VTT:n tutkijoiden uudessa tutkimuksessa selvitettiin, miten erilaiset teräkset kestävät pitkäaikaista altistusta ammoniakille korkeissa lämpötiloissa. Tutkimus tuottaa uutta tietoa materiaalien valintaan tulevaisuuden polttomoottoreihin, joissa käytetään ammoniakkia polttoaineena.

​

Fuel-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa tarkasteltiin kolmea erilaista kaupallista terästä, jotka altistettiin ammoniakkia sisältäville kaasuseoksille 400 °C ja 500 °C lämpötiloissa jopa tuhannen tunnin ajan. Tutkimuksessa selvitettiin nitrautuneiden terästen vaurio- ja korroosiomekanismeja yhdistämällä laajaa materiaalikarakterisaatiota termodynaamiseen mallinnukseen. Nitrautuminen on korkean lämpötilan korroosion muoto, joka on seurausta typen liukenemisesta teräksen pintaan.

​

Keskeiset havainnot:

​

• Kaikki kolme terästä nitrautuivat, mutta terästen koostumus ja lämpötila määrittelivät nitrautumisen mekanismin ja laajuuden.

• Alhaisemman seostuksen teräksiin muodostui kova ja hauras nitridikerros, joka oli huokoinen ja halkeileva. Nitrautuminen oli voimakkaampaa 500 °C:ssa kuin 400 °C:ssa.

• Ruostumaton teräs nitrautui eri mekanismilla: 400 °C:ssa nitrautuminen oli voimakasta, kun taas 500 °C:ssa muodostui suojaava krominitridikerros.

• Tulokset osoittavat, että sekä seoskoostumuksella, erityisesti kromipitoisuudella, että lämpötilalla on ratkaiseva vaikutus nitrautumiseen ammoniakkiympäristössä.

​

Tulokset korostavat huolellisen materiaalivalinnan merkitystä ammoniakkipolttomoottoreissa, joita voidaan hyödyntää meriliikenteen hiilidioksidipäästöjen alentamiseen. Luotettavien materiaaliratkaisujen kehittäminen ammoniakkipolttomoottoreihin vaatii ymmärrystä erilaisten terästen korroosio-ominaisuuksista ammoniakissa pitkäaikaisessa altistuksessa.

​

Tutkimusta rahoittivat Business Finlandin, hankkeeseen osallistuvien yritysten ja VTT:n rahoittama MASCOT-projekti sekä Strategisen tutkimuksen neuvoston JustH2Transit-projekti.

​

Lue avoimesti saatavilla oleva artikkeli:

​

Ojasalo, S., Antikainen, A., Nandy, S., Nurmi, V., Bojinov, M., Karastoyanov, B., and Huttunen-Saarivirta, E (2026). High-temperature corrosion of steels by nitridation in ammonia: Degradation mechanisms and comparison between steel grades. Fuel, 419, 138872.