برای بیشتر محیطهای ترکیبی اسیدی یا اکسیدکننده شیمیایی،هاستلوی C22مقاومت در برابر خوردگی -بیشتر دارد. برای کاهش محیطهای اسیدی - مانند اسید کلریدریک، کلرید هیدروژن مرطوب، و اسید سولفوریک - و برای کاربردهایی که به عملکرد مزرعهای درازمدت نیاز دارند، C-276 معیار صنعت باقی میماند. برای مقایسه کامل داده محور به ادامه مطلب بروید.

مقدمه
کارخانه های فرآوری شیمیایی محیط های خصمانه ای هستند. اسیدها، کلریدها، عوامل اکسید کننده و دمای بالا در عرض چند ساعت به فلزات معمولی حمله می کنند. انتخاب آلیاژ اشتباه برای مبدل حرارتی، مخزن راکتور یا همزن به معنای نشت ناشی از خوردگی-، آلودگی جریان محصول، خاموش شدن پرهزینه، و - در بدترین - حوادث ایمنی فاجعه بار است.
هاستلوی C276و C22 دو تا از رایج ترین آلیاژهای مبتنی بر نیکل-در جهان برای خدمات خورنده شدید هستند. هر دو توسط Haynes International تولید می شوند و تحت پوشش استانداردهای اصلی ASTM و ASME هستند. هر دو مقاومت در برابر خوردگی بسیار بالاتری نسبت به فولادهای ضد زنگ دارند. با این حال آنها قابل تعویض نیستند - هر کدام دارای یک طراحی شیمیایی متمایز هستند که آن را برای محیط های خاص مناسب تر می کند.
این راهنما C-276 و C-22 را در تمام ابعادی که برای طراح تجهیزات شیمیایی مهم است مقایسه می کند: ترکیب، مقاومت در برابر خوردگی، خواص مکانیکی، قابلیت جوشکاری، استانداردهای قابل اجرا و هزینه کل مالکیت.
Hastelloy C276 در مقابل C22: تفاوت
جدول زیر یک نمای کلی-در کنار-دو آلیاژ در مهمترین پارامترهای تصمیمگیری{2}}را ارائه میکند.
|
اموال |
هاستلوی C-276 |
هاستلوی C-22 |
|
شماره UNS |
N10276 |
N06022 |
|
عناصر آلیاژی اولیه |
57٪ نیکل، 15.5٪ کروم، 16٪ مو، 4٪ W |
56٪ Ni، 22٪ کروم، 13٪ Mo، 3٪ W |
|
محتوای کرومیوم |
14.5 – 16.5% |
20.0 – 22.5% |
|
محتوای مولیبدن |
15.0 – 17.0% |
12.5 – 14.5% |
|
PREN (مقاومت حفره ای) |
~70–72 |
~65–68 |
|
مقاومت در برابر اسید اکسید کننده |
خوب |
عالی |
|
کاهش مقاومت در برابر اسید |
عالی |
خیلی خوبه |
|
محیطهای اسیدی مخلوط{0} |
خیلی خوبه |
عالی |
|
مقاومت در برابر خوردگی موضعی |
خیلی خوبه |
عالی |
|
HAZ (منطقه جوش) مقاوم در برابر خوردگی. |
خیلی خوبه |
مزیت طراحی کلیدی عالی - |
|
حداکثر دمای سرویس مداوم |
1040 درجه (1900 درجه فارنهایت) - اکسید کننده |
1040 درجه (1900 درجه فارنهایت) - اکسید کننده |
|
مقاومت کششی (بازپخت) |
بزرگتر یا مساوی 690 مگاپاسکال (100 ksi) |
بزرگتر یا مساوی 690 مگاپاسکال (100 ksi) |
|
قدرت تسلیم (بازپخت) |
بزرگتر یا مساوی 283 مگاپاسکال (41 ksi) |
بزرگتر یا مساوی 310 مگاپاسکال (45 ksi) |
|
هزینه نسبی |
متوسط (معیار صنعت) |
کمی بالاتر (5-15٪ حق بیمه) |
|
سالها در استفاده صنعتی |
60+ سال |
35+ سال |
|
تایید مورد کد ASME |
بله |
بله |
توجه:PREN=عدد معادل مقاومت حفرهای (باالتر=مقاومت بیشتر). ارزش ها نشان دهنده هستند. با مشخصات فعلی ASTM / EN تأیید کنید.
ترکیب شیمیایی
ترکیب یک آلیاژ را به عنوان دستور العمل آن در نظر بگیرید. هر عنصر نقش خاصی را ایفا می کند. درک آن دستور العمل به شما می گوید - قبل از یک آزمایش خوردگی واحد - که هر آلیاژ در کجا عملکرد خوبی دارد و در کجا مشکل دارد.
