The effect of the surface quality of the material on the operational properties of the heating elements
Keywords:
Fe-Cr-Al alloys, oxide film, a heater, heat resistance, durabilityAbstract
Purpose. To improve durability and trouble-free operation of electric furnaces it is required to ensure reliable operation of their most important element - heater. As a material for heating elements heat-resistant steels and alloys shall be used. Extensive application among them find Fe-Cr-Al alloys. To increase durability of the heaters it is required to improve surface quality of the heaters and, consequently, technological and service properties. Methodology. The article describes the main factors which affect the process of formation of dense oxide films, analyzed defects that are observed on the surface of the wire, used for manufacture of heating elements of electric resistance furnaces. It shows that ensuring formation of dense and adherent scale of protective oxide films such as spinels FeO-(AhO3, &2O3) on metal surface, plays an important role in improvement of corrosion resistance. Findings. During the study of the surface layer of wires Х15Ю5, Х20Н80 it was found that on the surface of the metal there were defects formed during the factory production of the wires. The article presents a comparative analysis of the surface of steel wire 03Х23Ю5Т before vapor-plasma discharge treatment and after the treatment which lasted for 30 seconds and 6 minutes. Originality. Researchers have extensively studied the effect of reactive alloying elements Ca, Ce, La, Y, on the properties of protective oxide films: adhesive capasity of the oxide layer, its plasticity and growth rate. However, the relation between quality of the surface of the wire for the heaters and technological, operational properties has not been established. Practical significance. Service life of a furnace before the overhaul is directly connected with the service life of heating elements. Consequently, increasing the service life of the heater is an important issue, both from technical and economical points of view. Necessity for use of joint integrated modification with additional vapor-plasma discharge treatment for improvement of technological and operational properties of Fe-Cr-Al alloys is identified and justified.
References
Влияние алюминия на структуру и физические свойства сплавов Fe-Cr-Al / Н. Б. Пугачева, Е. О. Экземплярова, С. М. Задворкин. // Металлы. - 2006. - № 1. - С. 68 - 75.
Pugacheva N. B., Ekzemplyarova E. O., Zadvorkin S. M. Vliyanie alyuminiya na strukturu i fizicheskie svoystva splavov Fe-Cr-Al [Effect of aluminium on the structure and physical properties of Fe-Cr-Al alloys] // Metally [Russian metallurgy]. - 2006. - Issue № 1. - p. 68 - 75. http://elibrarv.ru/item.asp?id=9189680
Коломбье Л. Нержавеющие и жаропрочные стали / Л. Коломбье, И. Гохман ; пер. с фр. А. М. Ладогина. - М. : Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1958. - 479 с.
Kolomb'ye L., Gokhman I. Nerzhaveyushchie i zharoprochnye stali [Stainless and heat resisting steels]. - Moscow. : Gosudarstvennoe nauchno-tekhnicheskoe izdatel'stvo literatury po chernoy i tsvetnoy metallurgii [Statescientific and technical publishing literature on ferrous and non- ferrous metallurgy publ.], 1958. - 479 p.http://www.twirpx.com/file/1584393/
Меськин В. С. Основы легирования стали / Меськин Вениамин Семенович. - М. : Металлургиздат, 1959. - 688 с.
Mes'kin V. S. Osnovy legirovaniya stali [Fundamentals of steel alloying] / Mes'kin Veniamin Semenovich. - Moscow : Metallurgizdat [Metallurg publ.], 1959. - 688 p.http: //www.twirpx.com/ file/8 99854/
Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий. Ч.2 / [Г. М. Островский, Р. Ш. Абиев, В. М. Александров и др.]. - СПб. : Профессионал, 2006. - 916 с.
Ostrovskiy G. M., Abiev R. Sh., Aleksandrov V. M. and other. Novyy spravochnik khimika i tekhnologa. Protsessy i apparaty khimicheskikh tekhnologiy. Ch.2 [The new handbook chemist and technologist. Processes and apparatus of chemical technologies. Part 2]. - St. Petersburg. : Professional publ.,2006. - 916 p.http://www.naukaspb.ru/spravochniki/ht 6 1.htm
Пат. 2344192 Российская федерация, МПК С 22 С 38/28. Железо-хромо-алюминиевый сплав / Хаттендорф Х., Кольб-Телипс А. ; заявитель и патентообладательТиссенкрупп ФДМ ГМБХ - № 2006141845/02 ; заявл. 23.04. 05 ; опубл. 20. 01. 09 , Бюл № 2
Pat. 2344192 Russian Federation, MPK S 22 S 38/28. Zhelezo-khromo-alyuminievyy splav [Fe-Cr-Al alloy] / Hattendorf H., Kolb-Telieps A. ; inventors and assignees Thyssenkrupp FDM GMBH - № 2006141845/02 ; filed 23. 04. 05 ; publ. 20. 01. 09 , Appl. No 2http://www.fips.ru/cdfi/Fips2009.dll/CurrDoc?SessionKey=2R7J9RGB1VFBE8A8Q9MP&GotoDoc=1&Query=1
Ромашкин А. Н. Влияние неметаллических включений на стойкость стали к коррозии [Электронный ресурс]. - Режим доступа : URL :http://steelcast.ru/corrosion_resestance - Название с экрана.
