Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Filtern
Dokumenttyp
- Zeitschriftenartikel (3)
- Posterpräsentation (2)
- Buchkapitel (1)
- Beitrag zu einem Tagungsband (1)
- Sonstiges (1)
Referierte Publikation
- nein (8) (entfernen)
Schlagworte
- Alumina (2)
- Aluminiumoxid (2)
- Coating (2)
- Corrosion (2)
- Korrosion (2)
- Martensitic steel (2)
- Sol-Gel (2)
- Sol-gel coating (2)
- Stahl (2)
- Al2O3 (1)
Organisationseinheit der BAM
The suitability of an Al2O3 coating for corrosion protection on X20Cr13 was evaluated in various artificial geothermal brines, focusing on the influence of different pH (4, 6 and 8) and their chemical compositions on the coating properties. All experiments were performed in the laboratory using autoclaves at 150 ◦C and 1 MPa in deaerated condition for 1 and 7 days. Results showed that the pH of geothermal waters is the most detrimental factor in the transformation of ɣ-Al2O3 and its protective abilities. Delaminations were found in the Coating exposed to geothermal brines with pH 4. FTIR spectra indicated a transformation of ɣ-Al2O3 to boehmite AlOOH after exposure to pH 4 and 6, and bayerite Al(OH)3 was formed after exposure to pH 8. Different Crystal structures of the hydrated Al2O3 also contribute to the stability of the coatings, observed by the SEM- EDX of the surface and cross-section of coatings. This study indicated that ɣ-Al2O3 sol-gel coating presents a promising aspect of corrosion protection in geothermal environment with a neutral pH.
Al2O3 coatings are often used as protective layers on steels against electrochemical and high-temperature corrosion because they are chemically inert and stable at elevated temperatures. This study presents preliminary work on the possibilities of using Al2O3 sol-gel coatings for corrosion protection of martensitic stainless steels in geothermal environments. Al2O3 sol-gel coatings were applied on UNS S42000, which is known to be susceptible to uniform and localized corrosion. The coated steel specimens were then tested in two types of artificial geothermal water, which simulate the geothermal fluids found in Sibayak (SBY), Indonesia, and North German Basin (NGB), Germany, respectively. SBY has pH 4 and 1.5 g/L of chloride ions, whereas NGB has a pH of 6 and 166 g/L of chloride ions. All experiments were carried out in autoclaves at 150 °C and 1 MPa under the deaerated condition. Evaluations were performed by investigating the surface profiles of both uncoated and coated steels before and after the corrosion test using a Laser Scanning Microscope (LSM) and Scanning Electron Microscope (SEM). Finally, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) was performed to compare the corrosion resistance of Al2O3 coated steels in SBY and NGB solutions. It was observed from the corrosion test that Al2O3 coatings are more suitable for use in the geothermal water with a higher pH.
All in all, practicing professionals as well as researchers can read this book with pleasure and great benefit. It presents a comprehensive collection of data and practical examples manifested in about 100 graphs, 80 schemes of processes and devices, a manifold of images showing the microstructure of alloys or details of components and several phase diagrams. Tables containing data on commercially available coatings, alloys, compositions of corrosive salts, function of constituents of coatings add further important pieces of information. Thus, this book is a valuable source of information for anyone engaged in work with or research on high temperature coatings.
Alumina thin films
(2016)
This chapter gives an overview over preparation, properties and applications of alumina thin films. The preparation of polymeric and colloidal alumina sols and their deposition on diverse substrate materials with different geometries are described first. Consideration of properties (surface tension, particle size, viscosity, aging of the sols and their optimization by using certain additives) is included, too. A description of post-treatments of the coatings, which initiate phase transformations and also determine their microstructure, completes the part on coating preparation. Data on adhesion, thickness, surface roughness and mechanical, textural as well as optical properties of alumina thin films are provided in a further paragraph. In a third main part experience concerning possible applications, such as (i) membranes for catalysis, separation and filtration, (ii) barrier layers against electrochemical and high temperature corrosion or inter-diffusion of ions between different phases, (iii) mechanical protection, (iv) sensor construction, (v) improvement of optical properties, as well as (vi) achieving water repellency is summarized.