|
عنصر (wt%) |
محدوده C-276 |
محدوده C-22 |
نقش در مقاومت در برابر خوردگی |
|
نیکل (Ni) |
موجودی (~57%) |
موجودی (~56%) |
فلز ماتریکس؛ شکل پذیری، چقرمگی و مقاومت اسید پایه را فراهم می کند |
|
کروم (کروم) |
14.5 – 16.5 |
20.0 – 22.5 |
فیلم غیرفعال Cr2O3 را تشکیل می دهد. کروم بالا در C-22 مقاومت اسید اکسید کننده را افزایش می دهد |
|
مولیبدن (Mo) |
15.0 – 17.0 |
12.5 – 14.5 |
فیلم غیرفعال را در محیط های احیا کننده/کلرید تقویت می کند. Mo بالا در C-276 به مقاومت در برابر HCl کمک می کند |
|
تنگستن (W) |
3.0 – 4.5 |
2.5 – 3.5 |
هم افزایی با Mo. مقاومت در برابر خوردگی حفره ای و شکافی را افزایش می دهد |
|
آهن (آهن) |
4.0 – 7.0 |
2.0 – 6.0 |
پرکننده؛ آهن کمتر در C{1}}22 مقاومت در برابر خوردگی گرم را بهبود می بخشد |
|
کبالت (شرکت) |
کمتر یا مساوی 2.5 |
کمتر یا مساوی 2.5 |
ناخالصی کنترل شده؛ ریزساختار را تثبیت می کند |
|
کربن (C) |
کمتر یا مساوی 0.010 |
کمتر یا مساوی 0.015 |
بسیار{0}}C بسیار کم، بارش کاربید را در مرزهای دانه به حداقل می رساند (حساس شدن) |
|
سیلیکون (Si) |
کمتر یا مساوی 0.08 |
کمتر یا مساوی 0.08 |
کنترل شده برای جلوگیری از شکنندگی |
|
منگنز (Mn) |
کمتر یا مساوی 1.0 |
کمتر یا مساوی 0.50 |
کنترل شده؛ منگنز اضافی مقاومت در برابر خوردگی را کاهش می دهد |
|
وانادیوم (V) |
کمتر یا مساوی 0.35 |
- |
ردیابی تاثیر جزئی بر قدرت |
توجه:ترکیب بر اساس ASTM B575 (صفحه/ورق). محدوده ممکن است برای لوله (ASTM B622)، میله (ASTM B574) و اتصالات (ASTM B366) کمی متفاوت باشد.
بینش ترکیب کلیدی:C{5}}276 از مولیبدن بیشتری (تا 17٪) برای تسلط در محیط های کاهش اسید استفاده می کند. C{7}}22 از کروم بیشتری (تا 22.5٪) برای برتری در محیط های اکسید کننده و اسیدی مخلوط استفاده می کند. این مبادله منفرد دلیل اصلی تقریباً هر تفاوت عملکرد بین این دو آلیاژ است.
مقاومت در برابر خوردگی: محیط-براساس-مقایسه محیط

اسید هیدروکلریک (HCl) - محیط کاهنده
اسید کلریدریک یکی از تهاجمیترین محیطهایی است که در فرآوری شیمیایی - مورد استفاده در ترشی، کنترل pH، استخراج مواد معدنی و سنتز مواد شیمیایی آلی است. این یک اسید کاهنده است، به این معنی که به طور فعال به لایه غیرفعال روی اکثر فلزات حمله می کند.
|
غلظت HCl |
دما |
نرخ خوردگی C-276 |
نرخ خوردگی C-22 |
انتخاب ترجیحی |
|
1% |
جوشیدن |
< 0.13 mm/yr (excellent) |
< 0.13 mm/yr (excellent) |
یا لبه حاشیه ای C-276 |
|
5% |
جوشیدن |
< 0.51 mm/yr (very good) |
0.51-1.0 میلی متر در سال (خوب) |
C-276 |
|
10% |
66 درجه |
< 0.51 mm/yr |
0.51-1.0 میلی متر در سال |
C-276 |
|
20% |
52 درجه |
< 0.51 mm/yr |
0.51-1.5 میلی متر در سال |
C-276 |
|
37٪ (متغلیظ) |
محیط |
قابل قبول (< 1.0 mm/yr) |
نرخ های بالاتر |
C-276 |
توجه:داده های نرخ خوردگی از Haynes International داده های خوردگی را منتشر کرد. نرخ های واقعی با هوادهی، سرعت و آلاینده ها متفاوت است. نرخ های زیر 0.13 میلی متر در سال عالی در نظر گرفته می شوند. 0.13-0.51 میلی متر در سال بسیار خوب؛ 0.51-1.27 میلی متر در سال قابل قبول است.
حکم - سرویس HCl:C-276 آلیاژ ارجح برای خدمات اسید کلریدریک است، به ویژه در غلظت های بالاتر از 5٪ و دماهای بالا. محتوای مولیبدن بالاتر آن مزیت نرخ خوردگی معنیداری را فراهم میکند.
