Hastelloy C276 prieš C22: kaip pasirinkti cheminę įrangą?

Daugumai agresyvių mišrių-rūgščių ar oksiduojančių cheminių medžiagų,Hastelloy C22siūlo puikų atsparumą korozijai-. Mažinant rūgščią aplinką -, pvz., druskos rūgštį, šlapią vandenilio chloridą ir sieros rūgštį -, ir taikant programas, kurioms reikalingas ilgalaikis- veiksmingumas lauke, C-276 išlieka pramonės etalonu. Skaitykite toliau, kad gautumėte visą duomenimis pagrįstą palyginimą.

Įvadas

Cheminio perdirbimo gamyklos yra priešiška aplinka. Rūgštys, chloridai, oksidatoriai ir aukšta temperatūra pažeidžia paprastus metalus per kelias valandas. Netinkamo šilumokaičio, reaktoriaus indo ar maišytuvo lydinio parinkimas reiškia koroziją{2}}sukeliamus nuotėkius, produktų srautų užteršimą, brangius išjungimus ir -, blogiausiu atveju, - katastrofiškus saugos incidentus.

Hastelloy C276ir C22 yra du plačiausiai pasaulyje nikelio pagrindu pagaminti lydiniai, skirti labai koroziniam naudojimui. Abu produktus gamina Haynes International ir jiems taikomi pagrindiniai ASTM ir ASME standartai. Abu pasižymi žymiai geresniu atsparumu korozijai nei nerūdijantis plienas. Tačiau jie nėra keičiami - kiekvienas turi skirtingą cheminę struktūrą, todėl geriau tinka konkrečioms aplinkoms.

Šiame vadove palyginami C-276 ir C-22 pagal visus cheminės įrangos dizaineriui svarbius matmenis: sudėtį, atsparumą korozijai, mechanines savybes, suvirinamumą, taikomus standartus ir bendras nuosavybės išlaidas.

Hastelloy C276 ir C22: skirtumas

Toliau pateiktoje lentelėje pateikiama tiesioginė dviejų lydinių apžvalga-prie-, atsižvelgiant į svarbiausius-parametrus.

Pastaba:PREN=Atsparumo įbrėžimams lygiavertis skaičius (didesnis=atsparesnis). Vertės yra orientacinės; patvirtinkite pagal esamas ASTM / EN specifikacijas.

Cheminė sudėtis

Pagalvokite apie lydinio sudėtį kaip apie jo receptą. Kiekvienas elementas atlieka tam tikrą vaidmenį. Suprasdami šį receptą, - prieš vieną korozijos bandymą - sužinosite, kur kiekvienas lydinys veiks gerai ir kur jam bus sunku.

Pastaba:Sudėtis pagal ASTM B575 (plokštė / lapas). Vamzdžių (ASTM B622), strypų (ASTM B574) ir jungiamųjų detalių (ASTM B366) diapazonai gali šiek tiek skirtis.

Pagrindinė sudėties įžvalga:C-276 naudoja daugiau molibdeno (iki 17%), kad dominuotų redukuojant rūgščią aplinką. C-22 naudoja daugiau chromo (iki 22,5 %), kad puikiai veiktų oksiduojančioje ir mišrioje rūgščių aplinkoje. Šis vienintelis kompromisas yra pagrindinė beveik visų dviejų lydinių veikimo skirtumų priežastis.

Atsparumas korozijai: aplinka-pagal-aplinkos palyginimą

Druskos rūgštis (HCl) - Redukuojanti aplinka

Vandenilio chlorido rūgštis yra viena iš agresyviausių cheminio apdorojimo terpių -, naudojamų marinavimui, pH kontrolei, mineralų ekstrahavimui ir organinei cheminei sintezei. Tai redukuojanti rūgštis, tai reiškia, kad ji aktyviai atakuoja daugumos metalų pasyviąją plėvelę.

Pastaba:Korozijos greičio duomenys iš Haynes International paskelbė korozijos duomenis. Faktiniai rodikliai skiriasi priklausomai nuo aeracijos, greičio ir teršalų. Mažesni nei 0,13 mm per metus rodikliai laikomi puikiais; 0,13–0,51 mm/metai labai gerai; 0,51–1,27 mm/metus priimtinas.

