حماية طابوق افران المصافي النفطية باستعمال طلاءات من متراكبات زجاج-زركونا النانوية
DOI:
https://doi.org/10.52716/jprs.v12i1(Suppl.).629الكلمات المفتاحية:
الطلاء السيراميكي، الفرت الزجاجي، الزركونيا المستقرة جزئياً، أوكسيد الزركونيوم، الطابوق الناري.الملخص
تعتبر عملية طلاء السطوح السيراميكية او الحرارية احد الوسائل المتبعة للمحافظة على الجسم السيراميكي من التأثيرات الكيمياوية الناتجة من ظروف التشغيل، خصوصا في تطبيقات تتضمن انبعاث غازات حامضية مثل افران وحدات تكرير المشتقات النفطية. تم استعمال خليط مادة الفرت الزجاجيGlass frit واطئ الانصهار وتدعيمة بمساحيق نانوية من الزركونيا والزركونيا المثبتة جزئياً باليتيريا (3Y-PSZ) بإضافات مختلفة 10 wt%, 5wt% كذلك اضافة الالومينا النانوية لنفس نسبة الاضافة. استعمل الطابوق الحراري متوسط الالومينا المستخدم في تبطين افران وحدات التكرير كأساس يتم طلاءه. بعد اجراء عمليات الخلط وتحضير عالق متجانس بوجود الماء، اجريت عملية الطلاء ومن ثم التجفيف والحرق لغاية التزجيج بدرجة حرارة 850 oC. اجريت الفحوصات التركيبية لطبقة التزجيج باستخدام حيود الاشعة السينية وتبين ان طبقة الفرت الزجاجي تحولت الى خليط من الزجاج السيراميكي (الزجاج المتبلور) وتتضح التراكيب البلورية للمساحيق النانوية بشكل واضح. اما خشونة السطح فقد كانت قيمها منخفضة للفرت المضاف اليه 5wt% من (3Y-PSZ) كذلك الفرت المضاف اليه 10%wt من (3Y-PSZ مع 5wt% الومينا. كذلك اظهرت جميع العينات مقاومة كيميائية واضحة ضد الحوامض ومنها حاض H2SO4 المركز. اما مقاومة الصدمة الحرارية فقد تباينت لخلطات التزجيج ولكنها كانت جيدة للعينات المزججة بالفرت مضاف اليه 10%wt من (3Y-PSZ مع 5wt% الومينا كذلك باضافة السليكات الى الخليط، وتعتبر هذه الخلطات الافضل في طلاء سطوح الحراريات متوسطة الالومينا.
المراجع
Cardarelli, F., 2008. Ceramics, refractories, and glasses. Materials handbook: a concise desktop reference, pp.593-689.
Mahapatra, M.K., 2020. Review of corrosion of refractory in gaseous environment. International Journal of Applied Ceramic Technology, 17(2), pp.606-615.
Sengupta, P., 2020. Refractories for the Chemical Industries. Springer International Publishing AG.
Schacht, C. ed., 2004. Refractories handbook (Vol. 178). CRC Press.
Casasola, R., Rincón, J.M. and Romero, M., 2012. Glass–ceramic glazes for ceramic tiles: a review. Journal of Materials Science, 47(2), pp.553-582.
Bou, E., Moreno, A., Escardino, A. and Gozalbo, A., 2007. Microstructural study of opaque glazes obtained from frits of the system: SiO2-Al2O3-B2O3-(P2O5)-CaO-K2O-TiO2. Journal of the European Ceramic Society, 27(2-3), pp.1791-1796.
Plesingerova, B. and Kovalcikova, M., 2003. Influence of the thermal expansion mismatch between body and glaze on the crack density of glazed ceramics. Ceramics-Silikáty, 47(3), pp.100-107.
Hopper, R., 2008. The Ceramic Spectrum: A Simplified Approach to Glaze & Color Development, Second Edition. American Ceramic Society Company.
Romero, M., Padilla, I., Contreras, M. and López-Delgado, A., 2021. Mullite-Based Ceramics from Mining Waste: A Review. Minerals, 11(3), p.332.
Martín-Márquez, J., Rincón, J.M. and Romero, M., 2010. Mullite development on firing in porcelain stoneware bodies. Journal of the European Ceramic Society, 30(7), pp.1599-1607.
Chargui, F., Hamidouche, M., Belhouchet, H., Jorand, Y., Doufnoune, R. and Fantozzi, G., 2018. Mullite fabrication from natural kaolin and aluminium slag. boletín de la sociedad española de cerámica y vidrio, 57(4), pp.169-177.
Li, W., Li, J., Wu, J. and Guo, J., 2003. Study on the phase-separated opaque glaze in ancient China from Qionglai kiln. Ceramics international, 29(8), pp.933-937.
Wan, W., Feng, Y., Yang, J., Bu, W. and Qiu, T., 2016. Microstructure, mechanical and high-temperature dielectric properties of zirconia-reinforced fused silica ceramics. Ceramics International, 42(5), pp.6436-6443.
Sheikhattar, M., Attar, H., Sharafi, S. and Carty, W.M., 2016. Influence of surface crystallinity on the surface roughness of different ceramic glazes. Materials Characterization, 118, pp.570-574.
Sinex, S.A., Halpern, J.B. and Johnson, S.D., 2017. General Chemistry for Engineers in the 21st Century: A Materials Science Approach. MRS Advances, 2(31), pp.1629-1634.
Li, K., Wang, D., Chen, H. and Guo, L., 2014. Normalized evaluation of thermal shock resistance for ceramic materials. Journal of Advanced Ceramics, 3(3), pp.250-258.
Zaidan, S.A., 2017. Improvement the Chemical Resistance of Furnaces Bricks for Petroleum Refineries by ZrO2-Nano-Glass-Ceramic Coated. Engineering and Technology Journal, 35(10 Part A).
Cui, K., Zhang, Y., Fu, T., Wang, J. and Zhang, X., 2020. Toughening mechanism of mullite matrix composites: A Review. Coatings, 10(7), p.672.
التنزيلات
منشور
كيفية الاقتباس
إصدار
القسم