اسید سولفوریک (H2SO4) - کاهنده به مخلوط
رفتار اسید سولفوریک پیچیده است: H2SO4 رقیق در حال کاهش است. H2SO4 غلیظ اکسید کننده است. متقاطع در غلظت 60 تا 70 درصد رخ می دهد. هر دو آلیاژ در بسیاری از این محدوده عملکرد خوبی دارند، اما با تفاوتهای مهم در افراط.
|
غلظت H2SO4 |
دما |
عملکرد C-276 |
عملکرد C-22 |
ترجیح داده شده است |
|
10% |
جوشیدن |
عالی (< 0.13 mm/yr) |
عالی (< 0.13 mm/yr) |
هر دو |
|
30% |
جوشیدن |
خیلی خوبه |
عالی |
C-22 حاشیه ای |
|
50% |
جوشیدن |
خیلی خوبه |
عالی |
C-22 |
|
70% |
جوشیدن |
خوب |
خیلی خوبه |
C-22 |
|
80–98% |
محیط |
قابل قبول |
قابل قبول |
با مهندس مشورت کن |
|
مخلوط H2SO4 + HCl |
مرتفع |
خیلی خوبه |
عالی |
C-22 |
توجه:در جریانهای اسیدی مخلوط حاوی H2SO4 و HCl (که در پردازش کلر{0}قلیایی و مواد معدنی رایج است)، C-22 معمولاً از C-276 بهتر عمل میکند.
اسید نیتریک (HNO3) - محیط اکسید کننده
اسید نیتریک به شدت اکسید کننده است. در اسیدهای اکسید کننده، کروم عنصر محافظ حیاتی است - زیرا کروم یک لایه اکسیدی بسیار پایدار در شرایط اکسیداسیون تشکیل میدهد. اینجاست که محتوای کروم 22% C-22 برتری آشکاری نسبت به 15.5% C-276 دارد.
حکم - سرویس اسید نیتریک:C{5}}22 به طور قابل توجهی نسبت به C-276 در سرویس اسید نیتریک در تمام غلظت ها برتر است. محتوای کروم کمتر C-276 منجر به نرخ خوردگی بسیار بالاتر در HNO3 غلیظ می شود. برای تجهیزات مدیریت اسید نیتریک - راکتورها، کندانسورها، مخازن ذخیره - C-22 مشخصات استاندارد است.
اسید فسفریک (H3PO4)
اسید فسفریک به طور گسترده در تولید کود، فرآوری مواد غذایی و تصفیه سطح استفاده می شود. این می تواند حاوی ناخالصی های هالید (فلوریدها، کلریدها) باشد که به طور چشمگیری بر عملکرد آلیاژ تأثیر می گذارد.
|
وضعیت |
C-276 |
C-22 |
توصیه |
|
H3PO4 خالص (همه غلظت ها) |
عالی |
عالی |
هر کدام از آلیاژها مناسب است |
|
آلودگی H3PO4 + Cl- |
خیلی خوبه |
عالی |
C-22 ترجیح داده می شود |
|
آلودگی H₃PO4 + F- (فرآیند مرطوب) |
خیلی خوبه |
عالی |
C{1}}22 ترجیح داده می شود - کروم بالاتر به مقاومت فلوراید کمک می کند |
|
جوشاندن اسید فسفریک |
عالی |
عالی |
یا تایید با کوپن tes |
حفره، شکاف، و خوردگی موضعی
در محیطهای حاوی کلرید - آب دریا، آب نمک، سفیدکننده و بسیاری از جریانهای فرآیند صنعتی - خوردگی موضعی (حمله حفرهای و شکاف) خطر بیشتری نسبت به خوردگی یکنواخت دارد. حتی یک گودال کوچک در دیواره رگ میتواند در طول ماهها به یک نقص{4}}دیواره تبدیل شود.
عدد معادل مقاومت حفرهای (PREN) معیار ترکیبی مقاومت در برابر حفرههای کلریدی را ارائه میکند:
PREN=%Cr + 3.3(%Mo) + 1.65(%W) + 30(%N)
|
متریک |
C-276 |
C-22 |
نظر دهید |
|
مشارکت Chromium |
~16 |
~22 |
کروم بالاتر به C-22 برتری می دهد |
|
سهم مولیبدن (×3.3) |
~53 |
~43 |
Mo بالاتر به C-276 مزیت می دهد |
|
سهم تنگستن (×1.65) |
~6.6 |
~5.0 |
تفاوت متوسط |
|
PREN تقریبی |
~70–72 |
~65–68 |
C-276 کمی بالاتر در مقیاس PREN |
|
رتبه واقعی خوردگی شکاف |
خیلی خوبه |
عالی |
C-22 در عمل بهتر عمل می کند (مزیت HAZ) |
توجه:اگرچه C{2}}276 دارای PREN محاسبه شده اندکی بالاتر است، مقاومت برتر منطقه متاثر از حرارت جوش (HAZ) C-22 به این معنی است که در تجهیزات جوش داده شده واقعی در معرض کلریدها عملکرد بهتری دارد.
تفاوت های ظریف:PREN یک شاخص محاسبه شده بر اساس ترکیب است. در تجهیزات جوشی - که تقریباً همه-ظروف شیمیایی واقعی جهان را توصیف میکند - C-مقاومت بالای خوردگی منطقه متاثر از حرارت 22 باعث میشود عملکرد عملی بهتری در محیطهای کلرید داشته باشد، حتی اگر PREN آن کمی پایینتر باشد.
