Incoloy 825 vs 316L: nikelio lydinys ir nerūdijantis plienas, skirtas rūgščiam aptarnavimui ir rūgščiai aplinkai

Incoloy 825 (UNS N08825)ir 316L nerūdijantis plienas (UNS S31603) dažnai lyginami, nes abu yra atsparūs korozijai ir ne specialistui atrodo kaip „blizgus lydinys“. Iš tikrųjų jie yra skirtingose ​​medžiagų grupėse. 316L yra austenitinis nerūdijantis plienas, kuriame yra apie 10-14 % nikelio; „Incoloy 825“ yra nikelio -geležies-chromo lydinys, kuriame yra 38–46 % nikelio ir tyčinių vario, molibdeno ir titano priedų. Tas nikelio kiekio skirtumas nėra smulkmena – nuo ​​jo priklauso, ar metalas išgyvena rūgščias dujas, sieros rūgštį ir karštus chloridus, ar tyliai trūkinėja.

Esmė: kai paslauga susijusi su rūgščiomis dujomis (H2S), sieros arba fosforo rūgštimi arba chloridais, kurių temperatūra viršija maždaug 60 laipsnių, Incoloy 825 yra tinkamas inžinerinis pasirinkimas, o 316L nėra kvalifikuotas. 316L išlieka ekonomiškas švaraus vandens, švelnaus vandens ir atmosferos poveikio darbinis arkliukas. Rinkitės pagal aplinką, o ne pagal kainą: 316L kur lengva korozija, 825 kur agresyvi ar rūgšti.

Kuo šie du lydiniai iš esmės skiriasi?

[Šaltinis] ASTM B424 / B423 (Incoloy 825) ir A240 / A312 (316L); PREN=%Cr + 3.3×%Mo (+16×%N). Vertės iš specialiųjų metalų{10}šeimos ir tiekėjų duomenų lapų („Globo“, „Womic“, „jnalloy“, „SuperStainlessAlloys“).

Pagalvokite apie 316L kaip apie gerai-pagamintą plieną, kuris lėtai rūdija; Pagalvokite apie „Incoloy 825“ kaip apie gausų nikelio -lydinį, kuris aktyviai atsparus rūgštims ir neskilinėja veikiant chloridui. Varis 825 veikia kaip vidinis katalizatorius, kuris sieros rūgštyje stumia paviršių į „pasyvią“ (apsaugotą) būseną; didelis nikelio kiekis neleidžia chloridui sukelti katastrofiško įtrūkimo, kuris sunaikina 316 l karštomis, sūriomis ar rūgštomis sąlygomis.

Kaip palyginamos jų mechaninės savybės?

[Šaltinis] ASTM B424/B423 ir A240/A312 minimalios mechaninės savybės; aptarnavimo-temperatūros rodikliai pagal lydinio tiekėjo techninius duomenis („Globo“, „Sasa“, „SuperStainlessAlloys“).

Sour Service (NACE MR0175 / ISO 15156): vienas yra kvalifikuotas, vienas ne

Taip - tai aiškiausia skiriamoji linija. „Incoloy 825“ yra patvirtinta medžiaga pagal NACE MR0175 / ISO 15156, skirta H2S{6}}turinti (rūgštus) ir tiekiama tirpalu{7}}atkaitinta, kai didžiausias kietumas yra 35 HRC. Dėl didelio nikelio kiekio jis praktiškai atsparus sulfido įtempiams įtrūkimams (SSC) ir atsparus vandenilio -sukeltam trūkinėjimui. 316L nerūdijantis plėvelė NĖRA patvirtinta rūgščiam naudojimui ir yra ypač pažeidžiama chlorido įtempių{12}}korozijos įtrūkimams, todėl nurodant 316L dokumentą, kuriame yra H2 coexistS ir chloridas coexistS.

Ką kvalifikacija reiškia praktiškai:

• 825 turi būti tiekiamas tirpalas-atkaitintas (ne šaltai-apdorotas) rūgščiam darbui; kietumas patikrintas Mažesnis arba lygus 35 HRC.
• Šaltai apdorotas-825 be pakartotinio atkaitinimo
• Malūnų bandymų ataskaitose turi būti nurodyta NACE MR0175 / ISO 15156 su visu įkaitimu -su -produkto atsekamumu.
• 316L neturi tokios kvalifikacijos ir neturėtų būti naudojamas aplinkoje, kurioje yra daug chloro.

