کراکینگ یا شکست حرارتی هیدروکربن ها از فرایندهای مهم در صنعت پتروشیمی است. حاصل این فرایند، الفین ها، به ویژه اتیلن و پروپیلن، به عنوان محصولات مطلوب هستند. کک به عنوان یک محصول ناخواسته در فرایند شکست حرارتی بر روی جداره داخلی لوله ها (راکتور) نشست کرده و می تواند راندمان کوره و عمر لوله ها را تحت تأثیر قرار دهد. هدف از این پژوهش، تحقیق در مورد پوشش های لایه نازک آنتی کک جهت استفاده بر روی لوله های(HP40) کوره های کراکینگ می باشد. در این راستا محلول های آلومینیم فسفات غیر استوکیومتری، کرومات لانتانیوم(LaCrO3) و زیرکونات لانتانیوم(La2Zr2O7) بوسیله روش سل- ژل تهیه و بر روی زیر لایه HP40-MA به روش پوشش دهی غوطه وری(Dip Coating) اعمال شدند. جهت بهبود خواص، کروم به ترکیب آلومینیم فسفات غیر استیکومتری و به ترکیبات کرومات لانتانیوم(LaCrO3) و زیرکونات لانتانیوم(La2Zr2O7) کلسیم افزوده شد. برای آنالیز فازی پودرهای سنتز شده و لایه های اکسیدی از آزمون پراش اشعه ایکس(XRD)، به منظور آنالیز حرارتی و مطالعه تبدیل فاز آمورف به کریستالی از روش آزمون وزن سنجی حرارتی و روش کالریمتری تفاضلی(TG-DSC) و جهت بررسی تشکیل و نوع پیوندها از آزمون تبدیل فوریه فرو سرخ(FTIR) استفاده شد. همچنین جهت بررسی مورفولوژی سطح پوشش ها و لایه اکسیدی از میکروسکوپ الکترونی روبشی(FESEM&SEM) به همراه آنالیز طیف سنجی پراکندگی انرژی(EDS) استفاده شد. برای ارزیابی رفتار اکسیداسیون، نمونه ها در درون یک کوره الکتریکی در دمای 1000 درجه سانتیگراد به مدت 100 ساعت قرار داده شدند و اندازه گیری وزنی بطور منظم هر 10 ساعت یک بار انجام شد. خواص آنتی ککینگ نمونه ها با استفاده از تجهیز آزمایشگاهی شبیه سازی شده فرآیند کراکینگ انجام شد. نتایج آزمون اکسیداسیون نشان داد که تغییرات وزن بر حسب زمان برای نمونه بدون پوشش(زیر لایه)، نمونه های پوشش دارآلومینیم فسفات(AP,AP5,AP10) و زیرکونات لانتانیوم(LZ10) از قانون سهموی(پارابولیک) پیروی می کنند. نمونه های پوشش دار از ثابت سرعت سهموی (Kp) و میزان افزایش وزن کمتری درتمام مراحل آزمون برخوردار بودند. بررسی ها نشان داد افزودن کروم به ترکیب غیراستوکیومتری آلومینیم فسفات باعث کاهش پایداری حرارتی فاز آلومینیم فسفات آمورف و در نتیجه کاهش مقاومت به اکسیداسیون این ترکیب شد. تغییرات وزنی نمونه پوشش دار کرومات لانتانیوم(LC20) از قانون لگاریمتی پیروی می کند. همچنین مقایسه مقاومت به اکسیداسیون پوشش ها نشان داد، ترکیب کرومات لانتانیوم(LaCrO3) دارای کمترین نرخ اکسیداسیون نسبت به پوشش های آلومینیوم فسات و زیرکونات لانتانیوم است. نتایج آزمون ککینگ نشان داد، نسبت آنتی ککینگ برای نمونه های پوشش دارآلومینیم فسفات(AP)، کرومات لانتانیوم(LC20) و زیرکونات لانتانیوم(LZ10) به ترتیب 82، 87 و89 درصد است، که نشان دهنده عملکرد آنتی ککینگ خوب نمونه های پوشش دار نسبت زیرلایه بدون پوشش است. همچنین نمونه پوشش دار زیرکونات لانتانیومLZ10) ( عمکلرد بهتری نسبت به نمونه های پوشش دار آلومینیوم فسفات و کرومات لانتانیوم دارا بود. آزمون خراش جهت ارزیابی چسبندگی نمونه ها استفاده شد. پوشش آلومینیوم فسفات(AP) از استحکام چسبندگی بهتری نسبت به پوشش های زیرکونات لانتانیوم و کرومات لانتانیوم برخودار بود.
واژه های کلیدی: لایه نازک، پوشش ضد کک، اکسیداسیون دما بالا، آلومینیوم فسفات، زیرکونات لانتانیوم، کرومات لانتانیوم، آزمون خراش