حرارت جوش-خوردگی منطقه متاثر (HAZ) - مزیت تعریف C-22
هنگامی که هر آلیاژی جوش داده می شود، گرمای حاصل از جوشکاری به طور موقت ریزساختار فلز را بلافاصله در مجاورت مهره جوش - ناحیه تحت تأثیر حرارت- تغییر می دهد. در برخی از آلیاژها، این امر باعث رسوب کاربید در مرزهای دانه میشود و مناطق خالی از کروم- ایجاد میکند که ترجیحاً خورده میشوند.
C{2}}22 به طور خاص برای به حداقل رساندن حساسیت HAZ طراحی شده است. دادههای آزمایشگاهی و صحرایی بهطور پیوسته نشان میدهند که-C-22 جوش داده شده، نرخ خوردگی در HAZ را نشان میدهد که تقریباً مشابه فلز پایه است. C-276 جوش داده شده، اگرچه هنوز بسیار خوب است، تفاوت قابل اندازه گیری بیشتری را بین نرخ خوردگی فلز پایه و HAZ نشان می دهد.
برای تجهیزات شیمیایی که باید در حالت -جوشکاری شده - بدون بازپخت محلول جوشی - استفاده شود، این اغلب عامل تعیین کننده در تعیین C-22 است.
|
وضعیت |
C-276 HAZ رفتار |
C-22 رفتار HAZ |
|
همانطور که-سرویس اسید کاهش دهنده جوش داده شده است |
خوب؛ حمله خفیف HAZ |
عالی؛ نرخ HAZ ≈ فلز پایه |
|
به عنوان-سرویس اسید اکسید کننده جوش داده شده |
خیلی خوبه |
عالی |
|
به عنوان-سرویس کلرید/حفره جوش داده شده |
خوب |
عالی |
|
محلول جوش پست- آنیل شده (1120 درجه WQ) |
عالی |
عالی |
|
عملیات حرارتی جوش{0}پست مورد نیاز است؟ |
برای خدمات حیاتی توصیه می شود |
اغلب مورد نیاز نیست |
خواص مکانیکی
هر دو آلیاژ عملکرد مکانیکی عالی برای کاربردهای مخازن تحت فشار و لوله کشی ارائه می دهند. تفاوتها بسیار اندک هستند، اما هنگام طراحی برای خدمات فشار بالا یا مقاومت دمایی بالا قابل توجه هستند.
|
اموال |
C-276 (بازپخت) |
C-22 (پخت شده) |
استاندارد تست |
|
مقاومت کششی (حداقل) |
بزرگتر یا مساوی 690 مگاپاسکال (100 ksi) |
بزرگتر یا مساوی 690 مگاپاسکال (100 ksi) |
ASTM E8 |
|
0.2٪ قدرت تسلیم (حداقل) |
بزرگتر یا مساوی 283 مگاپاسکال (41 ksi) |
بزرگتر یا مساوی 310 مگاپاسکال (45 ksi) |
ASTM E8 |
|
ازدیاد طول (حداقل) |
بزرگتر یا مساوی 40% |
بزرگتر یا مساوی 45% |
ASTM E8 |
|
سختی (معمولی) |
کمتر یا مساوی 100 HRB |
کمتر یا مساوی 100 HRB |
ASTM E18 |
|
تراکم |
8.89 گرم بر سانتی متر مکعب |
8.69 گرم بر سانتی متر مکعب |
- |
|
مدول الاستیسیته |
205 GPa (29.8 Mpsi) |
211 گیگا پاسکال (30.6 مگاپیکسل) |
- |
|
انبساط حرارتی (20-100 درجه) |
11.2 میکرومتر بر متر · درجه |
12.7 میکرومتر بر متر · درجه |
ASTM E228 |
|
رسانایی حرارتی (در 100 درجه) |
10.2 W/m·K |
10.1 W/m·K |
- |
|
مقاومت کششی در 500 درجه |
~ 550 مگاپاسکال |
~ 560 مگاپاسکال |
تقریبی |
|
مقاومت کششی در 800 درجه |
~ 340 مگاپاسکال |
~ 350 مگاپاسکال |
تقریبی |
توجه:حداقل مقادیر در ASTM B575 برای صفحه/ورق. C{3}}22 دارای حداقل قدرت تسلیم کمی بالاتر است - که در طراحی راکتور فشار بالا مفید است. مقادیر در دمای بالا تقریبی از برگه های داده منتشر شده است.
استانداردهای قابل اجرا و پذیرش کد ASME
هر دو آلیاژ تحت مجموعه ای جامع از استانداردهای محصول قرار دارند و توسط ASME Boiler and Pressure Vessel Code - یک الزام حیاتی برای مخازن تحت فشار و مبدل های حرارتی در صنایع تحت نظارت در سراسر جهان پذیرفته شده اند.
