مقاومت حفره‌ای کلرید Inconel 625: محاسبه PREN و محدودیت‌های کاربرد آب دریا - دانش

حفره‌های کلرید رایج‌ترین دلیلی است که تجهیزات فولاد ضد زنگ در آب دریا خراب می‌شوند و سریع‌ترین راه برای قضاوت در مورد اینکه آیا یک آلیاژ زنده می‌ماند یا خیر، عددی به نام PREN است.Inconel 625 (UNS N06625)PREN تقریباً 51 - بیش از دو برابر فولاد ضد زنگ 316 لیتری دارد و به راحتی بالاتر از هر آستانه پذیرفته شده برای غوطه وری کامل در آب دریا است. این مقاله نشان می‌دهد که دقیقاً چگونه این عدد محاسبه می‌شود، چگونه 625 با هر کلاس آلیاژی رقیب مقایسه می‌شود، داده‌های دمای حفره‌ای بحرانی (CPT) آن در عمل به چه معناست، و محدودیت‌های کاربردی واقعی آن کجاست - تا مهندسان، خریداران و نویسندگان مشخصات بتوانند با اطمینان اعداد را ذکر کنند.

Inconel 625 Chloride Pitting Resistance

حفره‌های کلریدی تجزیه موضعی لایه غیرفعال محافظ آلیاژ توسط یون‌های کلرید است که حفره‌های کوچک و عمیقی تولید می‌کند که می‌تواند تجهیزات را بسیار سریع‌تر از خوردگی یکنواخت سوراخ کند - و آب دریا فراوان‌ترین منبع طبیعی یون‌های کلرید است که آن را به حرکت در می‌آورند.

اکثر آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی، نه به این دلیل که از نظر شیمیایی بی‌اثر هستند، بلکه به این دلیل که به‌طور خود به خود یک لایه اکسید فوق‌العاده نازک-خود ترمیم شونده- لایه غیرفعال - را رشد می‌دهند که جلوی حمله بیشتر را می‌گیرد. در آب راکد یا کم اکسیژن، کلریدها (Cl-) از طریق مکانیسم مشخصی به آن فیلم حمله می کنند:

حمله فیلم:یون کلرید کوچک روی سطح اکسید جذب می‌شود و در نقاط ضعیف - شامل، خراش، رشته‌های MnS، عیوب جوش، با اکسیژن رقابت می‌کند.
اتوکاتالیز:هنگامی که یک شکاف میکروسکوپی باز می شود، یون های فلزی محلول در داخل آن هیدرولیز می شوند، H+ آزاد می کنند و pH محلی را به مقادیر پایین 0-1 کاهش می دهند، در حالی که یون های کلرید به سمت داخل مهاجرت می کنند تا بار را متعادل کنند.
تکثیر:گودال در حال حاضر حاوی اسید هیدروکلریک غلیظ خود است، بنابراین حتی اگر سطح اطراف روشن و دست نخورده باقی بماند، با سرعتی شتابان عمیق می شود.

این همان چیزی است که چاله زدن را به طور منحصر به فردی خطرناک می کند. کاهش وزن کل می تواند ناچیز باشد - چند میلی گرم - در حالی که یک سوراخ سوزنی به دیواره لوله 5 میلی متری در ماه ها نفوذ می کند. خرابی‌ها پنهان، ناگهانی، و-قبل از-اخطار لو می‌شوند. آب دریا حاوی تقریباً 19000-20000 میلی گرم در لیتر کلرید (حدود 3.5٪ شوری کل) است، به همین دلیل است که انتخاب مواد برای خدمات دریایی با یک سوال غالب است: آیا این آلیاژ می تواند در برابر سوراخ شدن کلرید - و برای چه مدت، در چه دما و در چه هندسی مقاومت کند؟

PREN - عدد معادل مقاومت حفره‌ای - یک شاخص تک شکلی است که مقاومت آلیاژ را در برابر شروع گودال کلرید رتبه‌بندی می‌کند. فرمول استاندارد PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N است.

