Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75583
Title: Kinetics of oxide formation on various steel surfaces in the presence of oxygen-nitrogen mixtures
Other Titles: ไคเนติกส์ของการเกิดออกไซด์บนผิวโลหะชนิดต่างๆ ภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจน และไนโตรเจน
Authors: Sarita Weerakul
Advisors: Thirasak Rirksomboon
Steward, Frank R
Other author: Chulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College
Advisor's Email: [email protected]
No information provided
Subjects: Oxides
Metals -- Surfaces
Oxygen
Nitrogen
ออกไซด์
โลหะ -- พื้นผิว
ออกซิเจน
ไนโตรเจน
Issue Date: 2012
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The formation of oxides at 400°C and 90°C with different oxygen concentration conditions on various metal surfaces; carbon steel, stainless steel and nickel-alloy was studied. From 400°C tests of carbon steel surfaces, oxide films were observed in both conditions; the oxide formed on the surfaces which were exposed to an atmosphere with no change in O2 concentration was Hematite. On the surfaces which were exposed to an atmosphere with changing O2 concentration, Magnetite and Hematite were found due to the different conditions of apparatus used. The thickness of the oxide film formed on each membrane was calculated from the weight gained by the membrane and the kinetics of oxide formation on each condition was modelled. From the experiment of carbon steel at 400 °C exposure, the reaction rate was controlled by diffusion of O2 through the oxide layer. The diffusivity of oxygen through the oxide layer, Do2, was calculated from the rate of oxide formation on the surfaces which were exposed to an atmosphere with no change in O2 concentration and was found that Do2= 7.05545 × 10-14m2/s and the parabolic rate, kp =1.089×10-17m2/s. Do2 was used in the prediction of oxide form in the atmosphere with changing O2 concentration. The layer of oxide formed on stainless steel and nickel-alloy surfaces, however, was very thin and the weight gains on these metals were not significant. Carbon steel and stainless steel were also tested at 90°C, weight gains on these membranes were not significant and no oxide films were observed.
Other Abstract: งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการก่อตัวของออกไซด์บนผิวโลหะชนิดต่าง ๆ ที่อุณหภูมิ 400 และ 90 องศาเซลเซียส ตัวอย่างโลหะที่ใช้ได้แก่ เหล็กคาร์บอน (CS A106B) เหล็กสแตนเลส (SS 316) และนิกเกิลอัลลอยด์ (Alloy 625) ในสภาวะที่ความเข้มข้นของออกซิเจนต่าง ๆ จากการศึกษาการก่อตัวของออกไซด์บนเหล็กคาร์บอนที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียสพบว่า ออกไซด์ที่เกิดขึ้นใน สภาวะที่ความเข้มข้นของออกซิเจนคงที่คือฮีมาไทท์ (Fe2O3) ส่วนออกไซด์ที่เกิดขึ้นในสภาวะที่มีการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของออกซิเจนนั้นพบว่ามีทั้ง ฮีมาไทท์ (Fe2O3) และแมกนีไทท์ (Fe3O4) โดยสามารถคำนวนความหนาของชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้นได้จากน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นบนโลหะ ตัวอย่าง เพื่อนำไปใช้ในการสร้างแบบจำลองของอัตราการเกิดออกไซด์บนผิวโลหะแต่ละชนิด ทั้งนี้พบว่าอัตราการเกิดออกไซด์บนผิวเหล็กคาร์บอนที่ 400 องศาเซลเซียสนั้น ถูกควบคุมโดย อัตราการแพร่ของออกซิเจนผ่านชั้นออกไซด์ ได้ทำการคำนวนค่าการแพร่ของออกซิเจนผ่านชั้นออกไซด์และนำไปใช้ในการทำนายอัตราการเกิดของออกไซด์ในสภาวะที่มีการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของออกซิเจน จากการศึกษาการเกิดออกไซด์บนผิวเหล็กสแตนเลสและนิกเกิลอัลลอยด์ พบว่าเกิดชั้นออกไซด์ที่บางมาก โดยไม่มีผลต่อการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักของโลหะตัวอย่างอย่างมี นัยสำคัญ นอกจากนี้ได้ศึกษาการเกิดของออกไซด์บนพื้นผิวเหล็กคาร์บอนและเหล็กสแตนเลสที่ อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส พบว่าไม่มีชั้นออกไซด์เกิดขึ้น และไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนัก ของตัวอย่างอย่างมีนัยสำคัญ
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2012
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Petrochemical Technology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75583
Type: Thesis
Appears in Collections:Petro - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Sarita_we_front_p.pdfหน้าปก สารบัญ และบทคัดย่อ403.82 kBAdobe PDFView/Open
Sarita_we_ch1_p.pdfบทที่ 161.12 kBAdobe PDFView/Open
Sarita_we_ch2_p.pdfบทที่ 21.85 MBAdobe PDFView/Open
Sarita_we_ch3_p.pdfบทที่ 3299.27 kBAdobe PDFView/Open
Sarita_we_ch4_p.pdfบทที่ 42.89 MBAdobe PDFView/Open
Sarita_we_ch5_p.pdfบทที่ 569.87 kBAdobe PDFView/Open
Sarita_we_back_p.pdfบรรณานุกรมและภาคผนวก419.2 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.