|
فرم محصول |
استاندارد C-276 |
استاندارد C-22 |
توضیحات |
|
بشقاب / ورق / نوار |
ASTM B575 |
ASTM B575 |
محصول مسطح-نورد برای پوستههای کشتی، سر، بافل |
|
لوله بدون درز |
ASTM B622 |
ASTM B622 |
لوله کشی فرآیند، پوسته مبدل حرارتی |
|
لوله جوش داده شده |
ASTM B619 |
ASTM B619 |
لوله کشی با قطر بزرگ- |
|
لوله (بدون درز) |
ASTM B622 |
ASTM B622 |
لوله های مبدل حرارتی، کندانسور |
|
میله / میله |
ASTM B574 |
ASTM B574 |
فلنج، شفت، پیچ و مهره (غیر-استاندارد) |
|
اتصالات |
ASTM B366 |
ASTM B366 |
آرنج، سه راهی، کاهنده |
|
آهنگری |
ASTM B564 |
ASTM B564 |
نازل، فلنج، بدنه شیر |
|
سیم جوش / پرکننده |
AWS A5.14 ERNiCrMo-4 |
AWS A5.14 ERNiCrMo-10 |
تطبیق فلزات پرکننده برای جوشکاری |
|
معادل اروپایی |
2.4819 |
2.4602 |
تعیین EN 10 |
|
مخزن تحت فشار ASME |
بخش دوم قسمت B |
بخش دوم قسمت B |
پذیرش کد برای تجهیزات تحت فشار |
|
کد لوله کشی ASME |
B31.3 |
B31.3 |
طراحی لوله های فرآیندی |
توجه:همیشه نسخه قابل اجرا هر استاندارد را با مشخصات مهندسی خود تأیید کنید. طراحی مخازن تحت فشار همچنین به موارد قابل اجرا ASME Code و مقادیر تنش مجاز از بخش دوم ASME بخش D نیاز دارد.
کاربردهای معمول در تجهیزات شیمیایی

جایی که C-276 به طور معمول مشخص شده است
تجهیزات تولید و جابجایی اسید هیدروکلریک - ستونها، راکتورها، مبدلهای حرارتی
محیط های مرطوب کلرید هیدروژن (گاز HCl) - به ویژه در گیاهان VCM (مونومر وینیل کلرید)
سیستم های ترشی اسید سولفوریک در غلظت های متوسط
اسکرابرهای گوگرد زدایی گاز دودکش (FGD) دارای شرایط کاهش دهنده - کلرید-
خدمات گاز ترش (H2S + CO2) در فرآوری نفت و گاز
خدمات اسید استیک و اسید فرمیک (کاهنده اسیدهای آلی)
دستگاه هاضم خمیر و کاغذ - محیط های مشروب کرافت
کارخانههای کوددهی - جریانهای سولفات آمونیوم و فسفات دارای آلایندهها
مخازن تخمیر دارویی که در آن HCl یک ماده شیمیایی فرآیندی است
جایی که C22 به طور معمول مشخص شده است
محیطهای اسیدی مخلوط (H2SO4 + HNO3، H3PO4 + HF، HCl + HNO3) - رایج در کارخانههای نیمهرسانا، دارویی و شیمیایی خاص
اسید نیتریک و مخلوط اسید نیتریک/هیدروفلوریک - ترشی فلز، پردازش مجدد سوخت هسته ای
خدمات کلر و هیپوکلریت - تولید سفید کننده، تصفیه آب
به عنوان-ظروف شیمیایی جوش داده شده که در آنها بازپخت پس از جوش{1}}غیرعملی یا هزینه سنگین است-
تولید آفتکشها و علفکشها - جریانهای پیچیده چند{1} اسیدی
تولید مواد شیمیایی با خلوص بالا - که در آن خوردگی HAZ میتواند آلودگی فلزی ایجاد کند
سیستم های بازیافت و خنثی سازی اسیدهای زائد
پوششهای تانکرهای شیمیایی دریایی - ترکیبات اکسید کننده آب دریا + محموله شیمیایی
راکتورهای چند منظوره دارویی - که در حال تغییر جریان محصول هستند
مطالعات موردی{0}در جهان واقعی
یک کارخانه شیمیایی تخصصی که یک ستون جذب هیدروکلراید را در شرایط مرطوب و کاهش دهنده کار می کند، با استفاده از فولاد ضد زنگ 316L، خوردگی تسریع شده و خاموشی های مکرر برنامه ریزی نشده را تجربه کرد. یک بررسی مواد، 10٪ HCl در 80 درجه را به عنوان شرایط سرویس شناسایی کرد. صفحه و لوله C-276 برای پوسته ستون، قطعات داخلی و لوله های اتصال مشخص شد.
نتیجه: پس از پنج سال سرویس مداوم، بازرسی نرخ خوردگی کمتر از 0.1 میلیمتر در سال را در تمام اجزای C-276، بدون حمله حفرهای یا شکافی نشان داد. طول عمر باقیمانده پیش بینی شده بیش از 20 سال است - یک پیشرفت اساسی نسبت به چرخه جایگزینی 18 ماهه قبلی با 316 لیتر.
درس:در سرویس اختصاصی اسید کاهنده - به ویژه HCl - محتوای مولیبدن بالاتر C-276 نرخ خوردگی را ارائه می دهد که C-22 نمی تواند با هزینه ای معادل مطابقت داشته باشد. زمانی که C-276 از آن بهتر عمل می کند، C-22 را بیش از حد مشخص نکنید.
یک تولید کننده واسطه های دارویی به یک راکتور 10000 لیتری روکش دار نیاز داشت که بتواند این موارد را مدیریت کند: H2SO4 رقیق برای تنظیم pH. پراکسید هیدروژن (اکسید کننده)؛ هیپوکلریت سدیم برای تمیز کردن در محل (CIP)؛ و طیف وسیعی از اسیدهای آلی.