این فرمول تجربی است: این فرمول با همبستگی ترکیب آلیاژ با دمای حفره‌ای بحرانی اندازه‌گیری شده در خانواده فولاد ضدزنگ ایجاد شد. هر عنصر ضریب خود را به دلیل مشخصی-به‌خوبی درک می‌کند:

Cr (ضریب 1.0):کروم ستون فقرات فیلم غیر فعال Cr2O3 است. کروم بیشتر به معنای یک سد ضخیم تر و پایدارتر است که پس از آسیب سریعتر بهبود می یابد.
Mo (ضریب 3.3):مولیبدن قوی ترین متحد منفرد در برابر کلریدها است. این انحلال فیلم را کند می کند، بازیابی حفره های اولیه را سرعت می بخشد، و شیمی درون یک گودال را غنی می کند، بنابراین نمی تواند چرخه اتوکاتالیستی را به راحتی حفظ کند. به همین دلیل است که Mo ضریب 3.3 را حمل می کند.
N (ضریب 16):نیتروژن در حین فعال سازی مجدد در سطح آلیاژ حل می شود، pH محلی را در داخل یک گودال در حال توسعه افزایش می دهد، و به طور هم افزایی با Mo عمل می کند. بیشترین وزن آن در 16 در واحد است.

دو نوع در عمل مهم است. برای آلیاژهای تنگستن- مانند Hastelloy C{9}}276، بسیاری از مهندسان از فرمول توسعه یافته PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N + 1.65 × %W استفاده می‌کنند. و باید به صراحت گفت: PREN بر روی فولادهای ضد زنگ کالیبره شد. در مورد آلیاژهای نیکل محلول جامد{10}}به‌عنوان یک ابزار رتبه‌بندی مقایسه‌ای به‌خوبی کار می‌کند، اما همه چیز را نشان نمی‌دهد - مهم‌تر از همه، خود ماتریس نیکل را نادیده می‌گیرد، که نسبت به شیمی حفره‌های اسیدی بسیار متحمل‌تر از ماتریس آهن است. بنابراین، یک آلیاژ نیکل تمایل دارد که- PREN خود را در سرویس کلرید واقعی انجام دهد، نه عملکرد کمتری از آن.

با استفاده از فرمول استاندارد در حدود ترکیب ASTM B443، PREN اینکونل 625 تقریباً 47 تا 56 است، با مقدار اسمی معمولی حدود 51. که آن را محکم در ردیف بالای آلیاژهای مقاوم در برابر کلرید تجاری- قرار می دهد.

Inconel 625 تحت ASTM B443 (صفحه، ورق، نوار) و B444/B446 (لوله، میله) با ترکیب کنترل کننده زیر مشخص شده است:

عنصر	حد ASTM B443 (وزنی درصد)	اسمی (وزنی %)	نقش در مقاومت در برابر کلرید
نیکل (Ni)	بزرگتر یا مساوی 58.0 (موازنه)	~61	ماتریس: در برابر شیمی حفره اسیدی مقاومت می کند. در برابر ترک خوردگی ناشی از استرس کلرید ایمن است
کروم (کروم)	20.0–23.0	21.5	فیلم اکسید غیرفعال را تشکیل داده و تثبیت می کند
مولیبدن (Mo)	8.0–10.0	9.0	مهار کننده حفره اولیه؛ پروموتر repassivation
نیوبیم + تانتالم (Nb+Ta)	3.15–4.15	3.6	جامد-تقویت محلول، قابلیت جوش. یک عنصر PREN نیست
آهن (آهن)	کمتر یا مساوی با 5.0	~2.5	باقیمانده پایین نگه داشته شد
کربن (C)	کمتر یا مساوی 0.10 (درجه 1)	~0.05	پایین نگه داشته شود تا از ایجاد حساسیت جلوگیری شود
نیتروژن (N)	ردیابی (کمتر یا مساوی ~0.05)	<0.02	سهم ناچیز PREN در آلیاژهای نیکل

سپس محاسبه ساده است و از محدودیت های مشخصات کار می کند:

اساس	محاسبه	PREN
حداقل مشخصات	20.0 + 3.3 × 8.0 + 0	= 46.4
شیمی آسیاب معمولی	21.5 + 3.3 × 9.0 + ~0	≈ 51
حداکثر مشخصات	23.0 + 3.3 × 10.0 + 0	= 56.0

سه ویژگی صادقانه در هر بحث سختگیرانه ای تعلق دارند. اولاً، نیتروژن فقط به عنوان یک باقیمانده ردیابی در 625 وجود دارد، بنابراین حداکثر کسری از یک نقطه - بر خلاف فولادهای فوق دوبلکس، که در آن نیتروژن یک افزودن آلیاژی عمدی به ارزش چندین نقطه PREN است، اضافه می کند. دوم، عنصر امضای niobium - 625 - اصلاً در PREN شمارش نمی‌شود، زیرا Nb در شیمی فیلم غیرفعال-Cr–Mo شرکت نمی‌کند. برای استحکام{7}}درجه حرارت بالا و استحکام جوش وجود دارد. ثالثاً، 625 فاقد تنگستن است، بنابراین فرمول PREN توسعه‌یافته ({10}}بلبرینگ) همان مقدار را برمی‌گرداند. در هر نوع معقولی از فرمول، اینکونل 625 بین 47 تا 56 قرار می گیرد و "حدود 51" تک عددی قابل دفاع برای استناد است.