Romashkin A. N. Vliyanie nemetallicheskikh vklyucheniy na stoykost' stali k korrozii [Effect of non-metallic inclusions on the corrosion resistance of steel] [Electrinic resourse]. - Access mode : URL : http://steelcast.ru/corrosion_resestance - Title screen
Саф’ян П. П. Формування структури та корозійних властивостей поверхневого шару труб відповідального призначення з аустенітних сталей при обробці пароплазмовим розрядом : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : спец. 05.02.01, «Матеріалознавство» / П. П. Саф’ян. - Дніпропетровськ, 2014. - 20 с.
Saf’yan P. P. Formuvannya strukturi ta korozIynih vlastivostey poverhnevogo sharu trub vIdpovIdalnogo priznachennya z austenItnih staley pri obrobtsI paroplazmovim rozryadom [Regularities of structure formation, corrosion resistance properties and surface quality of austenite steel tubes depending on the parameters of steam and plasma charge] : avtoref. dis. na zdobuttya nauk. stupenya kand. tehn. nauk : spets. 05.02.01, «Materialoznavstvo» [candidate of technical sciences degree on the specialty 05.02.01 - science of materials] / P. P. Saf’yan. - DnIpropetrovsk, 2014. - 20 p.http://irbis-nbuv.gov.ua/cgi- bin/irbis64r 81/cgiirbis 64.exe?C21COM=S&I21DBN=EC&P 21 DBN=EC&S21FMT=fullw&S21 ALL='’/(^^(ДЕ^'М ^РСа ф’ян%24<%2E>%29&FT REQUEST=&FT PREFIX=&Z21I D=&S21 STN=1&S21 REF= 10&S21 CNR=20
Семенова И. В. Коррозия и защита от коррозии / Семенова И. В., Флорианович Г. М., Хорошилов А. В. ; подред. И. В. Семеновой — М. : ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 336 с. - ISBN 5-9221-0246-Х.
Semenova I. V. Korroziya i zashchita ot korrozii [Corrosion and corrosion protection] / Semenova I. V., Florianovich G. M., Khoroshilov A. V. - Moscow : FIZMATLIT, 2002. - 336 p.http: //www.twirpx.com/ file/1202750/
Сплавы для нагревателей / [Л. Л. Жуков, И. М. Племянникова, М. Н. Миронова и др.]. - М. : Металлургия,1985. - 144 с.
Zhukov L. L., Plemyannikova I. M., Mironova M. N. and other. Splavy dlya nagrevateley [The alloys for heaters]. - Moscow : Metallurgiya [Metallurgy], 1985. - 144 p.http://www.twirpx.com/file/42617/
Экономлегированные жаростойкие стали для нагревателей термических печей / В. Г. Мищенко, И. Н. Лазечный, В. Ю. Лякишев. // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. - 2010. - № 2. - С. 63 - 68.
Mishchenko V. G., Lazechnyy I. N., Lyakishev V. Yu. Ekonomlegirovannye zharostoykie stali dlya nagrevateley termicheskikh pechey [Economically alloyd high-temperature steels for heat-treatment furnace heaters] // N m materiali і tekhnologu v metalurgu ta mashinobuduvanm [New materials and technologies in metallurgy and mechanical engineering]. -2010. - Issue № 2. - pp. 63 - 68. http://elibrary.ru/item.asp?id=21043966
Diffusion and growth mechanism of AhO3 scales on ferritic Fe-Cr-Al alloys / K. Messaoudi, A. M. Huntz, B. Lesage. // Materials science and engineering: A. - 2000. - № 247. - p. 248-262.http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921509397007119
Spontaneous deformation during the high temperature oxidation of Fe-20Cr-5Al-(0, 0.06)La alloy thin strip / Kee Sun Lee, Kyu Hwan Oh, Hyung Yong Ra. // Materials science and engineering: A. - 2000. - № 278. - p. 77-81. http://elibrary.ru/item.asp?id=12397859
Wrinkling of a-alumina films grown by thermal oxidation. Quantitative studies on single crystals of Fe-Cr-Al alloy / V. K. Tolpygo, D. R. Clarke. // Acta mater. - 1998. - № 46. - p. 5153 - 5166.http://elibrary.ru/item.asp?id=15525270
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