راکتور با جوشکاری TIG مداری بدون بازپخت محلول جوشی پس از- ساخته شد. C-22 بر اساس مقاومت به خوردگی HAZ برتر آن در هر چهار جریان فرآیند و عملکرد آن در محیط های اکسید کننده (H2O2، NaOCl) انتخاب شد.
نتیجه: بازرسی 10 ساله هیچ خوردگی قابل تشخیصی را در هیچ ناحیه جوش، فلز پایه، یا نازل نشان نداد. مشتری داروسازی بدون عوارض مربوط به تغییر{2}ماده به تأیید فرآیند FDA رسید.
درس:برای راکتورهای چند سرویس که در معرض هر دو جریان کاهنده و اکسید کننده قرار دارند، و به ویژه برای تولیدات جوش داده شده، C{3}}22 غالباً انتخاب کمتر-چرخه عمر- و هزینه کمتر-حتی با هزینه اولیه مواد کمی بالاتر است.
یک شرکت برق دو اسکرابر گوگرد زدایی گازهای دودکش (FGD) یکسان را به طور همزمان نصب کرد: یکی از صفحه C-276 و دیگری از C-22 ساخته شده است.
محیط سرویس حاوی اسید سولفوریک، کلریدها (تا 80000 ppm Cl-)، و اکسیژن محلول متغیر بود.
پس از هشت سال خدمت، نقشه خوردگی نشان داد:
اسکرابر C-276: نرخ خوردگی یکنواخت 0.04-0.08 میلی متر در سال در فلز پایه. 0.10-0.15 میلی متر در سال در مناطق جوش HAZ.
C{5}}22 اسکرابر: نرخ خوردگی یکنواخت 0.03-0.06 میلی متر در سال در فلز پایه. 0.04-0.07 میلی متر در سال در مناطق جوش HAZ - اساساً با عملکرد فلز پایه مطابقت دارد.
درس:در محیطهای اسیدی مخلوط{0} بسیار آلوده به کلرید{{1} (یک شرایط رایج FGD)، مزیت HAZ C{3}}22 به کاهش قابل اندازهگیری در-حمله خوردگی طولانیمدت در جوش-مناطق مجاور - مناطق آسیبپذیر در برابر نشتی تبدیل شده است.
نحوه انتخاب: یک چارچوب تصمیم گیری سیستماتیک
از منطق گام به گام زیر برای انتخاب آلیاژ مناسب برای برنامه خود استفاده کنید. برای موارد مرزی یا چند وضعیتی، همیشه یک مهندس خوردگی را درگیر کنید و سایت{4}}دادههای آزمایش کوپن خاص را درخواست کنید.
مرحله 1 - محیط اسیدی اولیه را شناسایی کنید.اسیدهای احیا کننده (HCl، H2SO4 رقیق، HF) → C-276 اولین انتخاب است. اسیدهای اکسید کننده (HNO3، H2SO4 غلیظ، H2O2، هیپوکلریت) → C-22 اولین انتخاب است. محیط های اسیدی مخلوط یا متناوب → C-22 معمولاً مشخصات ایمن تر است.
مرحله 2 - غلظت کلرید و خطر ایجاد حفره را ارزیابی کنید.زیر 10000 ppm Cl- در دمای متوسط → هر یک از آلیاژها مناسب است. بالاتر از 10000 ppm Cl- یا در ترکیبات آب دریا + شیمیایی → C{7}}22 مقاومت در برابر خوردگی شکاف جوش داده شده برتر آن را ترجیح می دهد.
مرحله 3 - الزامات ساخت و جوشکاری را ارزیابی کنید.در صورت امکان بازپخت محلول جوشی (PWSA) → یکی از آلیاژها. عملکرد خوردگی را انتخاب کنید. اگر تجهیزات باید در شرایط-جوشکاری شده (ظروف بزرگ، محل-لولههای ساخته شده، برنامههای فشرده) استفاده شوند ← مقاومت HAZ C-22 یک استدلال قوی برای انتخاب آن است.
مرحله 4 - دمای فرآیند را بررسی کنید.هر دو آلیاژ تا حدود 500 درجه در اکثر خدمات شیمیایی مناسب هستند. بالاتر از 500 درجه در اتمسفرهای اکسید کننده، هر دو زنده می مانند. تنش های مجاز در دمای طراحی خود را با بخش D ASME بخش II تأیید کنید.
