کدام آلیاژها برای تجهیزات پردازش شیمیایی؟

انتخاب آلیاژ نامناسب برای تجهیزات پردازش شیمیایی می تواند منجر به خرابی فاجعه بار، خرابی پرهزینه و خطرات ایمنی جدی شود. این راهنما به یک سوال مهم مهندسی پاسخ می دهد: کدام آلیاژها برای تجهیزات پردازش شیمیایی مناسب هستند؟

ما ده آلیاژ پرکاربرد - شامل گریدهای فولاد ضد زنگ، آلیاژهای مبتنی بر نیکل-و تیتانیوم - را در مقاومت به خوردگی، عملکرد مکانیکی، محیط‌های کاربردی و هزینه ارزیابی می‌کنیم. جداول داده های عینی برای حمایت از تصمیم گیری آگاهانه در سرتاسر ارائه شده است.

Which Alloys for Chemical Processing Equipment

غذای آماده کلیدی

هیچ آلیاژی به تنهایی بهترین نیست. انتخاب به محیط شیمیایی خاص، دما، فشار، خطر آلودگی و هزینه چرخه عمر بستگی دارد. این راهنما آن متغیرها را به مواد مناسب نگاشت می کند.

کارخانه‌های فرآوری شیمیایی برخی از تهاجمی‌ترین مواد روی زمین را - اسیدهای غلیظ، قلیایی‌های سوزاننده، گازهای اکسیدکننده، و نمک‌های هالید- غنی می‌کنند. تجهیزاتی مانند راکتورها، مبدل‌های حرارتی، مخازن ذخیره‌سازی، لوله‌کشی، شیرها و ستون‌ها باید برای 15 تا 30 سال کار مداوم در برابر خوردگی مقاومت کنند.

انتخاب نامناسب آلیاژ باعث می شود:

خوردگی یکنواخت - نازک شدن کلی دیواره های عروق

خوردگی حفره ای - نفوذ موضعی در محیط غنی از کلرید-

ترک خوردگی تنشی (SCC) - شکست شکننده ناگهانی تحت تنش کششی + محیط خورنده

حمله خوردگی شکافی - در فضاهای محدود مانند سطوح فلنج و زیر واشر

خوردگی گالوانیکی - هنگامی که فلزات غیرمشابه در تماس الکتریکی در الکترولیت باشند

بر اساس گزارش NACE International (در حال حاضر AMPP)، خوردگی برای صنایع شیمیایی و پتروشیمی جهانی حدود 170 میلیارد دلار در سال هزینه دارد. انتخاب مواد تنها موثرترین راه برای کاهش این هزینه است.

مهندسان هنگام تعیین یک آلیاژ برای خدمات شیمیایی عوامل زیر را ارزیابی می کنند:

مقاومت در برابر خوردگی

آلیاژ باید بدون از دست دادن مواد غیرقابل قبول در طول عمر طراحی تجهیزات در برابر محیط خورنده خاص مقاومت کند. معیارهای مربوطه عبارتند از:

نرخ خوردگی (mm/سال یا mils در سال، mpy)

عدد معادل مقاومت حفره‌ای (PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N) - PREN بالاتر نشان‌دهنده مقاومت حفره‌شدگی کلرید بهتر است

دمای حفره بحرانی (CPT) و دمای شکاف بحرانی (CCT)

خواص مکانیکی

تجهیزات باید فشار{0} حاوی الزامات کد (ASME، EN 13480، PED) را برآورده کند. داده های مکانیکی حیاتی عبارتند از: استحکام کششی نهایی (UTS)، استحکام تسلیم، ازدیاد طول و سختی.

محدوده دما

دمای بالا باعث تسریع خوردگی و کاهش تنش های مجاز می شود. بسیاری از آلیاژها دارای حداکثر دمای سرویس در محیط های شیمیایی کمتر از حد متالورژیکی خود هستند.

قابلیت ساخت

آلیاژها باید قابل جوش، ماشینکاری و شکل دهی در هندسه مخازن تحت فشار باشند. آلیاژهای نیکل به طور خاص به روش های جوشکاری تخصصی نیاز دارند (ASME بخش IX).