در PREN ≈ 51، Inconel 625 از فولاد ضد زنگ - از جمله سوپر دوبلکس 2507 - و تقریباً از هر آلیاژ اصلی نیکل برتری دارد. فقط گریدهای غنی از مولیبدن- و تنگستن-مانند Hastelloy C-276 رتبه بالاتری دارند.

آلیاژ (UNS)	کر (%)	ماه (%)	PREN (معمولی)	حکم عملی آب دریا
316L (S31603)	17	2.1	≈ 24	گودال‌ها در آب دریا - برای غوطه‌وری نامناسب هستند
آلیاژ 20 (N08020)	20	2.5	≈ 29	متخصص اسید سولفوریک؛ آلیاژ حفره‌دار آب دریا نیست
آلیاژ 825 (N08825)	21.5	3.0	≈ 31	آلیاژ خوردگی عمومی خوب؛ حاشیه ای در آب دریا راکد
904L (N08904)	21	4.5	≈ 36	مقاومت در برابر آب دریا روی سطوح صاف؛ خطر شکاف
Duplex 2205 (S32205)	22	3.2	≈ 35	مشابه 904L؛ استحکام بهتر، احتیاط شکاف
Super Duplex 2507 (S32750)	25	4.0	≈ 43	به طور گسترده در آب دریا استفاده می شود. محدودیت های شکاف / دما اعمال می شود
Monel 400 (N04400)	-	-	≈ 0*	عالی در جریان آب دریا با مکانیزم متفاوت. گودال در حالت راکد*
Inconel 625 (N06625)	21.5	9.0	≈ 51	به طور موثر در برابر سوراخ شدن در محدوده طبیعی آب دریا مصون است
Hastelloy C-276 (N10276)	16	16	≈ 68 (≈74 با W)	طبقه بالا؛ برای آب نمک های کلرید گرم و غلیظ مشخص شده است

*مونل 400سزاوار پاورقی است زیرا تعداد آن گمراه کننده است: به عنوان یک آلیاژ مس نیکل که اساساً کروم یا مولیبدن ندارد، PREN آن نزدیک به صفر است، با این حال در جریان آب دریا از طریق مکانیزم محافظتی متفاوت عملکرد تحسین برانگیزی دارد. با این حال، در آب دریا راکد، Monel 400 به گودال معروف است و برای سرویس‌های دارای شکاف و جریان آهسته توصیه نمی‌شود. PREN مقاومت در شروع چاله را در خانواده فیلم آلیاژهای غیر فعال Cr–Mo رتبه‌بندی می‌کند. همیشه آن را در کنار رفتار خوردگی خود آلیاژ بخوانید.

این مقایسه همچنین 625 را از یک جهت قابل ذکر است: از آنجایی که PREN بر روی آلیاژهای پایه آهن کالیبره شده است، نمی تواند ماتریس نیکل 625 ~ 58-61% را که در برابر شیمی گودال اسیدی که حفره ها را در فولادهای زنگ نزن منتشر می کند، اعتبار کند. در تجربه میدانی، اینکونل 625 در آب دریای طبیعی حتی بهتر از مزیت PREN خود نسبت به مثلاً 2507 رفتار می‌کند، به خصوص زمانی که کلریدها با H2S، CO2 یا دمای بالا در خدمات میدان نفتی ترکیب شوند.

قوانین کاری مورد استفاده در مهندسی دریایی و دریایی عبارتند از: PREN زیر ~32 برای آب دریا راکد نامناسب است. PREN بزرگتر یا مساوی 40 آستانه پذیرفته شده برای مقاومت حفره ای قابل اعتماد در دمای محیطی{2}}آب دریا از جمله درزهای شکافدار است. و PREN بزرگتر یا مساوی 45 حاشیه برای کارکرد کلرید-بالا-یا بالاتر- فراهم می‌کند. Inconel 625، در ≈51، هر آستانه را با فضای خالی پاک می کند.