مرحله 5 - نه فقط هزینه مواد، بلکه در هزینه چرخه عمر فاکتور بگیرید.C-22 معمولاً 5 تا 15 درصد بیشتر از نظر مواد هزینه دارد. با این حال، اگر C-22 یک چرخه PWSA مورد نیاز را حذف کند یا فاصله بازرسی را از 3 به 7 سال افزایش دهد، مزیت هزینه چرخه عمر ممکن است به نفع C-22 باشد. تجزیه و تحلیل هزینه کل مالکیت (TCO) را از تامین کننده خود درخواست کنید.
|
وضعیت خدمات |
آلیاژ توصیه شده |
سطح اعتماد به نفس |
|
اسید هیدروکلریک (هر غلظت، دمای بالا) |
C-276 |
بالا |
|
محیط های مرطوب گاز HCl |
C-276 |
بالا |
|
اسید نیتریک (تمام غلظت ها) |
C-22 |
بالا |
|
مخلوط اسید نیتریک / هیدروفلوریک |
C-22 |
بالا |
|
جریان های H2SO4 + HCl مخلوط شده است |
C-22 |
بالا |
|
H2SO4 خالص (رقیق، <30٪) |
هر دو |
تست متوسط - توصیه می شود |
|
خدمات هیپوکلریت / سفید کننده |
C-22 |
بالا |
|
اسکرابر FGD (کلر بالا، اسید مخلوط) |
C-22 |
بالا |
|
گاز ترش (H2S + CO2) - بدون اسید قوی |
C-276 |
بالا |
|
به عنوان-ساخته های جوش داده شده، بدون PWSA |
C-22 |
بالا |
|
راکتور چند منظوره-، در حال تغییر |
C-22 |
متوسط-بالا |
|
کاهش اسیدهای آلی (استیک، فرمیک) |
C-276 |
متوسط-بالا |
|
اسید فسفریک + ناخالصی هالید |
C-22 |
متوسط |
|
ترکیب کاهنده + اکسید کننده شدید |
ممکن است آلیاژ تخصصی - با مهندس مشورت کنید |
مورد-خاص |
کل هزینه مالکیت: فراتر از قیمت هر کیلوگرم
یک اشتباه رایج در خرید، ارزیابی آلیاژهای نیکل صرفاً بر اساس هزینه مواد اولیه است. برای تجهیزات شیمیایی که در طول عمر طراحی 15 تا 25 سال کار می کنند، هزینه مواد معمولاً تنها 20 تا 35 درصد از کل هزینه چرخه عمر را نشان می دهد. تعمیر و نگهداری، بازرسی، خرابی و جایگزینی بیشتر هزینه ها را انجام می دهد.
|
عامل هزینه |
C-276 |
C-22 |
|
هزینه مواد اولیه |
پایه |
+5 تا +15% حق بیمه |
|
پس-پخت محلول جوش (PWSA) |
اغلب برای خدمات حیاتی مورد نیاز است |
ممکن است حذف شود - با صرفه جویی 8 تا 15٪ از هزینه ساخت |
|
فرکانس بازرسی |
به طور معمول چرخه 3-5 ساله |
ممکن است تا 5 تا 7 سال (حمله HAZ کمتر) ادامه یابد |
|
طول عمر مورد انتظار |
عالی در محیط های همسان |
عالی؛ عمر طولانی تر در محیط های مختلط |
|
هزینه تعویض / تعمیر |
پایه |
مشابه یا کمتر در افق 20 ساله |
|
خطر شکست خوردگی |
پایین - در محیط های کاهش دهنده |
- پایین در طیف وسیع تری از محیط ها |
|
انطباق با مقررات (ASME/FDA) |
انطباق کامل |
انطباق کامل |
یک مدل هزینه چرخه عمر 20{4}} ساله را از تامین کننده خود درخواست کنید. شامل هزینه مواد، ساخت (جوشکاری + PWSA)، برنامه بازرسی، و احتمال جایگزینی تخمین زده شده است. در بسیاری از سناریوهای اسید مخلوط، هزینه کل چرخه عمر C-22 با وجود قیمت اولیه بالاتر برای هر کیلوگرم برابر یا کمتر از C{6}} است.
سوالات متداول
شماره C-22 در محیطهای اکسیدکننده، مخلوط- اسیدی و بهعنوان{6}}جوشکاری شده برتر است. C{7}}276 انتخاب برتر در خدمات اختصاصی اسید کاهنده - به ویژه محیطهای اسید کلریدریک و گاز ترش - است که محتوای مولیبدن بالاتر آن مستقیماً به نرخ خوردگی کمتر ترجمه میشود. هیچ کدام از آلیاژها برتری جهانی ندارند. انتخاب صحیح کاملاً به محیط سرویس بستگی دارد.
بله. جوشکاری غیر مشابه C{8}}276 تا C{10}}22 از نظر فنی امکان پذیر است. از ERNiCrMo-10 (پرکننده C-22) یا ERNiCrMo-4 (پرکننده C-276) استفاده کنید - با مهندس جوشکاری خود بر اساس محیط خدمات مهم تر تأیید کنید. بازپخت محلول پس از جوش برای خدمات خورنده بحرانی که در آن مقاومت در برابر خوردگی HAZ باید حداکثر شود توصیه می شود.
هر دو آلیاژ برای سرویس مداوم تا حدود 1040 درجه (1900 درجه فارنهایت) در اتمسفرهای اکسید کننده در هر راهنمایی ASME درجه بندی می شوند. با این حال، برای خدمات خوردگی شیمیایی مرطوب، دمای عملیاتی معمولاً زیر 300 درجه است. مقادیر تنش مجاز برای طراحی مخازن تحت فشار باید از بخش D ASME بخش II در دمای طراحی خاص گرفته شود.