کل هزینه مالکیت (TCO)

هزینه مواد تنها یک عنصر است. TCO شامل نصب، بازرسی، نگهداری واز هزینه های خرابی جلوگیری کرد. یک کشتی راکتور Hastelloy C-276 ممکن است 4× بیشتر از 316L SS هزینه داشته باشد اما در سرویس اسید هیدروکلریک 5× بیشتر دوام بیاورد و TCO برتر را ارائه دهد.

جدول 1 یک نمای کلی اسکن سریع- از ده آلیاژی که معمولاً برای تجهیزات پردازش شیمیایی مشخص می‌شوند، ارائه می‌کند. برای اطلاعات دقیق، جداول 2-4 را در زیر ببینید.

آلیاژ	خانواده	برنامه معمولی	مقاوم در برابر	اجتناب کنید	مقاومت در برابر خوردگی	هزینه نسبی
304 / 304L SS	ضد زنگ	عمومی آبی، غذایی، دارویی	اسید نیتریک، مواد آلی ملایم	هیدروکلریک، سولفوریک (conc.)	متوسط	پایین
316 / 316L SS	ضد زنگ	آب نمک، دریایی، داروسازی	رقیق H2SO4، فسفر، استیک	کلریدهای داغ، HCl، اکسیدان های قوی	خوب	پایین
317 لیتر SS	ضد زنگ	Mo بالاتر برای مقاومت بهتر Cl-	اسیدهای رقیق، گیاهان سفید کننده	کاهش اسیدها در دمای بالا	خوب	پایین
904L SS	ضد زنگ	سرویس اسید سولفوریک	H2SO4 (<50%), phosphoric, acetic	HCl، نمکهای کلرید داغ	خیلی خوبه	حالت کم-
آلیاژ 20 (N08020)	Ni-Fe-Cr	تجهیزات فرآیند اسید سولفوریک	H2SO4 (تمام منجمد)، فسفریک	هیدروفلوریک اسید	عالی	متوسط
هاستلوی C-276	نیکل	وظیفه شیمیایی گسترده، سیستم های FGD	HCl، H2SO4، HF، کلر مرطوب	اسیدهای اکسید کننده قوی (HNO3 داغ)	عالی	بالا
هاستلوی C-22	نیکل	محیط های مخلوط اسید / اکسید کننده	مخلوط HNO3 + HCl، اسید کرومیک	Reducing HCl (>20%)	عالی	بالا
اینکونل 625	نیکل	دمای{0}}بالا، خستگی، آب دریا	فسفریک، اسیدهای آلی، آب دریا	HCl داغ، H2SO4	عالی	بالا
Monel 400 (N04400)	Ni{0}}Cu	اسید هیدروفلوئوریک، آب دریا	HF (تمام فشرده)، آب نمک، قلیایی	اسیدهای اکسید کننده، HNO3، HF هوادهی شده	خیلی خوبه	متوسط
Ti Gr. 2 / Gr. 12	تیتانیوم	خدمات اکسید کننده اسید و کلرید	HNO3، آب کلر، Cl2 مرطوب	HF، اسیدهای کاهنده بی آب	عالی	بالا

جدول 1|آلیاژ سریع{1}}راهنمای مرجع - تجهیزات پردازش شیمیایی. رتبه بندی مناسب بودن خوردگی راهنمایی کلی است. همیشه با آزمایش کوپن خوردگی یا نمودارهای هم خوردگی منتشر شده برای محیط، غلظت ها و دماهای خاص تأیید کنید.

فولادهای زنگ نزن آلیاژهای کروم{0} آهن هستند که حداقل 10.5 درصد کروم دارند. کروم با اکسیژن واکنش می دهد و یک لایه اکسید کروم غیرفعال (Cr2O3) تشکیل می دهد که در صورت آسیب، خود-ترمیم می شود. مولیبدن، نیکل و نیتروژن برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی اضافه می شود.