Verdiktas - HCl paslauga:C-276 yra tinkamiausias lydinys, naudojamas druskos rūgštyje, ypač kai koncentracija viršija 5 % ir aukštesnėje temperatūroje. Jo didesnis molibdeno kiekis suteikia reikšmingą korozijos greičio pranašumą.

Sieros rūgštis (H₂SO₄) - redukuojama į mišrią

Sieros rūgšties elgesys yra sudėtingas: praskiestas H2SO₄ redukuoja; koncentruotas H₂SO₂ oksiduojasi. Kryžminimas vyksta maždaug 60–70% koncentracijos. Abu lydiniai gerai veikia didžiojoje šio diapazono dalyje, tačiau turi didelių skirtumų kraštutiniais atvejais.

Pastaba:Mišriuose rūgščių srautuose, kuriuose yra ir H2SO₄, ir HCl (įprasta apdorojant chloro-šarmus ir mineralus), C-22 paprastai pranoksta C-276.

Azoto rūgštis (HNO₃) - Oksiduojanti aplinka

Azoto rūgštis stipriai oksiduojasi. Oksiduojančiose rūgštyse chromas yra svarbiausias apsauginis elementas -, nes chromas oksiduojančiomis sąlygomis sudaro labai stabilią oksido plėvelę. Čia C-22 22 % chromo kiekis suteikia aiškų pranašumą prieš 15,5 % C-276.

Verdiktas - Azoto rūgšties paslauga:C-22 yra žymiai pranašesnis už C-276 azoto rūgštyje, esant visoms koncentracijoms. C-276 mažesnis chromo kiekis lemia daug didesnį korozijos greitį koncentruotame HNO3. Įrangai, tvarkančiai azoto rūgštį – reaktoriams, kondensatoriams, talpykloms – C-22 yra standartinė specifikacija.

Fosforo rūgštis (H3PO4)

Fosforo rūgštis plačiai naudojama trąšų gamyboje, maisto perdirbime ir paviršiaus apdorojimui. Jame gali būti halogenidų priemaišų (fluoridų, chloridų), kurios labai veikia lydinio veikimą.

Įdubimai, įtrūkimai ir vietinė korozija

Chlorido{0}}turinčioje aplinkoje - jūros vanduo, sūrymas, baliklis ir daugelis pramoninių procesų srautų - vietinė korozija (duobės ir plyšių atsiradimas) yra didesnė rizika nei vienoda korozija. Net ir maža duobė kraujagyslės sienelėje per mėnesius gali išaugti iki sienelės defekto.

Atsparumo įdubimui lygiavertis skaičius (PREN) pateikia bendrą atsparumo chlorido įdubimui matą:

PREN=%Cr + 3.3(%Mo) + 1.65(%W) + 30(%N)

Pastaba:Nors C-276 apskaičiuotas PREN yra šiek tiek didesnis, C-22 pranašesnis suvirinimo šilumos paveiktos zonos (HAZ) atsparumas reiškia, kad jis yra geresnis nei tikroji suvirinta įranga, veikiama chloridų.

Kritinis niuansas:PREN yra apskaičiuotas indeksas, pagrįstas sudėtimi. Suvirintoje įrangoje -, kuri apibūdina beveik visus realaus-pasaulio cheminius indus - C-22, pasižymintis puikiu karščio paveiktos zonos atsparumu korozijai, todėl jis yra geresnis praktiškas chloridinėje aplinkoje, nors jo PREN yra šiek tiek mažesnis.

Suvirinimo karštis{0}}Paveiktos zonos (HAZ) korozija - C-22 pranašumas

Kai suvirinamas bet koks lydinys, suvirinimo šiluma laikinai pakeičia metalo mikrostruktūrą, esančią greta suvirinimo rutulio - šilumos{1}}veikiamos zonos. Kai kuriuose lydiniuose tai sukelia karbido nusodinimą ties grūdelių ribomis, todėl susidaro chromo -sumažėjusios zonos, kurios pirmiausia rūdija.

C-22 buvo specialiai sukurtas siekiant sumažinti HAZ jautrumą. Laboratoriniai ir lauko duomenys nuosekliai rodo, kad kaip -suvirintas C-22 HAZ korozijos greitis yra beveik identiškas netauriojo metalo. Suvirintas C-276, nors ir vis dar labai geras, rodo žymiai didesnį skirtumą tarp netauriųjų metalų ir HAZ korozijos greičio.