بله - مانند همه آلیاژهای نیکل، از تماس با ترکیبات حاوی گوگرد-(گریس، نشانگرها، نوار) در دماهای بالا اجتناب کنید، زیرا ممکن است شکنندگی گوگرد رخ دهد. دور از فولاد کربنی نگهداری شود تا از آلودگی آهن روی سطح جلوگیری شود که می تواند باعث خوردگی شود. سطوح را فقط با پاک کنندههای{4}}سازگار تایید شده ضد زنگ تمیز کنید.
بله. Hastelloy C-276 با نام EN 2.4819 (NiMo16Cr15W) مطابقت دارد. Hastelloy C-22 مطابق با EN 2.4602 (NiCr21Mo14W) است. هر دو با استاندارد EN 10028-7 (محصولات تخت) و EN 10216-5 (لوله های بدون درز) در صورت لزوم در دسترس هستند.
اقلام ذخیره شده استاندارد (صفحه، لوله در اندازه های معمولی) معمولاً ظرف 2 تا 6 هفته از توزیع کنندگان متخصص ارسال می شود. ابعاد سفارشی، لولههای دیواری سنگین، آهنگریها و فرمهای محصول غیر استاندارد ممکن است به ۱۲ تا ۲۰ هفته از زمان سفارش کارخانه نیاز داشته باشد. در اوایل مرحله مهندسی پروژه، در دسترس بودن و زمان تحویل را با تامین کننده خود تأیید کنید.
بله. بسته به محیط خاص، گزینه های جایگزین عبارتند از: Hastelloy C-2000 (مقاومت اسید اکسید کننده تقویت شده)، آلیاژ 59 (UNS N06059، Mo + Cr بسیار بالا)، Inconel 686 (مقاومت حفره ای شدید)، و Hastelloy B-3 (HCl و کاهش خدمات اسیدی بدون کروم). برای محیط هایی که دمای بالا و اسیدهای مخلوط را ترکیب می کنند، آلیاژهای ویژه مانند 625 یا 825 نیز ممکن است ارزیابی شوند. برای محیط های خارج از پوشش استاندارد C-276 / C-22 با یک مهندس خوردگی مشورت کنید.
نتیجه گیری
Hastelloy C-276 و C{3}}22 هر دو مواد برجسته هستند - در میان مقاومترین آلیاژهای تجاری موجود در برابر خوردگی. سوال هرگز این نیست که کدام یک "به طور کلی" بهتر است بلکه کدام یک برای شیمی فرآیند خاص شما مناسب است.
|
انتخاب C-276 زمانی که… |
انتخاب C-22 زمانی که… |
|
اسید اولیه HCl یا گاز HCl مرطوب است |
اسید اولیه HNO3 یا اکسید کننده است |
|
خدمات عمدتا در حال کاهش است |
محیط مخلوط اکسید کننده و کاهنده است |
|
گاز ترش (H2S، CO2) وجود دارد |
قرار گرفتن در معرض هیپوکلریت یا پراکسید مورد انتظار است |
|
حداکثر کارایی بودجه در خدمات کاهش همسان |
از آنجایی که -ساخت جوشی مورد نیاز است - بدون PWSA |
|
چندین دهه داده میدانی در سرویس خاص وجود دارد |
کشتی جریان های فرآیندی متعدد یا در حال تغییر را کنترل می کند |
|
سابقه کاهش اسید درازمدت- مورد نیاز است |
حداکثر مقاومت در برابر خوردگی HAZ مشخص شده است |
هر دو آلیاژ از شبکه تولید و توزیع ما در صفحه، لوله، اتصالات، میله، و آهنگری - تا استانداردهای ASTM، ASME و EN در دسترس هستند. تیم فنی ما پشتیبانی کامل از انتخاب مواد، گواهینامههای آسیاب، و خدمات بازرسی شخص ثالث را ارائه میکند.
با بخش آلیاژ نیکل ما تماس بگیرید برای مشاوره انتخاب مواد، قیمتگذاری رقابتی، یا دسترسی به کتابخانه دادههای خوردگی ما - از جمله دادههای تست کوپن مخصوص محیط فرآیند شما.
Haynes International: Hastelloy C-276 Alloy Data Sheet (آخرین ویرایش)
Haynes International: Hastelloy C-22 Alloy Data Sheet (آخرین ویرایش)
ASTM B575 - مشخصات استاندارد برای -نیکل کربن پایین-مولیبدن-صفحه، ورق و نوار آلیاژ کروم
ASTM B622 - مشخصات استاندارد برای نیکل و نیکل بدون درز-لوله و لوله آلیاژی
ASTM B574 - مشخصات استاندارد برای میله آلیاژی مولیبدن-نیکل کربن پایین-کروم-
ASTM B564 - مشخصات استاندارد برای آهنگرهای آلیاژ نیکل
ASME Section II Part B - مشخصات مواد غیر آهنی
ASME Section II Part D - خواص (تنش های مجاز)
کد لولهکشی فرآیند ASME B{0}}
ASM Handbook Volume 13B: Corrosion: Materials (ASM International)
NACE International / AMPP: بررسی دادههای خوردگی - بخش فلزات (ویرایش ششم)
EN 10028-7: محصولات تخت ساخته شده از فولاد برای مقاصد تحت فشار - فولادهای ضد زنگ