Stainless Steel Alloys for Chemical Processing

■-هدف عمومی

نوع 304پرکاربردترین فولاد ضد زنگ در سطح جهان است. با 18% کروم و 8% نیکل، در محیط‌های آبی با خورندگی خفیف، خدمات درجه-غذا، تولید دارو، و قرار گرفتن در معرض اتمسفر عملکرد خوبی دارد. نوع L (304L) دارای کربن محدود (کمتر یا مساوی 0.03٪) است تا حساسیت در حین جوشکاری را به حداقل برساند و از خوردگی بین دانه ای جلوگیری کند.

با این حال، 304 برای کلرید-حاوی محیط‌هایی با غلظت‌های بالاتر، و همچنین برای اسیدهای کلریدریک یا سولفوریک در غلظت‌های معنی‌دار مناسب نیست. این یک خطای مشخصه رایج در گیاهانی است که بعداً دچار حفره شدن سریع یا SCC می شوند.

■ پرکاربردترین درجه در صنایع شیمیایی

افزودن 2 تا 3 درصد مولیبدن به 316 به طور قابل توجهی مقاومت حفره ای کلرید را در مقابل 304 بهبود می بخشد و عملکرد بهتری را در محیط های رقیق سولفوریک، فسفریک و اسید استیک ارائه می دهد. PREN تقریباً 24، آن را به عنوان نیروی کار صنعت برای خدمات شیمیایی تبدیل می کند.

316L SS استاندارد ساخت راکتورهای دارویی، لوله‌کشی فرآیند اسید استیک، مبدل‌های حرارتی خنک‌شده با آب دریا- و ذخیره‌سازی اسید رقیق است. برای سرویس اسید هیدروکلریک در هیچ غلظت معنی داری مناسب نیست.

■ مولیبدن بالاتر برای بهبود مقاومت در برابر کلرید

317L حاوی 3-4٪ مولیبدن و نیکل بالاتر از 316L است که PREN را به بالای 30 می رساند. اغلب به عنوان ارتقاء از 316L در کارخانه های سفید کننده، تجهیزات خمیر کاغذ و کاغذ و خدمات کلرید رقیق شده مشخص می شود.

■ آستنیتی با عملکرد بالا برای اسید سولفوریک

904L یک فولاد زنگ نزن آستنیتی با آلیاژ بالا با 4-5٪ مولیبدن، 23-28٪ نیکل و تقریباً 1.5٪ مس است. این به طور خاص برای خدمات اسید سولفوریک ساخته شده است و مقاومت عالی در برابر H2SO4 در طیف وسیعی از غلظت در دمای محیط ارائه می دهد. PREN آن ~ 37 است، آن را با 6% مو{11}درجات فوق آستنیتی برابر می کند.

904L برای لوله‌کشی اسید سولفوریک، مبدل‌های حرارتی، و مخازن ذخیره‌سازی که در آن‌ها آلیاژ 20 یا هاستلوی بیشتر از-مشخص می‌شود، مقرون به صرفه است.

آلیاژهای مبتنی بر نیکل در مقایسه با فولادهای زنگ نزن، به ویژه در محیط‌های بسیار تهاجمی مانند اسیدهای غلیظ، محیط‌های کاهنده و خدمات شیمیایی با دمای بالا، مقاومت به خوردگی بالاتری دارند. آنها هزینه قابل توجهی دارند - معمولاً 4-8× قیمت 316L SS - اما اغلب تنها گزینه فنی قابل دوام هستند.

Nickel Alloys for Chemical Processing

■ متخصص اسید سولفوریک

آلیاژ 20به طور خاص برای خدمات اسید سولفوریک مهندسی شده است. ترکیب آن - 20% کروم، 29% نیکل، 2.5% مو، 3.5% مس، متعادل در آهن - تقریباً در تمام غلظت‌ها در دمای محیط تا متوسط، مقاومت استثنایی در برابر H2SO4 ایجاد می‌کند. افزودن مس برای عملکرد آن در کاهش محیط های اسید سولفوریک حیاتی است.

