본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

고온의 대기 및 SO2 가스환경 하에서 AISI 304강의 산화 및 부식 특성

Oxidation and corrosion characteristics of AISI 304 steel under atmospheric and SO2 gas environments at high-temperatures

김성종|정광후
한국마린엔지니어링학회 (The Korean Society of Marine Engineering)|2018.09|한국마린엔지니어링학회지 (Journal of Advanced Marine Engineering and Technology)|제42권 제7호|pp. 554-559|DOI https://doi.org/10.5916/jkosme.2018.42.7.554

1

조회

0

다운로드

2

인용

0

참고문헌

키워드

Corrosion characteristics부식특성고온SO2 가스AISI 304High-temperatureSO2 gas
주제분류기계공학

초록

본 연구에서는 650 ℃의 76%N2 + 6%O2 + 16%CO2 + 2%SO2 가스환경 하에서 AISI 304 스테인리스강의 고온부식 특성을 평가하였다. SO2 가스환경에 대한 실험조건(온도)과 비교 데이터 확보하기 위해, 550 ℃와 650 ℃의 대기 환경에서 AISI 304에 대한 고온 산화특성을 선행적으로 평가하였다. 각 실험 조건에서 부식된 시험편의 평가는 무게증가량, 주사전자현미경, 에너지분산형 분광분석법, 그리고 X선 회절분석법으로 실시하였다. SO2 가스환경에서 부식된 AISI 304는 대기환경 대비 매우 빠른 부식속도를 나타냈다. 또한, Cr2O3, Fe-rich 산화물 및 MnCr2O4이 혼재된 산화 스케일은 모재와의 밀착성이 불량하여 쉽게 박리되었다.

Abstract

This study investigated to the corrosion characteristics of AISI 304 steel under 76%N2 + 6%O2 + 16%CO2 + 2%SO2 gas environment at 650 ℃. To obtain the experimental condition(temperature) and comparative data for the SO2 gas environment, the corrosion characteristics of AISI 304 were firstly investigated at 550 and 650 ℃ atmospheres. Specimens corroded under each experimental conditions were characterized by weight gain, scanning electron microscope, energy dispersive spectroscopy, and X-ray diffraction. The AISI 304 steel exhibited a faster corrosion rate in the SO2 gas environment than in the atmospheric environment. Moreover, the oxide scales consisting primarily of Cr2O3, Fe-rich oxide, and MnCr2O4 were non-adherent and susceptible to cracking.

참고문헌 (22)

  1. A. S. Khanna, "Degradation of mechanical properties of materials at high temperatures in corrosive environments, High Temperature Corrosion" (2016), World Scientific
  2. E. J. Williams, "Emissions of NOx, <TEX>$SO_2$<", TEX>, CO, and HCHO from commercial marine shipping during Texas Air Quality Study (TexAQS) 2006, 2009, pp.114(D21), D21306~
  3. 남정길, "Cu-Chabazite SCR Catalysts의 황 피독 및 탈황에 의한 NOx 저감성능에 관한 연구", 한국마린엔지니어링학회지, 37(8), pp.855~861 (2013), 한국마린엔지니어링학회[DOI]
  4. 류영현, "선박용 디젤엔진의 NOx를 저감하기 위한 습식 배기가스 처리기술 적용에 관한 실험적 연구", 한국마린엔지니어링학회지, 41(3), pp.216~221 (2017), 한국마린엔지니어링학회[DOI]
  5. 이형민, "정속항해 시 함정 주 추진 디젤엔진의 배기가스 배출량 예측", 한국마린엔지니어링학회지, 36(6), pp.788~793 (2012), 한국마린엔지니어링학회[DOI]
  6. Muhammad Ali Abro, "High Temperature Corrosion of Hot-Dip Aluminized Steel in Ar", 1%SO2 Gas, 2017, pp.23(1), 92~97[DOI]
  7. B. C. Choi, "The influence of carbon additions on the high temperature sulfidation behavior of iron-aluminum alloy in <TEX>$SO_2$<", TEX> atmosphere, 1988, pp.17(4), 203~216
  8. H. H. R. Ong, "A feasibility model for marine engines using alternative fuels with the emphasis on cost", earining and emission figures, 2011, ~
  9. M. Yahyaoui, "The use of LNG as aviation fuel combustion and emission", 13th International Energy Conversion Engineering Conference, pp.3730~ (2015)
  10. "LNG as marine fuel"[URL]
  11. A. J. Cutler, "External corrosion in coal-fired boilers: assessment from laboratory data", Corrosion Science, 21(11), pp.789~800 (1981)[DOI]
  12. P. Viklund, "Superheater Corrosion in Biomass and Waste Fired Boilers: Characterisation, Causes and Prevention of Chlorine-Induced Corrosion", pp.2013
  13. Thuan Dinh Nguyen, "STS 304 스테인리스강의 대기중 1050~1200˚C, 1시간 동안의 산화", 대한금속·재료학회지, 47(4), pp.235~241 (2009), 대한금속·재료학회
  14. K. Chandra, "High temperature oxidation of 9-12% Cr ferritic", martensitic steels under dual-environment conditions, 2018, pp.53(S1), 27~33
  15. J. Botella, "Comparison of the high-temperature oxidation of 17Cr-2Ni and 18Cr-8Ni austenitic stainless steels at 973 K", Oxidation of Metals, 49(3-4), pp.297~324 (1998)[DOI]
  16. A. M. Huntz, "Oxidation of AISI 304 and AISI 439 stainless steels", Materials Science and Engineering: A, 447(1-2), pp.266~276 (2007)[DOI]
  17. 이동복, "Fe-16Cr-6Ni-6Mn-1.7Mo 스테인리스 합금의 700~900℃에서의 대기중 산화", 대한금속·재료학회지, 49(2), pp.153~160 (2011), 대한금속·재료학회
  18. A. J. Denny, "Principles and Prevention of Corrosion" (2011), Prentice Hall
  19. S. R. J. Saunders, "The oxidation behaviour of metals and alloys at high temperatures in atmospheres containing water vapour: A review", Progress in Materials Science, 53(5), pp.775~837 (2008)[DOI]
  20. J. Xiao, "Influence of humidity on high temperature oxidation of Inconel 600 alloy: Oxide layers and residual stress study", Applied Surface Science, 284, pp.446~452 (2013)[DOI]
  21. C. Yu, "Sulfur effect on corrosion behavior of Fe-20Cr-(Mn, Si) and Fe-20Ni-20Cr-(Mn, Si) in <TEX>$CO_2-H_2O$<", TEX> at <TEX>$650^{\circ}C$<, Journal of The Electrochemical Society, pp.2016, 163(3)[DOI]
  22. 최정호, "Fe-(2, 9, 11)% Cr 강의 고온 SO2가스 부식거동", 대한금속·재료학회지, 45(11), pp.615~621 (2007), 대한금속·재료학회