Cheminei įrangai, kuri turi būti naudojama kaip -suvirintos būklės - be po-suvirinimo tirpalo atkaitinimo -, tai dažnai yra lemiamas veiksnys nustatant C-22.

Mechaninės savybės

Abu lydiniai užtikrina puikų mechaninį našumą slėginiams indams ir vamzdynams. Skirtumai yra nedideli, bet į juos verta atkreipti dėmesį, kai kuriama aukšto-slėgio arba aukštesnės temperatūros stiprumas.

Pastaba:Minimalios plokštės/lapo ASTM B575 vertės. C-22 minimali takumo riba - yra šiek tiek didesnė, naudinga projektuojant aukšto slėgio reaktorių. Vertės esant aukštai temperatūrai yra apytikslės iš paskelbtų duomenų lapų.

Taikomi standartai ir ASME kodo priėmimas

Abiem lydiniams taikomas išsamus gaminių standartų rinkinys ir ASME katilų ir slėginių indų kodeksas - yra esminis reikalavimas slėginiams indams ir šilumokaičiams reguliuojamose pramonės šakose visame pasaulyje.

Pastaba:Visada patvirtinkite atitinkamą kiekvieno standarto leidimą pagal savo inžinerines specifikacijas. Slėginio indo projektavimui taip pat reikalingi taikomi ASME kodo atvejai ir leistinos įtempių vertės iš ASME II skyriaus D dalies.

Tipiški panaudojimai cheminėje įrangoje

Kur paprastai nurodomas C-276

Vandenilio chlorido rūgšties gamybos ir tvarkymo įranga - kolonėlės, reaktoriai, šilumokaičiai

Drėgna vandenilio chlorido (HCl dujų) aplinka -, ypač VCM (vinilchlorido monomero) gamyklose

Vidutinės koncentracijos sieros rūgšties ėsdinimo sistemos

Išmetamųjų dujų desulfuravimo (FGD) skruberių - chlorido-guolis, redukcinės sąlygos

Rūgščių dujų (H₂S + CO₂) paslauga naftos ir dujų perdirbime

Acto rūgšties ir skruzdžių rūgšties paslauga (redukuojanti organines rūgštis)

Celiuliozės ir popieriaus viryklės - kraft skysčio aplinkos

Trąšų augalai - amonio sulfato ir fosfato srautai su teršalais

Farmacinės fermentacijos indai, kuriuose HCl yra proceso cheminė medžiaga

Kur paprastai nurodomas C22

Mišri -rūgštinė aplinka (H₂SO₄ + HNO3, H3PO₄ + HF, HCl + HNO₃) - paplitusi puslaidininkių, farmacijos ir specialiose chemijos gamyklose

Azoto rūgšties ir azoto/vandenilio fluorido mišiniai - metalo ėsdinimas, branduolinio kuro perdirbimas

Chloro ir hipochlorito paslaugos - baliklių gamyba, vandens valymas

Kaip suvirinti cheminiai indai

Pesticidų ir herbicidų gamybos - sudėtingų kelių-rūgščių proceso srautai

Didelio -grynumo cheminių medžiagų gamyba -, kai dėl HAZ korozijos gali atsirasti metalo užteršimas

Atliekų rūgščių regeneravimo ir neutralizavimo sistemos

Jūrų chemijos tanklaivių apmušalai - oksiduojantys jūros vandenį + cheminių krovinių deriniai

Farmaciniai universalūs{0}}reaktoriai -, valdantys kintančius produktų srautus

Realaus{0}}pasaulio atvejų studijos

Specialioje chemijos gamykloje, eksploatuojančioje HCl absorbcinę kolonėlę drėgnomis, blogesnėmis sąlygomis, korozija buvo pagreitinta ir dažnai neplanuotai buvo išjungta naudojant 316 l nerūdijantį plieną. Medžiagų apžvalga nustatė, kad 10% HCl 80 laipsnių temperatūroje yra naudojimo sąlyga. C-276 plokštė ir vamzdis buvo nurodyti kolonėlės korpusui, vidinėms detalėms ir jungiamiesiems vamzdynams.