آلیاژ 20 به طور گسترده در تجهیزات ترشی اسید سولفوریک، مخازن ذخیره سازی مواد شیمیایی، سیستم های فرآیند اسید فسفریک و تولید مواد منفجره استفاده می شود. این نشان دهنده یک پل اقتصادی بین فولاد ضد زنگ و آلیاژهای نیکل گران تر است.

■ معیار صنعت برای خدمات خوردگی شدید

هاستلوی C276یکی از مقاوم‌ترین آلیاژهای موجود در برابر خوردگی-برای ساخت کارخانه‌های شیمیایی است. محتوای بالای مولیبدن (15-17٪) و تنگستن (3-4.5٪) آن مقاومت فوق العاده ای در برابر سوراخ شدن، خوردگی شکاف و ترک خوردگی استرس در طیف گسترده ای از مواد شیمیایی ایجاد می کند.

C-276 آلیاژ اصلی انتخابی برای اسکرابرهای گوگرد زدایی گازهای دودکش (FGD)، تجهیزات فرآیند اسید هیدروکلریک، سیستم های کلرزنی مرطوب، حمل و نقل اسیدهای زائد و مخازن سنتز دارویی است. PREN آن تقریباً 70 در میان بالاترین آلیاژهای تجاری است.

■ برتر در محیط های اکسید کننده/کاهنده مخلوط

C{5}}22 دارای کروم بالاتر (22%) و مولیبدن کمی کمتر از C{11}}276 است. این ترکیب به C-22 برتری نسبت به C-276 در محیط های اکسید کننده و خدمات اسید مخلوط می دهد (به عنوان مثال، مخلوط HNO3 + HCl، اسید کرومیک). C-22 اغلب در سنتز API دارویی و کاربردهای مهندسی محیطی که در آن شرایط متغیر و ترکیبی شیمی وجود دارد ترجیح داده می شود.

■ مقاومت در برابر درجه حرارت و خستگی بالا

اینکونل 625استحکام خود را از ترکیب جامد-تقویت محلول نیوبیم و مولیبدن در ماتریس نیکل-کروم می‌گیرد. در برابر خستگی حرارتی چرخه ای مقاومت می کند، چقرمگی برودتی عالی دارد و در دماهای تقریباً 815 درجه استحکام را حفظ می کند.

در پردازش شیمیایی، 625 برای لوله‌های مبدل حرارتی در محیط‌های تهاجمی، تجهیزات فراساحلی و دریایی، لوله‌های تزریق مواد شیمیایی و کندانسورهای{1}}خنک‌شده با آب دریا مشخص شده است. PREN ~ 51 آن را در برابر حفره شدن در آب دریا و جریان های فرآیند حاوی هالید{4}} بسیار مقاوم می کند.

■ انتخاب خدمات هیدروفلوریک اسید

مونل 400یک آلیاژ مس نیکل{0} (67٪ Ni، 23-28٪ مس) با ترکیبی منحصر به فرد از خواص است: مقاومت عالی در برابر اسید هیدروفلوریک در تقریباً همه غلظت ها، مقاومت در برابر آب دریا و آب نمک، و خواص مکانیکی خوب در طیف وسیعی از دما.

Monel 400 استآلیاژ ترجیحی برای واحدهای آلکیلاسیون اسید هیدروفلوئوریکدر پالایش نفت، تجهیزات ذخیره سازی و جابجایی اسید HF، سخت افزارهای دریایی و خدمات آب آشامیدنی. هرگز نباید در حضور اسیدهای اکسید کننده مانند اسید نیتریک استفاده شود.

تیتانیوم خالص تجاری (درجه 1 و 2) و آلیاژهای تیتانیوم یک فیلم غیرفعال TiO2 بسیار پایدار و خود ترمیم شونده را تشکیل می دهند که مقاومت در برابر خوردگی فوق العاده ای را در محیط های اکسید کننده ایجاد می کند. درجه 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) این مقاومت را در شرایط با کاهش ملایم گسترش می دهد.