In Kohlekraftwerken mit Oxyfuel-Technologie erfolgt die Verbrennung unter Zufuhr von reinem Sauerstoff. Damit steht für die Abscheidung und Speicherung von CO2 ein Rauchgas mit hohem CO2-Anteil zur Verfügung (CCS-Technologie). Aufgrund dieses Verbrennungsprozesses ändert sich im Wesentlichen die Rauchgaszusammensetzung hin zu hohem H2O- und SO2 -Anteil. Deshalb wurden in verschiedenen Laboratorien kommerzielle Kraftwerksstähle unter den entsprechenden korrosiven Bedingungen getestet. Im Vergleich zur herkömmlichen Verbrennungsmethode zeigten die ferritisch-martensitischen Stähle schon nach 1000 h Auslagerungszeit unter Oxyfuel-Bedingungen eine durch einen deutlich erhöhten Materialverlust gekennzeichnete Korrosion. Eine Möglichkeit um dennoch die Lebensdauer dieser Stähle zu gewährleisten, besteht im Aufbringen geeigneter Schutzschichten auf die Stahloberfläche. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Bewertung von Sol-Gel-Aluminiumoxidschichten als Schutz vor Korrosion in Oxyfuel-Rauchgas-Atmosphäre. Diese wurden auf den warmfesten Stahl X20CrMoV12-1 (X20) mittels der Tauchmethode aufgebracht. Anschließend erfolgte eine Auslagerung der beschichteten Proben für 1000 h bei 600 °C in einer H2O-CO2-O2-SO2 -Atmosphäre.
Im Vergleich zum unbeschichteten Stahl X20 war der Materialverlust des beschichteten Stahls deutlich geringer. Insbesondere konnte durch die Aluminiumoxidschicht der Transport von CO2 und SO2 zur Stahloberfläche verhindert werden.
In Kohlekraftwerken mit Oxyfuel-Technologie erfolgt die Verbrennung unter Zufuhr von reinem Sauerstoff. Damit steht für die Abscheidung und Speicherung von CO2 ein Rauchgas mit hohem CO2-Anteil zur Verfügung (CCS-Technologie). Aufgrund dieses Verbrennungsprozesses ändert sich im Wesentlichen die Rauchgaszusammensetzung hin zu hohem H2O- und SO2 -Anteil. Deshalb wurden in verschiedenen Laboratorien kommerzielle Kraftwerksstähle unter den entsprechenden korrosiven Bedingungen getestet. Im Vergleich zur herkömmlichen Verbrennungsmethode zeigten die ferritisch-martensitischen Stähle schon nach 1000 h Auslagerungszeit unter Oxyfuel-Bedingungen eine durch einen deutlich erhöhten Materialverlust gekennzeichnete Korrosion. Eine Möglichkeit um dennoch die Lebensdauer dieser Stähle zu gewährleisten, besteht im Aufbringen geeigneter Schutzschichten auf die Stahloberfläche. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Bewertung von Sol-Gel-Aluminiumoxidschichten als Schutz vor Korrosion in Oxyfuel-Rauchgas-Atmosphäre. Diese wurden auf den warmfesten Stahl X20CrMoV12-1 (X20) mittels der Tauchmethode aufgebracht. Anschließend erfolgte eine Auslagerung der beschichteten Proben für 1000 h bei 600 °C in einer H2O-CO2-O2-SO2 -Atmosphäre.
Im Vergleich zum unbeschichteten Stahl X20 war der Materialverlust des beschichteten Stahls deutlich geringer. Insbesondere konnte durch die Aluminiumoxidschicht der Transport von CO2 und SO2 zur Stahloberfläche verhindert werden.
In order to reduce CO2 emissions fossil fuelled power stations with high combustion efficiency are being developed. The increase of the operating temperature, a common way to improve combustion efficiency, leads to enhanced corrosion of heat exchange steel tubes in the power plants. Within the framework of the European project “Production of Coatings for New Efficient and Clean Coal Power Plant Materials” (POEMA)", high temperature corrosion protection coatings are now under investigation.
Thin porous sol-gel alumina films are promising candidate coating materials. Coatings were prepared by applying boehmite sols on grinded steel P92 and subsequent heat treatments at temperatures up to 650 °C. Thus a porous layer of worm-like particles was formed consisting of nano-crystallites and amorphous alumina. A dense interface with satisfying adhesion resulted from diffusion of chromium and iron ions out of the steel into the porous coating. However, the film locally exhibited some cracks caused by steep edges in the grinded steel surface. An appropriate substrate pretreatment should avoid this problem.
The protection of the steel relies on the barrier function of the alumina coating and the formation of a dense chromia layer at the steel surface.