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Kinetic studies of coke formation and removal on HP40 in cycled atmospheres at high temperatures

1998; Wiley; Volume: 49; Issue: 5 Linguagem: Inglês

10.1002/(sici)1521-4176(199805)49

1521-4176

C. Steurbaut, H. J. Grabke, Dick E. Stobbe, F.R. van Buren, S.J. Korf, J. N. Defrancq,

Microstructure and Mechanical Properties of Steels

Materials and CorrosionVolume 49, Issue 5 p. 352-359 Full Paper Kinetic studies of coke formation and removal on HP40 in cycled atmospheres at high temperatures C. Steurbaut, C. Steurbaut Belgisch Anst. voor Laastechniek, Universiteit Gent Sint-Pietersnieuwstraat 41, B-9000 Gent (Belgium)Search for more papers by this authorH. J. Grabke, H. J. Grabke Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH Max-Planck-Straße 1, D-40237 Düsseldorf (Germany)Search for more papers by this authorD. Stobbe, D. Stobbe Dow Europe SA Horgen (Switzerland)Search for more papers by this authorF. R. van Buren, F. R. van Buren Dow Benelux N.V. NL-4530 AA Terneuzen (The Netherlands)Search for more papers by this authorS. J. Korf, S. J. Korf Dow Benelux N.V. NL-4530 AA Terneuzen (The Netherlands)Search for more papers by this authorJ. Defrancq, J. Defrancq Belgisch Anst. voor Laastechniek, Universiteit Gent Sint-Pietersnieuwstraat 41, B-9000 Gent (Belgium)Search for more papers by this author C. Steurbaut, C. Steurbaut Belgisch Anst. voor Laastechniek, Universiteit Gent Sint-Pietersnieuwstraat 41, B-9000 Gent (Belgium)Search for more papers by this authorH. J. Grabke, H. J. Grabke Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH Max-Planck-Straße 1, D-40237 Düsseldorf (Germany)Search for more papers by this authorD. Stobbe, D. Stobbe Dow Europe SA Horgen (Switzerland)Search for more papers by this authorF. R. van Buren, F. R. van Buren Dow Benelux N.V. NL-4530 AA Terneuzen (The Netherlands)Search for more papers by this authorS. J. Korf, S. J. Korf Dow Benelux N.V. NL-4530 AA Terneuzen (The Netherlands)Search for more papers by this authorJ. Defrancq, J. Defrancq Belgisch Anst. voor Laastechniek, Universiteit Gent Sint-Pietersnieuwstraat 41, B-9000 Gent (Belgium)Search for more papers by this author First published: 28 January 1999 https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-4176(199805)49:5 3.0.CO;2-9Citations: 16AboutPDF ToolsRequest permissionExport citationAdd to favoritesTrack citation ShareShare Give accessShare full text accessShare full-text accessPlease review our Terms and Conditions of Use and check box below to share full-text version of article.I have read and accept the Wiley Online Library Terms and Conditions of UseShareable LinkUse the link below to share a full-text version of this article with your friends and colleagues. Learn more.Copy URL Abstracten An austenitic FeNiCr alloy, HP40Nb, has been preoxidized and subsequently exposed to an alternating carburizing/oxidizing/carburizing atmosphere. During the oxidation at 1000°C a thick Cr2O3 layer was formed which partly spalled off during cooling to room temperature, in this way chromium depleted areas resulted at the surface. The carburizing and reducing condition was established by a C2H6/C2H4/H2 mixture at a temperature of 850°C while the oxidation for decoking was conducted in air at 800°C. The exposure times were relatively short, respectively 90/30/180 minutes. During the first exposure of the preoxidized alloy to the carburizing atmosphere, coke formation took place, and underneath the coke layer the alloy was carburized, however, only locally. After the decoking in air at 800°C, during the second exposure to the carburizing atmosphere much more catalytic coke formation was observed compared to the first exposure. The coke formation was initiated by the reduction of (Fe,Ni,Cr)-spinels formed in the oxidizing atmosphere. The reduction of the oxides gives rise to the formation of (Fe,Ni)-particles which show strong catalytic activity towards coke formation. Abstractde Kinetische Untersuchung der Bildung und Entfernung von coke auf HP40 in wechselnden Atmosphären bei hohen Temperaturen Eine austenitische FeNiCr-Legierung HP40Nb wurde voroxidiert und anschließend abwechselnd aufkohlenden/oxidierenden und wieder aufkohlenden Atmosphären ausgesetzt. Während der Oxidation bei 1000°C wird eine dicke Cr2O3-Schicht gebildet, die während des Abkühlens auf Raumtemperatur teilweise abplatzte, in dieser Weise entstanden chromverarmte Bereiche in der Oberfläche. Die aufkohlenden und reduzierenden Bedingungen wurden durch ein C2H6-C2H4-H2-Gemisch bei der Temperatur 850°C eingestellt, während die Oxidation zum Entcoken in Luft bei 800°C durchgeführt wurde. Die Reaktionszeiten waren relativ niedrig, d. h. 90/30/180 Minuten. Während der ersten Auslagerung der voroxidierten Legierung in der aufkohlenden Atmosphäre fand coke-Abscheidung statt und unterhalb der coke-Schicht war die Legierung aufgekohlt, jedoch nur örtlich. Nach dem Entcoken in Luft bei 800°C wurde während der zweiten Auslagerung in der aufkohlenden Atmosphäre sehr viel mehr katalytische coke-Abscheidung beobachtet als in der ersten Auslagerung. Die coke-Bildung wurde verursacht durch die Reduktion der (Fe,Ni,Cr)-Spinelle, die sich in der oxidierenden Atmosphäre bilden. Die Reduktion dieser Oxide führt zur Bildung von feinen (Fe,Ni)-Partikeln, die starke katalytische Aktivität bei der coke-Bildung zeigen. References 1 G. F. Froment, K. B. Bischoff: Chemical Reactor: Analysis and Design, John Wiley and Sons, Inc., 1979. 2 L. F. Albright, R. T. K. Baker (editors): Coke Formation on Metal Surfaces, ACS Symposium Series 202, American Chemical Society, New York, August 27, 1981. 3 L. F. 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