مزایای کلیدی تیتانیوم در خدمات شیمیایی مقاومت عالی آن در برابر کلر مرطوب، هیپوکلریت، آب نمک های کلردار و اسید نیتریک است. چگالی کم آن (4.5 گرم بر سانتی‌متر مربع) تقریباً نصف آلیاژهای نیکل است که باعث کاهش وزن در مخازن تحت فشار بزرگ می‌شود. با این حال، تیتانیوم توسط اسید هیدروفلوئوریک، اسیدهای احیا کننده قوی و شرایط بی آب مورد حمله قرار می گیرد و در حین جوشکاری نیاز به جابجایی خاصی دارد.

تمام تجهیزات پردازش شیمیایی باید مطابق با کدهای مخازن تحت فشار طراحی شوند. جدول 2 حداقل خواص مکانیکی را بر اساس استانداردهای ASTM در دمای اتاق ارائه می دهد. تنش‌های مجاز طراحی باید از ASME BPVC بخش II-D یا معادل آن تأمین شود.

آلیاژ	UTS (MPa)	بازده (MPa)	ازدیاد طول (%)	سختی (حداکثر HB)	چگالی (g/cm³)	عناصر کلیدی آلیاژی
304 / 304L SS	515 / 485	205 / 170	40	200	8.0	18–20 / 8–12 Ni
316 / 316L SS	515 / 485	205 / 170	40	217	8.0	16–18 / 10–14 Ni / 2–3 Mo
317 لیتر SS	515	205	40	217	8.0	18–20 / 11–15 Ni / 3–4 Mo
904L SS	490	215	35	220	8.0	19–23 / 23–28 Ni / 4–5 Mo
آلیاژ 20	621	262	30	241	8.0	19–21 / 32–38 Ni / 2–3 Mo
هاستلوی C-276	790	355	40	217	8.9	15–17 Cr / 15–17 Mo / Bal. نی
هاستلوی C-22	690	310	45	220	8.7	20–22.5 Cr / 12.5–14.5 Mo / Bal. نی
اینکونل 625	827	414	30	220	8.4	20–23 Cr / 8–10 Mo / Bal. نی
مونل 400	550	240	35	180	8.8	28-34 مس / بال. نی
Ti G. 2	345	275	20	160	4.5	Cp تیتانیوم

جدول 2|حداقل خواص مکانیکی معمولی در دمای اتاق (بر اساس استانداردهای مربوطه ASTM: A240، A276، B574، B575، B443، B127، B265). مقادیر واقعی ممکن است بسته به شکل محصول و عملیات حرارتی متفاوت باشد. با گزارشات آزمایش مواد (MTR) تأیید کنید.

جدول 3 مواد شیمیایی فرآیند متداول را با مناسب ترین آلیاژهای انتخابی ترسیم می کند و احتیاط های مهم را برای هر محیط نشان می دهد. این جدول به عنوان یک ابزار غربالگری در نظر گرفته شده است. ارزیابی دقیق خوردگی با استفاده از نمودارهای هم خوردگی و داده های تامین کننده قبل از تعیین مشخصات نهایی ضروری است.