What PREN Thresholds Should Engineers Use for Seawater Service

این آستانه‌ها، قوانینی هستند که از دهه‌ها آزمایش قرار گرفتن در معرض آب دریا و تجربه عملیاتی فراساحلی تقطیر شده‌اند، نه تضمینی. با استفاده صحیح، پالت آلیاژ را به نوارهای شفاف تقسیم می کنند:

زیر 32:316L (PREN ≈ 24) به طور کامل در این آزمایش ناموفق بود - حفره‌های مستند آن در آب دریای محیط به این دلیل است که به وظایف اتمسفری یا کاملاً تخلیه‌شده دریایی محدود می‌شود.
32–40: 317L، 904L، و دوبلکس 2205 (PREN 33-36) در آب دریا صاف و محیطی زنده می مانند اما در شکاف ها، جوش ها و مکان های گرم آسیب پذیر می مانند.
40–45: super duplex 2507 و super austenitics (PREN ~40-45) انتخاب اقتصادی استاندارد برای دریچه های آب دریا، لوله کشی ها و بست هایی هستند که در آن شکاف ها کنترل می شوند.
بالای 45:Inconel 625 (≈51) زمانی انتخاب می شود که حفره ها باید به طور کامل مهندسی شوند، زمانی که شکاف ها و دمای بالا نمی توانند اجتناب کنند، یا زمانی که کلریدها با گاز ترش (H2S) همزیستی می کنند.

یک مشخصات دقیق هرگز در آستانه متوقف نمی شود. دما، غلظت کلرید، pH، سرعت جریان، هندسه شکاف، کیفیت جوش و خوردگی تحت تأثیر میکروبیولوژیکی (MIC) همگی مرز واقعی را تغییر می‌دهند. برای طراحی{2}}خدمات حیاتی، روش صحیح این است که فرم واقعی محصول را با آزمایش - غوطه وری ASTM G48 یا CPT الکتروشیمیایی ASTM G150 - بر روی مواد کارخانه تولید کننده، با معیارهای پذیرش درج شده در سفارش خرید، واجد شرایط کنید. این دقیقاً همان روشی است که JN Alloy 625 را برای وظایف زیردریایی و شیمیایی تامین می‌کند: دارای گواهینامه‌های ASTM/ASME، با انطباق G48/G150 و NACE MR0175 که در هنگام حمل و نقل مستند شده است.

مقادیر CPT منتشر شده برای خوشه Inconel 625 در حدود 90-110 درجه بسته به روش آزمایش و فرم محصول - تا کنون بالاتر از دهانه 0-40 درجه آب دریا طبیعی است که شروع گودال روی سطوح صاف 625 در آب دریا یک نگرانی طراحی واقعی نیست.

دمای حفره‌ای بحرانی پایین‌ترین دمایی است که حفره‌های پایدار بر روی سطح فلز تحت شرایط آزمایشی تعریف‌شده شروع می‌شوند. بالاتر از CPT، سوراخ کردن امکان پذیر می شود. در زیر آن، آلیاژ سریعتر از آن چیزی که یک گودال می تواند تثبیت کند، دوباره پسیو می شود. دو روش غالب هستند: ASTM G48 (غوطه وری در کلرید آهن 6 درصد اسیدی شده، آزمایش غربالگری تهاجمی) و ASTM G150 (الکتروشیمیایی، که عدد دقیق و قابل تکرار را برمی گرداند). مقادیر گزارش شده معمولی به شرح زیر مقایسه می شوند:

آلیاژ	PREN (معمولی)	CPT، ASTM G150 (گزارش معمولی)	CPT، ASTM G48 (گزارش معمولی)
316L	≈ 24	15-30 درجه	10-20 درجه
904L	≈ 36	50-60 درجه	40-50 درجه
سوپر دوبلکس 2507	≈ 43	80-95 درجه	60-75 درجه
اینکونل 625	≈ 51	~ 100 درجه یا بالاتر	85-100 درجه
هاستلوی C-276	≈ 68–74	~110 درجه یا بالاتر	95-110 درجه

مقادیر دقیق با پرداخت سطح، فرم محصول و آزمایشگاه متفاوت است، بنابراین به‌عنوان محدوده‌های مهندسی به جای ثابت نگاه کنید. طرح‌های آماده تغییر نمی‌کنند: آب دریای طبیعی - حتی آب خروجی استوایی در دمای 35 تا 40 درجه - 50 تا 70 درجه زیر آستانه شروع گودال-625 قرار دارد. عدد مفیدتر برای طراحان دمای بحرانی شکاف (CCT) است که همیشه کمتر از CPT است زیرا شیمی شکاف محافظ تهاجمی تر از سطح صاف است. مقادیر CCT منتشر شده برای 625 در خوشه آزمایش کلرید آهن تقریباً 25 تا 40 درجه کمتر از CPT آن، یعنی در باند ~55 تا 75 درجه - هنوز به راحتی بالاتر از دمای آب دریا است، اما دلیل اهمیت کنترل شکاف در سرویس کلرید داغ است.

