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Improving the corrosion resistance of ferritic-martensitic steels at 600 °C in molten solar salt via diffusion coatings

Meißner, Tobias und Oskay, Ceyhun und Bonk, Alexander und Gregoire, Benjamin und Donchev, Alexander und Solimani, Ali und Galetz, Mathias C. (2021) Improving the corrosion resistance of ferritic-martensitic steels at 600 °C in molten solar salt via diffusion coatings. Solar Energy Materials and Solar Cells, 227. Elsevier. doi: 10.1016/j.solmat.2021.111105. ISSN 0927-0248.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0927024821001471?via%3Dihub

Kurzfassung

Molten salt corrosion in the receiver’s piping system and storage tanks is still one of the major drawbacks of concentrated solar power (CSP) plants and is currently covered by using expensive high-alloyed steels or Ni-base alloys. The employment of cheaper structural materials combined with protective coatings is an attractive alternative to increase cost-efficiency. The present study investigates the corrosion resistance of three different coatings (a pure Ni, a Cr and a combined Ni+Cr coating) deposited on ferritic-martensitic X20CrMoV12-1 steel during isothermal immersion in molten solar salt in comparison to uncoated Ni-base alloy Haynes 230. Exposure tests were conducted at 600°C for up to 1000 h. To identify the individual role of the main elements, exposure tests of pure Fe, Ni and Cr were undertaken as well. In addition to the crosssectional investigations via light-optical microscopy and EPMA, X-ray diffraction measurements were conducted to identify the corrosion products. These were complemented by weight change measurements and chemical analysis of the salts after the exposure tests. The study reveals differences between the corrosion behaviour of the different coating approaches, which is discussed as a function of coating composition and degradation mechanisms. Whereas pure Cr or pure Ni coatings offer hardly any improved protection of the uncoated X20CrMoV12-1 substrate, the combined Ni+Cr coating performs very well and improves the scaling behaviour of X20CrMoV12-1 significantly. The outcome highlights the correlation between the solubility of the pure metals Fe, Ni and Cr in molten solar salt and the corrosion resistance of the investigated coatings

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/142398/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Improving the corrosion resistance of ferritic-martensitic steels at 600 °C in molten solar salt via diffusion coatings
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Meißner, TobiasDechema ForschungsinstitutNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Oskay, CeyhunDechema ForschungsinstitutNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bonk, AlexanderAlexander.Bonk (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0676-7267NICHT SPEZIFIZIERT
Gregoire, BenjaminDechema ForschungsinstitutNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Donchev, AlexanderDechema ForschungsinstitutNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Solimani, AliDechema ForschungsinstitutNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Galetz, Mathias C.Dechema FoschungsinstitutNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 April 2021
Erschienen in:Solar Energy Materials and Solar Cells
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:227
DOI:10.1016/j.solmat.2021.111105
Verlag:Elsevier
ISSN:0927-0248
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Concentrated solar power (CSP), Salt chemistry, Molten nitrate corrosion, Ferritic-martensitic steel, Diffusion coatings, Nickel electroplating
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Speicher
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Bonk, Alexander
Hinterlegt am:20 Jul 2021 14:20
Letzte Änderung:04 Dez 2023 12:44

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