محیط شیمیایی	آلیاژهای توصیه شده	هشدارهای کلیدی
اسید سولفوریک (H2SO4)	آلیاژ 20 (همه کانکس)؛ Hastelloy C-276 / C-22 (گرم، خلاصه)؛ 904 لیتر (رقیق، محیطی)؛ Ti Gr.12 (conc. > 80% سرد)	از 304/316 SS در سرویس های گرم یا متمرکز خودداری کنید
اسید کلریدریک (HCl)	Hastelloy C-276 (انتخاب اولیه)؛ Hastelloy C-22; Monel 400 (رقیق، سرد)	همه فولادهای ضد زنگ حساس به سوراخ شدن و SCC
اسید نیتریک (HNO3)	304 لیتر / 316 لیتر SS (رقیق - متوسط)؛ Ti Gr.2 (اکسید کننده قوی); Hastelloy C-22 (اسیدهای مخلوط)	از C-276 در HNO3 با بخار داغ اجتناب کنید
هیدروفلوریک اسید (HF)	Monel 400 (انتخاب اصلی، همه خلاصه)؛ Hastelloy C{3}}276 (تر/رقیق)؛ سیستم های با پوشش PTFE	فولادهای ضد زنگ و تیتانیوم مورد حمله HF
اسید فسفریک (H3PO4)	904L SS; آلیاژ 20; Hastelloy C-276; 316 لیتر SS (رقیق، سرد)	ناخالصی‌های کلرید را در اسید فرآیند مرطوب- بررسی کنید
مواد سوزاننده / قلیایی (NaOH)	304 / 316 SS (محیط-متوسط)؛ مونل 400; Inconel 625 (دمای بالا)	از دمای بالا > 60% NaOH با SS استاندارد اجتناب کنید
آب دریا / آب نمک	Ti Gr.2 (بهترین انتخاب); اینکونل 625; Hastelloy C-276; سوپر دوبلکس (SAF 2507)	از 304 / 316 SS - مستعد ایجاد حفره اجتناب کنید
گاز کلر (خشک/تر)	Hastelloy C-276 (مرطوب)؛ مونل 400 (خشک); Ti Gr.2 (آب کلر مرطوب)	304 / 316 SS توسط Cl2 مرطوب مورد حمله قرار گرفت
اسیدهای آلی (استیک)	316 لیتر / 317 لیتر SS; 904 لیتر; آلیاژ 20; هاستلوی C-22	ناخالصی ها (Cl-، اسید فرمیک) تهاجمی را افزایش می دهند
اکسید کننده در دمای بالا	اینکونل 625 / 600; Hastelloy C-22; Ti Gr.2 (< 315 °C)	محدودیت های خزش بالای 540 درجه را برای آلیاژهای نیکل بررسی کنید

جدول 3|انتخاب آلیاژ توسط محیط شیمیایی داده‌ها بر اساس داده‌های خوردگی منتشر شده از NACE International، ASM Handbook جلد. 13 و ادبیات فنی تامین‌کننده آلیاژ. سطح دما، غلظت و ناخالصی به طور قابل توجهی بر عملکرد آلیاژ تأثیر می‌گذارد - همیشه آزمایش‌های خاص سایت- را انجام دهید.

PREN (عدد معادل مقاومت حفره‌ای) یک شاخص محاسبه‌شده است که برای رتبه‌بندی مقاومت نظری آلیاژ در برابر خوردگی حفره‌ای ناشی از کلری-استفاده می‌شود. فرمول این است:

PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N

PREN بالاتر نشان دهنده مقاومت بیشتر در برابر سوراخ شدن است. آلیاژهای با PREN > 40 به عنوان "آلیاژهای فوق العاده" برای مقاومت در برابر حفره طبقه بندی می شوند. PREN به تنهایی مقاومت در برابر همه اشکال خوردگی - خوردگی شکاف، SCC و خوردگی یکنواخت نیاز به ارزیابی جداگانه دارد.

آلیاژ	محدوده PREN	PREN معمولی	معنی عملی
304 / 304L SS	18–20	~19	متوسط - مناسب برای سرویس آبی با خورندگی خفیف
316 / 316L SS	23–28	~24	خوب - به طور گسترده در رسانه های حاوی کلرید- استفاده می شود
317 لیتر SS	30–34	~32	مقاومت کلرید بهتر از 316 لیتر
904L SS	34–40	~37	قابل مقایسه با 6% نمرات Mo. مقاومت در برابر سوراخ شدن بسیار خوب
آلیاژ 20	~35	~35	طراحی شده برای اسید سولفوریک؛ مقاومت در برابر سوراخ شدن خوب
هاستلوی C-276	~70	~70	- فوق العاده در برابر خوردگی موضعی در محدوده pH مقاومت می کند
هاستلوی C-22	~67	~67	اکسید کننده و کاهش دهنده مقاومت در برابر خوردگی عالی
اینکونل 625	~51	~51	برتر در آب دریا؛ در برابر خوردگی شکاف مقاومت می کند
مونل 400	N/A	N/A	PREN قابل اجرا نیست. سیستم Ni-Cu; در HF و آب نمک برتری دارد
Ti G. 2	N/A	N/A	فیلم TiO2 منفعل؛ برجسته در محیط های اکسید کننده کلرید

جدول 4|اعداد معادل مقاومت حفره ای (PREN) برای آلیاژهایی که معمولاً در تجهیزات پردازش شیمیایی استفاده می شوند. مقادیر PREN از ترکیبات اسمی محاسبه می شود. مقادیر واقعی بر اساس شیمی گرما متفاوت است. PREN SCC، خوردگی یکنواخت یا مقاومت در محیط های کاهش دهنده را پیش بینی نمی کند.