در سراسر محدوده طبیعی آب دریا (0 تا 40 درجه)، Inconel 625 هیچ محدودیت عملی حفره‌ای ندارد. محدودیت‌های واقعی آن در سه مکان ظاهر می‌شوند: شکاف‌های تنگ در سرویس کلرید داغ بالاتر از حدود 60 تا 70 درجه، آب نمک‌های متمرکز داغ با pH پایین{6} که در آن آلیاژهای کلاس C-276 انتخاب صحیح هستند، و اتصالات جوشی که در آن ریز تفکیک مولیبدن یا فاز Laves می‌تواند مقاومت موضعی را کاهش دهد.

همانطور که یک مهندس از آنها استفاده می کند، محدودیت ها عبارتند از:

حفره کردن - بدون محدودیت عملی:شروع گودال بر روی سطوح صاف و 625 که به درستی بازپخت شده اند، یک حالت شکست معتبر در آب طبیعی دریا در هر دمایی که اقیانوس به آن برسد، نیست. اعتماد به نفس طراحی در اینجا کاملاً کامل است.
خوردگی شکاف - حد واقعی:شکاف های زیر واشر، وجه های فلنج، رسوبات و رسوب گیری هندسه محدود کننده هستند. در جریان‌های فرآیندی-دارای کلرید گرم (نه آب دریای محیط)، حمله در دمای تقریباً 60 تا 70 درجه امکان‌پذیر می‌شود. شکاف{4}}طراحی اتصال محکم و پرداخت صاف را مشخص کنید.
جوش - قابل مدیریت:فلز جوش می تواند مولیبدن را جدا کرده و فاز Nb{0}}غنی Laves را تشکیل دهد که به صورت موضعی مقاومت حفره ای را رقیق می کند. روش‌های جوشکاری واجد شرایط (با پرکننده 625 یا 625)، حرارت ورودی کنترل‌شده و بازپخت محلول{4} پس از جوشکاری، جایی که عملاً حاشیه را بازیابی می‌کند.
حدود شیمی:آب نمک های گرم و غلیظ با pH پایین بالای 100 درجه - اسکرابرهای اسیدی-کلرید، برخی از مشروبات الکلی FGD - قلمرو C-276/C-22 هستند. 625 خوب است اما بهینه نیست.
اقتصاد - حد صادقانه:625 نسبت به سوپر دوبلکس هزینه بیشتری دارد. جایی که آب دریا، شکاف های کنترل شده، و بدون سرویس ترش

اعمال، 2507 اغلب برنده پرونده اقتصادی است. زمانی که ترکیبی از-مقاومت در برابر کلرید، استحکام، تحمل H2S و قابلیت روکش جوش-در یک آلیاژ مورد نیاز باشد، 625 برنده است.

SCC - یک مزیت است، نه یک محدودیت:625 اساساً در برابر تنش کلرید-ترک خوردگی (Cl-SCC) که فولادهای زنگ نزن آستنیتی را بالای 50 تا 60 درجه می‌شکند مصون است، که یک مزیت تعیین کننده در بخارات کلرید داغ و مناطق پاشش است.

Inconel 625 آلیاژ نیکل اسب کار در هر جایی است که مقاومت حفره‌ای کلرید و استحکام بالا باید همزمان وجود داشته باشد: سخت‌افزار نفت و گاز زیر دریا، روکش جوش روی رایزرها و اجزای خط لوله، شفت‌ها و پروانه‌های پمپ آب دریا، اجزای مبدل حرارتی{{1} و تزئینات سوپاپ، و بست‌های سیمی و تجهیزات دریایی.

