCl vapor pressure is about .1 torr. This is a small fraction of the buffer gas pressure (He at 10 torr).

The aim of the project was to measure the peak radiation temperature (assumed related to the mean energy of electrons) in the laser discharge as a function of the tube temperature. A 24 gHz gated microwave radiometer was used.

It was found that at the tube temperatures at which the output power began to deteriorate, the electron radiation temperature showed a sharp increase (compared with radiation temperature in pure buffer).

Using the above result, we have postulated that this sudden increase is a result of Penning ionization of the Cu atoms. As a consequence of this process the number of Cu atoms available for lasing decrease.

PART B

The aim of the project was to study the dissociation of CO₂ in the glow discharge of flowing CO₂ lasers.

A TM₀₁₁ microwave (3 gHz) cavity was used to measure the radially averaged electron density n_e and the electron-neutral collision frequency in the laser discharge. An estimate of the electric field is made from these two measurements. A gas chromatograph was used to measure the chemical composition of the gases after going through the discharge. This instrument was checked against a mass spectrometer for accuracy and sensitivity.

Several typical laser mixtures were .used: CO₂-N₂-He (1,3,16), (1,3,0), (1,0,16), (1,2,10), (1,2,0), (1,0,10), (2,3,15), (2,3,0), (2,0,15), (1,3,16)+ H₂O and pure CO₂. Results show that for the conditions studied the dissociation as a function of the electron density is uniquely determined by the STP partial flow rate of CO₂, regardless of the amount of N₂ and/or He present. The presence of water vapor in the discharge decreased the degree of dissociation.

A simple theoretical model was developed using thermodynamic equilibrium. The electrons were replaced in the calculations by a distributed heat source.

The results are analyzed with a simple kinetic model.

Caracterização metalúrgica de juntas de aço inoxidável superduplex soldadas por processo TIG autógeno

Os aços inoxidáveis do tipo duplex possuem grande importância na indústria, principalmente na do petróleo e gás natural, por apresentarem elevada resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. Caracterizam-se por apresentar estrutura bifásica, constituída de proporções praticamente iguais de ferrita e austenita. O presente trabalho caracterizou juntas soldadas por TIG autógeno de aço inoxidável duplex UNS S32760. Foram confeccionados quatro grupos de amostras, provenientes da variação da corrente de soldagem e consequentemente do aporte térmico (corrente de pico: 25A e 40A - aporte térmico: 0,12KJ/mm e 0,19KJ/mm) e da composição do gás de proteção (argônio puro ou argônio contendo 2,5% nitrogênio). Foram utilizadas técnicas de caracterização por metalografia colorida, análise e processamento digital de imagens, ensaios de microdureza Vickers. Para avaliar a resistência à corrosão foram realizados ensaios de potencial em circuito aberto com solução de cloreto férrico (FeCl3) e eletrodo de referência de calomelano saturado. A análise quantitativa das fases ferrita e austenita presentes nas juntas soldadas mostrou que a adição de nitrogênio no gás de proteção favoreceu a formação da fase austenita, variando de 11% (sem nitrogênio) para 26% (com nitrogênio) a quantidade desta fase. Em uma análise qualitativa a variação do aporte térmico: 0,12KJ/mm para 0,19KJ/mm resultou no aumento do tamanho de grãos da fase ferrita.

Emprego da técnica de emissão por fluorescência de ultravioleta no monitoramento de inibidores de corrosão em água produzida

Para aumentar os volumes de extração de petróleo, resolver e prevenir problemas nas operações de produção são utilizados diversos produtos químicos, dentre os quais se destacam os inibidores de corrosão, que são utilizados em toda cadeia produtiva do petróleo visando proteger o sistema da deterioração por corrosão. Os sais de amônio quaternário são uma das classes de inibidores mais utilizadas pela indústria do petróleo devido a sua grande eficiência. Entretanto, sua solubilidade em água faz com que estejam presentes na água produzida representando um risco para contaminação ambiental, visto que possuem baixa biodegrabilidade e potencial de bioacumulação. Como se encontram misturados a outros produtos químicos e sob efeitos das variações do ambiente em que são aplicados, definir um método de análise confiável e viável para monitoramento em linha representa um desafio para os laboratórios de campos de produção. Neste trabalho, foi estudado o emprego da fluorescência de ultravioleta na quantificação de um inibidor de corrosão do tipo sal de amônio quaternário em água. Foram obtidos espectros de emissão do produto comercial em água, além do estudo de variáveis instrumentais e interferentes presentes na água produzida. A comparação com padrões de sal de amônio quaternário permitiu identificar como principal fluorófilo, um sal alquil-aril de amônio quaternário. Estudos de estabilidade revelaram que a adsorção do inibidor de corrosão nas superfícies dos frascos plásticos provoca a queda do sinal fluorescente e que a adição de isopropanol reduz este efeito de 40 para 24%. Foram obtidas curvas de calibração com a formulação comercial e com o cloreto de 2-metil-4-dodecil-benzil-trimetil amônio com uma boa correlação. Amostras sintéticas do inibidor foram determinadas com um erro relativo de 2,70 a 13,32%. O método de adição padrão foi avaliado usando uma amostra de água produzida, e os resultados não foram satisfatórios, devido à interferência, principalmente, de compostos orgânicos aromáticos presentes

Corrosão dos aços UNS S30400 e 31600 em meios simuladores de poros de concreto

Com o objetivo de investigar a influência que o molibdênio exerce nas propriedades das camadas passivas das armaduras de aços austeníticos, barras redondas dos aços UNS S30400 e 31600 foram submetidas à ação de soluções que simulam as que são encontradas nos poros de concreto. Para caracterizar o efeito do molibdênio na resistência daqueles aços à corrosão por pites, foram conduzidos ensaios de circuito aberto, polarização anódica, espectroscopia de impedância eletroquímica, análise de Mott-Schottky, tração em baixa taxa de deformação e análise das superfícies por microscopias óptica e eletrônica de varredura. Os resultados obtidos demonstram que, de uma forma geral, o aço UNS S30400 (sem molibdênio) apresentou maior resistência à corrosão localizada que o UNS S31600 (2% de Mo) nas soluções alcalinas cloretadas naturalmente aeradas, comportamento este inverso ao que se observa nos mesmos materiais quando submetidos a soluções cloretadas neutras ou ácidas.