Konkretesnis įspėjimas: keli šaltiniai nurodo 22 HRC ribą 825 rūgščių paslaugų atveju. UNS N08825 standarto ISO 15156{6}}3 reikšmė yra 35 HRC (atkaitinta tirpalu). Visada patvirtinkite tikslias aplinkos ribas (H2S dalinis slėgis, chloridas, temperatūra, elementinė siera) pagal esamą standartinę lentelę savo paslaugų pakete.

Rūgštinė aplinka: siera, fosforas ir druskos rūgštis

Ryžtingai. Incoloy 825 buvo sukurtas specialiai sieros ir fosforo rūgščiai. Jo vario priedas pasyvina paviršių redukuojančia rūgštimi, todėl korozijos greitis yra maždaug 50 kartų mažesnis nei 316 l 50% sieros rūgštyje esant 60 laipsnių . 316L, greitai bendra korozija viršija apie 40-50 laipsnių, esant vidutinei rūgšties koncentracijai – būtent tokia pareiga, kur nurodyta 825.

[Šaltinis] Korozijos{0}}greičio palyginimai pagal HT PIPE, Hangbo ir SuperStainlessAlloys techninius duomenis: 50 % H2SO4@60C 825 0.05 vs 316L 2,5 mm per metus; verdantis MgCl2 SCC 825 atsparus vs 316L įtrūkimams; CPT 825 ~50C vs 316L ~25C.

Kodėl 825 priešinasi rūgštims (mechanizmas)

825 sudėtyje esantis varis skatina katodinį vandenilio išsiskyrimą ant paviršiaus, o tai perkelia lydinio korozijos potencialą į pasyvų diapazoną, kur susidaro stabili chromo -oksido plėvelė. Paprastais žodžiais tariant, varis „verčia“ metalą apsisaugoti nuo sieros ir fosforo rūgšties. Chromas susidoroja su bet kokiu oksiduojančiu komponentu; molibdenas kovoja su duobėmis dėl užteršimo chloridu ar fluoridu (dažnai naudojamas šlapio-proceso fosforo rūgštyje). 316L trūksta vario, todėl jis negali savaime-pasyvuoti redukuodamas rūgštį ir greitai koroziją.

Chlorido įtempio korozijos įtrūkimai

Taip, ir tai yra labiausiai paplitęs realus gedimas{0}}, dėl kurio reikia atnaujinti iki 825. Austenitinis 316L yra žinomas jautrus chlorido įtempiams-korozijos įtrūkimams virš maždaug 60 laipsnių, ypač esant deguonies ir tempimo įtempiams; verdančio magnio-chlorido bandymo metu jis įtrūksta per kelias valandas. „Incoloy 825“, kuriame yra 38-46 % nikelio, yra beveik atsparus chlorido SCC ir to paties bandymo metu nerodo įtrūkimų. Dėl šio imuniteto jūros vandeniu aušinamiems šilumokaičiams, rūgščių šuliniams ir marinavimo linijoms operatoriai nurodo 825, o ne 316 l.

Du susiję 825 pranašumai, palyginti su 316 l, naudojant chloridą:

• Didesnis PREN (~31, palyginti su ~24-25) suteikia 825 maždaug 25% geresnį atsparumą įdubimams chloridinėje aplinkoje.
• Titano stabilizavimo priemonė 825 nesukelia jautrumo po suvirinimo, todėl jos atsparumas korozijai išsaugomas karščio -veikiamoje zonoje -, skirtingai nei 316L, kuriam reikia mažai -anglies (L) klasės ir kruopščiai suvirinti, kad būtų išvengta jautrumo.

Temperatūros ribos: kur kiekvienas lydinys nustoja būti saugus

Suvirinimas ir gamyba

Abu suvirinami gerai, tačiau 825 turi esminį pranašumą: jo titano stabilizavimas apsaugo nuo įjautrinimo, todėl jį galima naudoti suvirintą daugeliui rūgščių darbų be po-suvirinimo terminio apdorojimo. Tinkamas užpildas yra ERNiFeCr-1 (AWS A5.14, INCOLOY 65); ERNiCrMo-3 arba ERNiCr-3 yra priimtinos alternatyvos. Kadangi 825 turi mažesnį šilumos laidumą ir didesnį plėtimąsi nei nerūdijančio plieno, valdykite šilumos įvadą (mažesnę nei ~1,0–1,5 kJ/mm) ir laikykite žemą tarptakų temperatūrą, kad sumažintumėte iškraipymus.