Where Is Inconel 625 Actually Used in Seawater and Marine Service

نفت و گاز زیر دریا:پوشش جوش 625 روی کربن-مفاصل بالابر فولادی، قرقره های خط جریان و دریچه های زیردریایی یک روکش ضد خوردگی- با ساختاری فولادی اقتصادی - که بزرگترین کاربرد دریایی آلیاژ است ترکیب می کند. جوش‌پذیری به خودی خود یک ابرقدرت 625 است: این فلز پرکننده (ERNiCrMo-3) برای جوشکاری 625، C-276، 825 و اتصالات غیرمشابه است.

پمپ ها و شفت های آب دریا:پمپ های بالابر آب دریا، پمپ های تزریق و شفتینگ از ترکیب 625 از ایمنی کلرید، مقاومت در برابر کاویتاسیون و استحکام شفت بالا (UTS آنیل شده تقریباً 830 تا 1000 مگاپاسکال، بسیار بالاتر از C-276) بهره می برند.

چاه ترش + کلرید:NACE MR0175/ISO 15156 625 را برای سرویس ترش فهرست می‌کند، بنابراین این یک انتخاب پیش‌فرض است که در آن کلریدهای مخزن، H2S و CO2 با هم وجود داشته باشند - ترکیبی که اکثر فولادهای ضد زنگ را رد می‌کند.

اگزوز و اسکرابر دریایی:دم نوردهی، اجزای اگزوز و قطعات داخلی اسکرابر در جریان‌های گاز داغ و مملو از کلرید، جایی که Cl-SCC سری 300 ضد زنگ را رد می‌کند.

نمک زدایی و FGD:بخش‌های دمای بالا-سیستم‌های نمک‌زدایی حرارتی و گوگرد زدایی گازهای دودکش (FGD) و اجزای مبدل حرارتی خنک‌شده با آب دریا-در کارخانه‌های شیمیایی و LNG.

شیمی و فرم محصول تحت ASTM B443 (صفحه/ورق/نوار)، B444 (لوله)، و B446 (نوار)، با معادل‌های ASME SB برای کار کد قرار می‌گیرد. عملکرد کلرید توسط تست ASTM G48 و ASTM G150 واجد شرایط است. خدمات ترش توسط NACE MR0175/ISO 15156 اداره می شود. و انتخاب مواد دریایی توسط ISO 21457 هدایت می شود.

استاندارد	آنچه بر آن حاکم است	چرا برای سرویس کلرید اهمیت دارد
ASTM B443 / ASME SB-443	شیمی، خواص مکانیکی صفحه 625، ورق، نوار	پنجره Cr/Mo را که PREN بزرگتر یا مساوی ~46 را تضمین می کند، رفع می کند
ASTM B444 / B446	لوله و میله 625	فرم های محصول برای لوله کشی، شفت، بست
ASTM G48 (روش A-F)	غربالگری حفره‌ای{0}}غوطه‌وری کلرید/فریک	آزمون پذیرش کلاسیک؛ روش و دما را در PO ها مشخص کنید
ASTM G150	اندازه گیری CPT الکتروشیمیایی	دمای شروع گودال دقیق برای حاشیه‌های طراحی
NACE MR0175 / ISO 15156	مواد برای محیط های حاوی H2S-	شرایط 625 را دارد که در آن کلریدها و گاز ترش با هم وجود دارند
ISO 21457	راهنمای انتخاب مواد فراساحلی	چارچوب برای انتخاب آلیاژ سیستم آب دریا
AWS A5.14 (ERNiCrMo-3)	625 فلز پرکننده جوش	اطمینان حاصل می کند که فلز جوش با مقاومت پایه-کلرید فلز مطابقت دارد

بهترین روش تدارکات: نیاز به گواهی‌های آزمایش آسیاب که Cr و Mo واقعی را گزارش می‌کنند (بنابراین PREN تحویل‌شده را می‌توان از گواهی تأیید کرد)، به‌علاوه روش G48 A در دمای اعلام‌شده و مطابقت NACE MR0175 در صورت لزوم. یک PREN محاسبه شده از شیمی تایید شده واقعی - نه محدوده مشخصات - عددی است که فایل QA شما باید داشته باشد.

هنگامی که به مقاومت در برابر کلرید{1} درجه بالا همراه با استحکام بالا، قابلیت سرویس دهی ترش{2} و قابلیت جوشکاری به عنوان پرکننده یا روکش نیاز دارید، اینکونل 625 را انتخاب کنید، همه در یک آلیاژ. زمانی که عملکرد آب دریا با شکاف‌های کنترل‌شده کافی است و هزینه بر آن غالب است، سوپر دوبلکس 2507 را انتخاب کنید. Hastelloy C{7}}276 را برای آب نمکهای کلرید گرم، غلیظ و با pH پایین انتخاب کنید.