Rezultatas: po penkerių metų nepertraukiamos eksploatacijos patikrinimas parodė, kad korozijos greitis yra mažesnis nei 0,1 mm per metus visuose C-276 komponentuose, be duobių ar įtrūkimų. Numatomas likęs tarnavimo laikas viršijo 20 metų – esminis patobulinimas, palyginti su ankstesniu 18 mėnesių keitimo ciklu naudojant 316 l.

Pamoka:Atliekant specialią redukcinę rūgščių paslaugą -, ypač HCl - C-276, didesnis molibdeno kiekis užtikrina korozijos greitį, kurio C-22 negali prilygti lygiavertėmis sąnaudomis. Nenurodykite per daug C-22, kai C-276 jį pranoks.

Farmacijos tarpinių produktų gamintojui reikėjo 10 000 litrų talpos reaktoriaus su apvalkalu, galinčio tvarkyti: praskiestą H2SO4 pH reguliuoti; vandenilio peroksidas (oksiduojantis); natrio hipochloritas, skirtas valymui vietoje (CIP); ir įvairių organinių rūgščių.

Reaktorius buvo pagamintas orbitiniu TIG suvirinimu be po{0}}atkaitinimo suvirinimo tirpalu. C-22 buvo pasirinktas atsižvelgiant į jo puikų atsparumą HAZ korozijai visuose keturiuose proceso srautuose ir jo veikimą oksiduojančioje (H2O2, NaOCl) aplinkoje.

Rezultatas: Dešimt{0}} metų patikrinimo metu nebuvo aptiktos korozijos jokiose suvirinimo zonose, netauriajame metale ar purkštukuose. Farmacijos klientas gavo FDA proceso patvirtinimą be esminių pokyčių{2}}susijusių komplikacijų.

Pamoka:Daugiafunkciniams reaktoriams, veikiamiems tiek redukuojančių, tiek oksiduojančių srautų, ypač suvirintų gaminių, C-22 dažnai yra mažesnės-rizikos ir mažesnės-eksploatavimo ciklo- sąnaudų pasirinkimas – net ir esant šiek tiek didesnei pradinei medžiagų kainai.

Energetikos įmonė vienu metu sumontavo du vienodus dūmų dujų desulfuravimo (FGD) skruberius: vieną pagamintą iš C-276 plokštės, kitą iš C-22.

Aptarnavimo aplinkoje buvo sieros rūgšties, chloridų (iki 80 000 ppm Cl⁻) ir kintamo ištirpusio deguonies.

Po aštuonerių metų tarnavimo korozijos žemėlapis parodė:

C-276 šveitiklis: vienodas korozijos greitis 0,04–0,08 mm/metus netauriajame metale; 0,10–0,15 mm/metus suvirinimo HAZ zonose.

C-22 šveitiklis: vienodas korozijos greitis 0,03–0,06 mm/metus netauriajame metale; 0,04–0,07 mm per metus suvirinimo HAZ zonose – iš esmės atitinkantis netauriųjų metalų savybes.

Pamoka:Labai chloridais -užterštoje mišrioje-rūgštinėje aplinkoje (dažna FGD sąlyga) C-22 HAZ pranašumas lėmė išmatuojamą ilgalaikio korozijos-atakos sumažėjimą suvirinimo-gretimose zonose - vietose, kurios yra labiausiai pažeidžiamos per sieneles.

Kaip pasirinkti: sistemingų sprendimų sistema

Naudokite toliau pateiktą{0}}po-žingsnio logiką, kad pasirinktumėte tinkamą lydinį. Ribiniais arba kelių{3}}sąlygų atvejais visada susisiekite su korozijos inžinieriumi ir paprašykite{4}}konkrečių svetainės{4}} kupono bandymų duomenų.

1 - veiksmas. Nustatykite pirminę rūgšties aplinką.Redukuojančios rūgštys (HCl, praskiestas H₂SO₂, HF) → C-276 yra pirmasis pasirinkimas. Oksiduojančios rūgštys (HNO3, koncentruotas H2SO4, H2O2, hipochloritas) → C-22 yra pirmasis pasirinkimas. Mišri arba kintanti rūgštinė aplinka → C-22 paprastai yra saugesnė specifikacija.