Gamybos pastabos, apsaugančios nuo korozijos:

• Kruopščiai nuriebalinkite; venkite šlifavimo diskų, naudojamų ant anglies / nerūdijančio plieno, kad išvengtumėte užteršimo siera / geležimi.
• Norėdami apsaugoti vidinį paviršių, naudokite argono atgalinį{0}}pravalymą šaknies kanaluose.
• Esant dideliam rūgštingumui ar rūgštingumui, atkaitinimas tirpalu (930–980 laipsnių) po suvirinimo atkuria didžiausią atsparumą korozijai.

Dažnai užduodami klausimai

Klausimas: Ar „Incoloy 825“ yra geresnis nei 316 l, kad būtų galima naudoti rūgštus?

A: Taip. „Incoloy 825“ (UNS Nr. 08825) yra patvirtintas pagal NACE MR0175 / ISO 15156, skirtas naudoti rūgščiu (su H2S{6}}turinčiu) tirpalu{7}}atkaitinto kietumo sąlygomis.<=35 HRC, because its 38-46% nickel content makes it virtually immune to sulfide stress cracking. 316L stainless is NOT approved for sour service and is vulnerable to chloride stress-corrosion cracking above about 60 C, so it is the wrong choice wherever H2S and chlorides coexist.

Klausimas: Kuris geriau atsparus sieros rūgščiai, Incoloy 825 ar 316L?

A: Incoloy 825 yra daug pranašesnis. 50 % sieros rūgštyje esant 60 C temperatūrai, išmatuotas korozijos greitis yra apie 0,05 mm per metus 825, palyginti su maždaug 2,5 mm per metus 316 l -, 50 kartų skirtumas. 316L patiria greitą bendrą koroziją aukštesnėje nei 40–50 C temperatūroje, o koperio paviršius pasyvina, o esant vidutinei koncentracijai. sieros ir fosforo rūgštis plataus diapazono ir temperatūros apvalkale.

Klausimas: Ar Incoloy 825 atsparus chlorido įtempių korozijos įtrūkimams, kai 316L sugenda?

A: Taip. 316L yra žinomas jautrus chlorido įtempių-korozijos įtrūkimams aukštesnėje nei 60 C temperatūroje, o verdančio magnio-chlorido bandymai nepavyksta per kelias valandas. „Incoloy 825“, turintis 38-46 % nikelio, yra beveik atsparus chlorido SCC ir to paties bandymo metu nerodo įtrūkimų. Tai yra vienintelė svarbiausia priežastis, dėl kurios naftos ir dujų operatoriai nurodo 825 (ne 316 l) rūgštaus ir jūros vandens tiekimui.

K: Kokia yra Incoloy 825 temperatūros riba, palyginti su 316 l?

A: Incoloy 825 išlaiko atsparumą korozijai nepertraukiamai eksploatuojant iki maždaug 540 C (1000 F), palyginti su maždaug 425 C (800 F) 316 l, o tai yra 115 C pranašumas. Virš 316 l ribos karbido nusodinimas sukelia jautrinimą ir tarpkristalinę koroziją; 825 titano stabilizatorius to neleidžia,{10}} taip pat išlaiko naudingą stiprumą kriogeninėje ir aukštesnėje temperatūroje.

Klausimas: Ar „Incoloy 825“ vertas didesnės kainos nei 316 litrų?

A: Pirmą kartą 825 kainuoja maždaug 2,5–3,5 karto daugiau už kilogramą nei 316 litrų. Tačiau naudojant agresyvią rūgščių ar chlorido eksploataciją, 825 tarnauja 15-20+ metų, palyginti su 3–5 metus 316 l, todėl išvengiama 2–3 pakeitimų ir neplanuotų prastovų. Per 20 metų gyvavimo ciklą 825 paprastai yra 60–75 % pigesnis bendras nuosavybės kaina, nepaisant didesnės pirkimo kainos.

K: Kokie ASTM standartai apima Incoloy 825 ir 316L?

A: Incoloy 825: plokštė / lakštas ASTM B424, besiūlis vamzdis / vamzdis B423 (ir kondensatoriaus vamzdis B163), strypas B425, suvirintas vamzdis B705, kaltiniai B564, jungiamosios detalės B366. 316L nerūdijantis: plokštė A240, vamzdis A3912, vamzdis A27. Jei reikia, kad būtų teikiamos rūgščios paslaugos, reikia UNS (N08825 ir S31603), NACE MR0175 nuorodos, jei taikoma, ir EN 10204 3.1 medžiagų bandymo ataskaitos.