وضعیت خدمات	آلیاژ توصیه شده	منطق
آب دریا محیط، سطوح صاف، بودجه-محرک	سوپر دوبلکس 2507 / 904 لیتر	PREN 36-43 کافی؛ هزینه بسیار کمتر به ازای هر کیلوگرم
آب دریا با شکاف، رسوب یا خطر MIC	اینکونل 625	حاشیه شکاف PREN ≈ 51 خرید. هیچ شروع گودال مشاهده نشد
آب دریا + H2S/CO2 (ترش)	اینکونل 625	NACE MR0175 ذکر شده؛ نمرات ضد زنگ عمدتا حذف شدند
Hot concentrated chloride brine, low pH, >100 درجه	Hastelloy C-276 / C-22	PREN 68+ و W-دارای شیمی فیلم
پوشش جوش / پرکننده برای اتصالات غیر مشابه	Inconel 625 (ERNiCrMo-3)	صنعت-روکش استاندارد و آلیاژ پرکننده
جاری شدن آب دریا تمیز، هزینه-بسیار حیاتی است	Monel 400 یا CuNi 90/10	مناسب در جابجایی آب دریا با هزینه کمتر - از سرویس راکد جلوگیری کنید

یک احتیاط پایانی برای نویسنده مشخصات: هرگز آلیاژهای روی PREN را به تنهایی در بین خانواده‌های آلیاژ بدون خواندن پاورقی مقایسه نکنید. PREN مقاومت شروع را رتبه بندی می کند. ماتریس نیکل، هندسه شکاف، شرایط جوش، یا مقاومت ترک - را قیمت گذاری نمی کند و این دقیقاً ابعادی هستند که معمولاً Inconel 625 برنده استدلال می شود.

تقریباً 51 در شیمی اسمی - و بین 47 و 56 در سراسر پنجره ترکیبی کامل ASTM B443 (PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N، با %21.5 Cr و %9 Mo معمولی).

آیا PREN 51 برای آب دریا کافی است؟

بله با حاشیه زیاد. آستانه پذیرش پرکاربرد برای خدمات قابل اعتماد آب دریا با دمای محیط-، از جمله شکاف ها، PREN بزرگتر یا مساوی 40 است. Inconel 625 آن را تقریباً 11 امتیاز پاک می کند.

چرا نیوبیم در محاسبه PREN لحاظ نمی شود؟

نیوبیم در شیمی فیلم غیرفعال-کروم-مولیبدن که PREN اندازه گیری می کند، شرکت نمی کند. در 625 برای تقویت-محلول جامد و جوش‌پذیری، نه مقاومت حفره‌ای اضافه شده است.

آیا Inconel 625 می تواند در آب دریا چاله کند؟

در سطوح صاف و به درستی آنیل شده در دمای طبیعی آب دریا (0-40 درجه)، شروع گودال یک حالت شکست واقعی نیست. حمله فقط در شکاف های تنگ در سرویس کلرید داغ، معمولاً بالای 60 تا 70 درجه قابل تصور است.

دمای حفره بحرانی (CPT) Inconel 625 چقدر است؟

مقادیر منتشر شده بسته به روش آزمایش در حدود 90 تا 110 درجه دسته بندی می شوند (مقادیر الکتروشیمیایی ASTM G150 معمولاً در ~100 درجه یا بالاتر؛ مقادیر غوطه وری ASTM G48 تقریباً 85-100 درجه) - بسیار بالاتر از دمای آب دریا.

Inconel 625 چگونه با 316L در آب دریا مقایسه می شود؟

316L (PREN ≈ 24، CPT ≈ 15-30 درجه) حفره می کند و با سوراخ شدن در آب دریا از بین می رود. اینکونل 625 (PREN ≈ 51، CPT ≈ 100 درجه) به طور موثر در همان محدوده ایمن است. آنها در سرویس غوطه وری دریایی قابل تعویض نیستند.

Inconel 625 یا Hastelloy C{2}}276 برای سرویس کلرید - کدام بهتر است؟

هر دو-در سطح بالایی هستند. C{5}}276 (PREN ≈ 68-74 با تنگستن) در آب نمک های کلرید گرم، غلیظ و کم pH برتر است. 625 استحکام بالاتری ارائه می دهد، آلیاژ پرکننده/روکش جوش استاندارد است و در جایی که مقاومت آن کافی باشد مقرون به صرفه تر است.