관련 논문AI추천

SO2 가스 환경 하에서 1.25Cr-0.5Mo 강의 부식 및 강도 저하 특성김성종, 정광후한국표면공학회 · 한국표면공학회지2018 · 제51권 제3호650°C 의 SO2 가스 환경 하에서 T22와 T92 강의 고온 부식특성김성종, 정광후한국재료부식학회 · CORROSION SCIENCE AND TECHNOLOGY2019 · 제18권 제6호하수슬러지-(SO2-O2-H2O-bal. CO2) 혼합 가스 분위기에서 Fe-Cr 강의 고온부식거동 연구김민정, 박주창, 유인선한국표면공학회 · 한국표면공학회지2020 · 제53권 제2호650 ℃의 10%O2+10%CO2 가스 환경에서 2.25Cr-1Mo강의 산화특성에 미치는 KCl(s)과 K2SO4(s)의 영향김성종, 정광후한국재료부식학회 · CORROSION SCIENCE AND TECHNOLOGY2020 · 제19권 제1호650 ℃의 N2-O2-CO2 가스환경 하에서 Fe-1.5Cr-0.5Mo 강의 산화 및 기계적 물성치에 미치는 KCl 침적의 영향김성종, 정광후한국마린엔지니어링학회 · 한국마린엔지니어링학회지2019 · 제43권 제1호STS 316L 소결체의 대기중 고온산화 거동김혜성, 박동규, 안인섭, 이종필한국분말재료학회 · 한국분말재료학회지2013 · 제20권 제6호

이 간행물의 다른 논문 (15건)

LNG운반선 적용을 위한 고체산화물형 연료전지(SOFC) 시스템 모델링김명환, 김시원, 박상균pp. 512-517전자식과 온도식 팽창밸브를 적용한 히트펌프의 증발기 열원수 온도 변화에 따른 성능 비교하수정, 최대호, 최광환, 손창효, 전민주, 윤정인, 이상봉, 박성현pp. 518-523LNG 연료 추진선박의 LNG 냉열을 이용한 유기랭킨사이클의 성능 분석강호근, 임태우, 이윤혁, 최용석pp. 524-530플럭스코어드와이어의 용접특성 예측을 위한 탄력적 오류역전파 신경망 모델에 관한 연구박주용, 서범수pp. 531-538디스크 레이저를 이용한 순 타이타늄의 비드용접시 비드색에 따른 용접특성김종도, 송무근, 김지성, 박수한pp. 539-545
원문 보기