2 - veiksmas. Įvertinkite chlorido koncentraciją ir įdubimo riziką.Mažesnė nei 10 000 ppm Cl⁻ esant vidutinei temperatūrai → tinka bet kuris lydinys. Virš 10 000 ppm Cl⁻ arba jūros vandenyje + cheminių medžiagų deriniuose → C-22 atsparumas plyšiams korozijai suteikia pirmenybę.

3 - veiksmas Įvertinkite gamybos ir suvirinimo reikalavimus.Jei galimas atkaitinimas po-suvirinimo tirpalo (PWSA) → bet kuris lydinys; pasirinkti korozijos efektyvumą. Jei įranga turi būti naudojama kaip-suvirinta (dideli indai, vietoje{3}}pagaminti vamzdynai, įtempti grafikai) → C-22 atsparumas HAZ yra rimtas argumentas ją pasirinkti.

4 - veiksmas Patikrinkite proceso temperatūrą.Abu lydiniai yra tinkami iki maždaug 500 laipsnių daugelyje chemijos paslaugų. Virš 500 laipsnių oksiduojančioje atmosferoje abu išlieka gyvybingi. Patvirtinkite ASME II skyriaus D dalies leistinus įtempius savo projektinėje temperatūroje.

5 - veiksmas: ne tik medžiagų, bet ir gyvavimo ciklo sąnaudų veiksnys.C-22 medžiaga paprastai kainuoja 5–15 % daugiau. Tačiau jei C-22 pašalina reikalingą PWSA ciklą arba pailgina patikrinimo intervalą nuo 3 iki 7 metų, gyvavimo ciklo sąnaudų pranašumas gali būti palankus C-22. Paprašykite savo tiekėjo bendros nuosavybės kainos (TCO) analizės.

Bendros nuosavybės išlaidos: didesnė nei kaina už kilogramą

Dažna pirkimo klaida yra nikelio lydinių vertinimas tik pagal pradines medžiagų sąnaudas. Cheminės įrangos, veikiančios per 15–25 metus, medžiagų sąnaudos paprastai sudaro tik 20–35 % visų gyvavimo ciklo sąnaudų. Priežiūra, patikra, prastovos ir pakeitimas sudaro didžiąją dalį išlaidų.

Pateikite tiekėjo užklausą dėl 20 -metų gyvavimo ciklo kainos modelio. Įtraukite medžiagų kainą, gamybą (suvirinimas + PWSA), patikrinimo grafiką ir numatomą pakeitimo tikimybę. Daugelyje mišrių rūgščių scenarijų bendra C-22 gyvavimo ciklo kaina yra lygi C-276 - arba mažesnė už ją, nepaisant didesnės pradinės kainos už kilogramą.

Dažnai užduodami klausimai

Nr. C-22 puikiai tinka oksiduojančioje, mišrioje-rūgštyje ir kaip{6}}suvirintoje aplinkoje. C-276 yra puikus pasirinkimas redukuojančioms rūgštims, ypač druskos rūgšties ir rūgščių dujų aplinkoje, kur didesnis molibdeno kiekis tiesiogiai lemia mažesnį korozijos greitį. Nė vienas lydinys nėra visuotinai pranašesnis; teisingas pasirinkimas visiškai priklauso nuo paslaugų aplinkos.

Taip. Skirtingas C-276–C-22 suvirinimas yra techniškai įmanomas. Naudokite ERNiCrMo-10 (užpildas C-22) arba ERNiCrMo-4 (užpildas C-276) – pasitarkite su savo suvirinimo inžinieriumi, atsižvelgdami į kritiškesnę aptarnavimo aplinką. Atkaitinimas po suvirinimo tirpalo rekomenduojamas esant kritinei korozijai, kai HAZ atsparumas korozijai turi būti maksimaliai padidintas.

Abu lydiniai yra skirti nepertraukiamai eksploatuoti iki maždaug 1 040 laipsnių (1 900 laipsnių F) oksiduojančioje atmosferoje pagal ASME rekomendacijas. Tačiau naudojant šlapią cheminę koroziją, darbinė temperatūra paprastai yra žemesnė nei 300 laipsnių. Slėginio indo konstrukcijos leistinos įtempių vertės turi būti paimtos iš ASME II skyriaus D dalies, esant konkrečiai projektinei temperatūrai.