انتخاب مواد به مشخصات آلیاژ ختم نمی شود. نحوه ساخت آلیاژ در تجهیزات به شدت بر عملکرد خوردگی خدمات تأثیر می‌گذارد.

Fabrication and Welding Considerations

ساخت فولاد ضد زنگ

برای به حداقل رساندن خطر حساسیت در حین جوشکاری از گریدهای{0}کربن (L) کم یا گریدهای تثبیت شده (321، 347) استفاده کنید.

عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) به ندرت برای SS آستنیتی مورد نیاز است، اما بازپخت محلول برای مقاطع ضخیم توصیه می شود.

اجتناب از آلودگی آهن - ابزار اختصاصی، برس، و چرخ های آسیاب مورد نیاز است.

غیرفعال سازی در ASTM A380 / A967 باید پس از ساخت انجام شود

ساخت آلیاژ نیکل

آلیاژهای نیکل به سرعت کار می‌کنند-سخت می‌شوند - با استفاده از ابزار تیز، سرعت کمتر و تغذیه بیشتر نسبت به فولاد ضد زنگ

در جوشکاری باید از فلزات پرکننده منطبق یا همسان استفاده شود (به عنوان مثال، ERNiCrMo-4 برای C-276)

گرمای ورودی را با دقت کنترل کنید تا حساسیت منطقه تحت تأثیر حرارت (HAZ) به حداقل برسد

معمولاً نیازی به پیش گرم کردن نیست. بازپخت محلول جوشی پس از-مقاومت در برابر خوردگی در سرویس های حیاتی را بهبود می بخشد

ساخت تیتانیوم

فقط در اتمسفر بی‌اثر جوش (آرگون یا هلیوم پاکسازی) - آلودگی اکسیژن و نیتروژن باعث شکنندگی می‌شود

تشکیل داغ-در دمای بالای 480 درجه به جو بی اثر برای جلوگیری از اکسیداسیون نیاز دارد ("مقیاس آتش")

تیتانیوم با اکثر فلزات پرکننده فولاد ضد زنگ و آلیاژ نیکل در کاربردهای روکش سازگار است.

تجهیزاتی که از این آلیاژها استفاده می کنند باید با کدها و استانداردهای شناخته شده مطابقت داشته باشند. متداول ترین موارد ارجاع شده عبارتند از:

استانداردهای مواد (ASTM)

A240 / A240M - ورق فولادی ضد زنگ برای مخازن تحت فشار

A276 / A276M - میله و اشکال فولاد ضد زنگ

B574 / B575 - Hastelloy C-276 and C-22 صفحه، ورق، نوار

صفحه و لوله B443 / B444 - Inconel 625

صفحه و لوله B127 / B163 - Monel 400

B265 - نوار، ورق و صفحه تیتانیوم

کدهای طراحی

ASME BPVC بخش VIII (Div. 1 & 2) - مخازن تحت فشار بدون آتش (ایالات متحده آمریکا)

EN 13445 - مخازن تحت فشار بدون آتش (اروپا)

NACE MR0103 / ISO 17945 - مواد مقاوم در برابر خوردگی تنش سولفیدی در پالایش نفت

NACE SP{0}} کنترل خوردگی خارجی در لوله‌های زیرزمینی

نکته مهم

تنش های مجاز برای طراحی مخزن تحت فشار باید از ASME BPVC بخش II-D (یا معادل آن) در دمای طراحی گرفته شود. هرگز از خواص مکانیکی دمای اتاق به طور مستقیم برای محاسبات طراحی دمای بالا استفاده نکنید.