آیا مونل 400 بهتر از اینکونل 625 در آب دریا است؟

نه - فقط متفاوت است. Monel 400 در جریان سریع{3}آب دریا از طریق مکانیزم آلیاژ مس برتری دارد، اما شناخته شده است که در آب دریا راکد حفره می‌کند و PREN تقریباً- صفر دارد. اینکونل 625 در هر دو شرایط جاری و راکد در برابر سوراخ شدن مقاومت می کند.

آیا جوشکاری مقاومت حفره ای Inconel 625 را کاهش می دهد؟

می تواند، اندکی، از طریق ریز تفکیک مولیبدن و تشکیل فاز لاوس-در فلز جوش. رویه‌های واجد شرایط با استفاده از پرکننده ERNiCrMo-3 منطبق، ورودی گرمای کنترل‌شده، و بازپخت محلول در مواردی که عملی هستند، تلفات را ناچیز نگه می‌دارند.

اینکونل 625 چه غلظت کلریدی را می تواند تحمل کند؟

آب دریا طبیعی (~19000-20000 میلی گرم در لیتر کلرید) به طور نامحدود در دمای محیط، و آب نمک غلیظ در دماهای متوسط. حدود عملی توسط دما، pH و هندسه شکاف به جای غلظت کلرید تعیین می شود.

آیا اینکونل 625 در برابر خوردگی تنش کلرید مقاوم است؟

بله ماتریس مکعبی-غنی و صورت-مرکز- آن اساساً در برابر SCC کلرید ترانس گرانولار که فولادهای زنگ نزن آستنیتی را بالاتر از تقریباً 50 تا 60 درجه می‌شکند، مصون است. این مزیت تعیین کننده در بخارهای کلرید داغ و مناطق پاشش است.

آیا PREN خوردگی شکاف را پیش بینی می کند؟

نه مستقیم. خوردگی شکافی در دماهای پایین تر از حفره شروع می شود. به جای آن از دمای بحرانی شکاف (CCT) استفاده کنید. برای 625، مقادیر CCT منتشر شده تقریباً 25-40 درجه کمتر از CPT آن است، یعنی حدود 55-75 درجه در آزمایش‌های کلرید آهن.

حداکثر دمای آب دریا برای Inconel 625 چقدر است؟

هیچ محدودیت عملی حفره‌ای در دمای طبیعی آب دریا وجود ندارد (حتی 40 درجه آب گرمسیری 60 درجه کمتر از CPT 625 است). برای جریان های فرآیند کلرید داغ، در برابر حمله شکاف بالای حدود 60 تا 70 درجه طراحی کنید.

آیا اینکونل 625 به حفاظت کاتدی در آب دریا نیاز دارد؟

نه برای مقاومت حفره ای خودش. گاهی اوقات حفاظت کاتدی در سطح سیستم{1}}یا برای محافظت از فولاد کربنی جفت شده اعمال می شود، اما سخت افزار 625 برای مقاومت در برابر آب دریا به آن نیاز ندارد.

PREN برای فولادهای زنگ نزن دوبلکس و فوق آستنیتی چگونه محاسبه می شود؟

با فرمول یکسان - %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N -، اما نیتروژن یک افزودن آلیاژی عمدی در آن گریدها است (به عنوان مثال، ~0.28% N در 2507 بیش از 4 نقطه PREN اضافه می‌کند)، در حالی که در 625 این یک اثر ناچیز است.

کدام آزمایش مقاومت حفره‌ای کلرید - ASTM G48 یا ASTM G150 را تأیید می‌کند؟

G48 (غوطه وری کلرید آهن) آزمایش غربالگری و پذیرش سریع است. G150 (الکتروشیمیایی) دمای حفره ای بحرانی دقیق مورد استفاده برای حاشیه های طراحی را ارائه می دهد. مشخصات دقیق از هر دو استفاده می کنند.

آیا Inconel 625 با NACE MR0175 برای سرویس ترش مطابقت دارد؟

بله - اینکونل 625 در NACE MR0175/ISO 15156 برای استفاده در محیط‌های حاوی H2S{4} (در شرایط استفاده مناسب) فهرست شده است، به همین دلیل است که بر سخت‌افزار زیر دریا که در آن کلرید و گاز ترش همزیستی وجود دارد، تسلط دارد.