Taip -, kaip ir su visais nikelio lydiniais, aukštesnėje temperatūroje venkite kontakto su sieros -turinčiais junginiais (tepalais, žymekliais, juostele), nes gali atsirasti sieros trapumas. Laikykite toliau nuo anglinio plieno, kad išvengtumėte geležies užteršimo ant paviršiaus, kuris gali sukelti koroziją. Paviršius valykite tik patvirtintais nerūdijančio-nerūdijančio plieno valikliais.

Taip. Hastelloy C-276 atitinka EN žymėjimą 2.4819 (NiMo16Cr15W). Hastelloy C-22 atitinka EN 2.4602 (NiCr21Mo14W). Abu galimi pagal EN 10028-7 (plokštieji gaminiai) ir EN 10216-5 (besiūliai vamzdžiai), kur taikoma.

Standartinės sandėliuojamos prekės (įprastų dydžių plokštės, vamzdžiai) iš specializuotų platintojų paprastai pristatomos per 2–6 savaites. Gali prireikti 12–20 savaičių nuo gamyklos užsakymo, kad būtų nustatyti pasirinktiniai matmenys, storasieninis vamzdis, kaltiniai ir nestandartinės gaminių formos. Patvirtinkite prieinamumą ir pristatymo laiką su savo tiekėju projekto inžinerijos etape.

Taip. Atsižvelgiant į konkrečią aplinką, alternatyvos yra: Hastelloy C-2000 (padidintas atsparumas oksiduojančiai rūgštims), Alloy 59 (UNS N06059, labai didelis Mo + Cr), Inconel 686 (ypatingas atsparumas įdubimams) ir Hastelloy B-3 (HCl ir redukuojančios rūgšties aptarnavimas be chromo). Aplinkoje, kurioje derinama aukšta temperatūra ir mišrios rūgštys, taip pat gali būti vertinami specialūs lydiniai, tokie kaip 625 arba 825. Dėl aplinkos, esančios už standartinės C-276 / C-22 veikimo ribos, pasikonsultuokite su korozijos inžinieriumi.

Išvada

Hastelloy C-276 ir C-22 yra puikios medžiagos – vienos labiausiai korozijai parduodamų lydinių. Niekada nekyla klausimas, kuris iš jų yra „geresnis apskritai“, o kuris tinka jūsų specifinei proceso chemijai.

Mūsų gamybos ir platinimo tinkle galima įsigyti abiejų lydinių plokščių, vamzdžių, jungiamųjų detalių, strypų ir kaltinių - pagal ASTM, ASME ir EN standartus. Mūsų techninė komanda teikia visą medžiagų parinkimo palaikymą, malūno sertifikavimą ir trečiosios šalies{2}} tikrinimo paslaugas.

Susisiekite su mūsų Nikelio lydinių skyriumi konsultuotis dėl medžiagų pasirinkimo, pasiūlyti konkurencinį pasiūlymą arba gauti prieigą prie mūsų korozijos duomenų bibliotekos -, įskaitant kupono bandymo duomenis, būdingus jūsų proceso aplinkai.

Haynes International: Hastelloy C-276 lydinio duomenų lapas (naujausias leidimas)

Haynes International: Hastelloy C-22 lydinio duomenų lapas (naujausias leidimas)

ASTM B575 - standartinė mažo-anglies nikelio-molibdeno-chromo lydinio plokštės, lakšto ir juostelės specifikacija

ASTM B{0}} standartinė besiūlių Ni ir Ni{1}}lydinio vamzdžių ir vamzdžių specifikacija

ASTM B574 - standartinė mažo-anglies nikelio-chromo-molibdeno lydinio strypo specifikacija

ASTM B{0}} standartinė nikelio lydinio kaltinių specifikacija

ASME II skyriaus B dalis - Spalvotųjų medžiagų specifikacijos

ASME II skyriaus D dalis - Savybės (leistini įtempiai)

ASME B{0}} proceso vamzdžių kodas

ASM vadovo 13B tomas: Korozija: medžiagos (ASM International)

NACE International / AMPP: Korozijos duomenų tyrimas - Metals Section (6-asis leidimas)

EN 10028-7: Plokšti gaminiai, pagaminti iš plieno, skirti slėgiui – nerūdijantis plienas