س: بهترین آلیاژ برای تجهیزات اسید سولفوریک چیست؟

For sulfuric acid across all concentrations, Alloy 20 is the most cost-effective choice. For hot, concentrated H₂SO₄ (>60٪، > 60 درجه)، Hastelloy C-276 یا C-22 عملکرد عالی را ارائه می دهد{4}}L SS برای H2SO4 رقیق در دمای محیط موثر است.

س: آیا می توانم از فولاد ضد زنگ 316L برای اسید هیدروکلریک استفاده کنم؟

خیر. 316فولاد ضد زنگ L در هیچ غلظت معنی‌داری در برابر اسید هیدروکلریک (HCl) مقاوم نیست. HCl باعث ایجاد حفره سریع، خوردگی شکاف و SCC در فولادهای زنگ نزن آستنیتی می شود. Hastelloy C-276 استاندارد صنعتی برای خدمات HCl است.

س: PREN چیست و چرا اهمیت دارد؟

PREN (عدد معادل مقاومت حفره‌ای) یک شاخص محاسبه‌شده است که مقاومت حفره‌ای کلرید آلیاژ را بر اساس محتوای کروم، مولیبدن و نیتروژن آن رتبه‌بندی می‌کند. PREN بالاتر=مقاومت حفره‌ای بهتر. این یک ابزار غربالگری است - نه جایگزینی برای تست خوردگی واقعی.

س: آیا تیتانیوم یا Hastelloy C-276 برای خدمات کلر بهتر است؟

هر دو آلیاژ برای سرویس کلر عالی هستند، اما شرایط متفاوتی دارند. تیتانیوم درجه 2 برای کلر مرطوب و آب کلردار تا ~ 315 درجه ترجیح داده می شود. Hastelloy C-276 برای محیط های مخلوط اسید/کلر که شرایط احیا کننده ممکن است وجود داشته باشد ترجیح داده می شود.

س: چگونه می توانم کیفیت آلیاژ را هنگام خرید تأیید کنم؟

همیشه به گزارش تست مواد (MTR / گواهی آسیاب) طبق EN 10204 نوع 3.1 یا 3.2 نیاز دارید. برای خدمات مهم، PMI (شناسایی مواد مثبت) را با استفاده از تحلیلگرهای XRF یا OES تکمیل کنید و گواهینامه مواد ASTM/ASME را تأیید کنید.

انتخاب آلیاژ مناسب برای تجهیزات پردازش شیمیایی یک تصمیم مهندسی حیاتی با پیامدهای مستقیم برای ایمنی کارخانه، قابلیت اطمینان و هزینه کل مالکیت است. ده آلیاژ بررسی شده در این راهنما - از-فولاد ضد زنگ 304 لیتری مقرون به صرفه تا{4}}Hastelloy C با کارایی بالا-276 - اکثریت وسیعی از محیط‌های خدمات شیمیایی را که در کارخانه‌های فرآیند مدرن با آن مواجه می‌شوند، پوشش می‌دهند.

عوامل اصلی تصمیم گیری واضح هستند: محیط شیمیایی خود را با جزئیات (غلظت، دما، ناخالصی ها، pH) درک کنید، داده های جداول 1-4 را به عنوان ابزار غربالگری اعمال کنید، و سپس با نمودارهای هم خوردگی، انتشارات NACE، و در صورت امکان، آزمایش کوپن در جریان فرآیند واقعی اعتبارسنجی کنید.

در صورت شک، با یک مهندس مواد واجد شرایط یا تیم فنی تامین کننده آلیاژ خود مشورت کنید. هزینه مشخصات مواد مناسب بخش کوچکی از هزینه خرابی تجهیزات است.

تماس با ما

برای در دسترس بودن آلیاژ، برگه‌های اطلاعات فنی، MTR یا توصیه‌های کاربردی{0} خاص، با تیم مهندسی مواد ما تماس بگیرید. ما صفحه، ورق، میله، لوله، اتصالات و فلنج های فولاد ضد زنگ و آلیاژ نیکل را با استانداردهای ASTM، ASME و EN در سراسر جهان عرضه می کنیم.