Investigation of Materials for Use in Exhaust Gas Condensate Environment with Focus on EGR systems

Detta är en Uppsats för yrkesexamina på avancerad nivå från Umeå universitet/Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

Författare: Andreas Olofsson; [2012]

Nyckelord: ;

Sammanfattning:

EGR (Exhaust Gas Recirculation) ar en teknik som anvands for dieselmotorer, for

att mota de hart satta utslappskraven for kvaveoxider. EGR fungerar genom att en del

av avgaserna aterfors till cylindrarna. Avgaserna gor sa att den maximala forbranningstemperaturen

sanks, vilket kraftigt reducerar bildandet av kvaveoxider. Dieselavgaser inneh

aller framst

CO2, NOx, SO2 och H2O och innan avgasernaaterfors till cylindrarna kyls

de ner. Detta leder till att det bildas ett korrosivt kondensat, eftersom de amnen som nns

i avgaserna bland annat kan bilda svavel- och salpetersyra.

Pa grund av detta korrosiva kondensat maste material i EGR systemet vara korrosionsbest

andigt och materialkraven forvantas oka i takt med utslappskraven. I framtiden kan

det innebara att mer korrosionsbestandigt material maste anvandas.

Detta examensarbete undersoker gropfratningsmotstandet foratta olika rostfria stal och

for tva aluminiumlegeringar i syntetiskt avgaskondensat. Dessutom inkluderades tva ytbehandlingar;

anodisering av en aluminiumlegering samt nitrering av ett martensitiskt rostfritt

stal. Malet ar att kartlagga vilka material som ar lampliga att anvanda i avgaskondensatmilj

o.

Fem olika syntetiska avgaskondensat med olika halter av svavelsyra, salpetersyra och

klorider, valdes ut for elektrokemisk matning. Tva olika pH-nivaer, 2.5, 1.5, inkluderades

samt tre olika halter, 32 ppm, 200 ppm, 3300 ppm, av klorider. Testtemperaturen valdes

till 60

oC, eftersom det ar den temperaturen som fortfarande kan forvantas producera betydlig

mangd avgaskondensat i EGR systemet. Anodisk polarisation ansags som den mest

lampade elektrokemiska metoden for att na examensarbetets mal.

Erhallna resultat visar att de tva aluminiumlegeringarna och det martensitiska rostfria

stalet ar utsatta for generell korrosion och gropfratning vid pH 2.5. Medan de austenitiska,

ferritiska och duplexa rostfria stalen uppvisar bra korrosionsbestandighet mot bada dessa

korrosionstyper. Att sanka pH fran 2.5 till 1.5 kunde inte ses oka risken for gropfratning for

de austenitiska, ferritiska och duplex rostfria stalen.

En kloridhalt av 0.33 vikt% okade markant risken for gropfratning, speciellt for de

austenitiska rostfria stalen. Vid pH 1.5 och hoga halter av klorider klarar sig duplexstalen

bast.

Anodisering av aluminium ses initialt ge ett forbattrat korrosionsskydd vid pH 2.5, men

det observerades att det anodiserande oxidskiktet utsattes for kontinuerlig upplosning. Efter

12 timmar var oxidskiktet sa kraftigt upplost att dess skyddande eekt var forsumbar. Aluminium

kan darfor inte rekommenderas till anvandning i EGR kondensat miljo.

Nitrering av det martensitiska stalet kunde inte ses paverka materialens korrosionsegenskaper.

Men anodisk polarisation ar inte en lamplig metod att anvanda for att studera

generell korrosion, darfor rekommenderas fortsatta undersokningar vid antingen en hogre

pH-niva eller med en annan lamplig metod.

Gropfratningsmotstandet for de testade rostfria stalen i kondensat med hoga kloridhalter

vid 60

oC foljer sekvensen 1.4301<1.4521<1.4404<duplex 2304<duplex LDX2404<duplex

2205. Det ar tydligt att duplex stalen har battre motstand mot gropfratning vid laga

pH-nivaer och hoga kloridhalter. Med tanke pa driftforhallandena i EGR-systemet och pa

legeringskostnader ar det lampligt att overvaga duplexa stal for anvandning i EGR-systemet.

  HÄR KAN DU HÄMTA UPPSATSEN I FULLTEXT. (följ länken till nästa sida)