Hastelloy C276 εναντίον C22: Πώς να επιλέξετε για χημικό εξοπλισμό;

Για τα πιο επιθετικά μικτά-όξινα ή οξειδωτικά χημικά περιβάλλοντα,Hastelloy C22προσφέρει ανώτερη-αντοχή στη διάβρωση. Για περιβάλλοντα μείωσης οξέος - όπως υδροχλωρικό οξύ, υγρό υδροχλώριο και θειικό οξύ - και για εφαρμογές που απαιτούν αποδεδειγμένη μακροπρόθεσμη απόδοση πεδίου, το C-276 παραμένει το σημείο αναφοράς του κλάδου. Διαβάστε παρακάτω για την πλήρη σύγκριση βάσει δεδομένων.

Hastelloy C276 vs C22 How to Choose for Chemical Equipment

Οι μονάδες χημικής επεξεργασίας είναι εχθρικά περιβάλλοντα. Οξέα, χλωρίδια, οξειδωτικά μέσα και υψηλές θερμοκρασίες προσβάλλουν τα συνηθισμένα μέταλλα μέσα σε λίγες ώρες. Η επιλογή του λάθος κράματος για έναν εναλλάκτη θερμότητας, δοχείο αντιδραστήρα ή αναδευτήρα σημαίνει διαρροές που προκαλούνται από διάβρωση-, μόλυνση των ροών προϊόντων, δαπανηρές διακοπές λειτουργίας και - στη χειρότερη - καταστροφικά συμβάντα ασφαλείας.

Hastelloy C276και το C22 είναι δύο από τα πιο ευρέως καθορισμένα κράματα με βάση το νικέλιο- στον κόσμο για σοβαρές διαβρωτικές εργασίες. Και τα δύο παράγονται από τη Haynes International και καλύπτονται από τα κύρια πρότυπα ASTM και ASME. Και οι δύο προσφέρουν πολύ ανώτερη αντοχή στη διάβρωση σε σχέση με τους ανοξείδωτους χάλυβες. Ωστόσο, δεν είναι εναλλάξιμα - το καθένα έχει ξεχωριστό χημικό σχεδιασμό που το καθιστά καλύτερα προσαρμοσμένο σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα.

Αυτός ο οδηγός συγκρίνει τα C-276 και C-22 σε κάθε διάσταση που έχει σημασία για έναν σχεδιαστή χημικού εξοπλισμού: σύνθεση, αντοχή στη διάβρωση, μηχανικές ιδιότητες, συγκολλησιμότητα, ισχύοντα πρότυπα και συνολικό κόστος ιδιοκτησίας.

Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια άμεση,-πλάγια-επισκόπηση των δύο κραμάτων στις πιο κρίσιμες παραμέτρους απόφασης-.

Ιδιοκτησία	Hastelloy C-276	Hastelloy C-22
Αριθμός UNS	N10276	N06022
Πρωτογενή Στοιχεία Κραμάτων	57% Ni, 15,5% Cr, 16% Mo, 4% W	56% Ni, 22% Cr, 13% Mo, 3% W
Περιεχόμενο Chromium	14.5 – 16.5%	20.0 – 22.5%
Περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο	15.0 – 17.0%	12.5 – 14.5%
PREN (Αντίσταση σκασίματος)	~70–72	~65–68
Αντοχή σε οξειδωτικά οξέα	Καλός	Εξοχος
Μείωση της αντίστασης στα οξέα	Εξοχος	Πολύ καλό
Μικτά-Όξινα περιβάλλοντα	Πολύ καλό	Εξοχος
Τοπική αντίσταση στη διάβρωση	Πολύ καλό	Εξοχος
HAZ (Ζώνη συγκόλλησης) Ανθεκτικό στη διάβρωση.	Πολύ καλό	Εξαιρετικό βασικό πλεονέκτημα σχεδιασμού -
Μέγ. Θερμ. Συνεχούς Σέρβις.	1.040 βαθμοί (1.900 βαθμοί F) - οξειδωτικό	1.040 βαθμοί (1.900 βαθμοί F) - οξειδωτικό
Αντοχή σε εφελκυσμό (ανοπτημένη)	Μεγαλύτερο ή ίσο με 690 MPa (100 ksi)	Μεγαλύτερο ή ίσο με 690 MPa (100 ksi)
Ισχύς απόδοσης (ανοπτημένη)	Μεγαλύτερο ή ίσο με 283 MPa (41 ksi)	Μεγαλύτερο ή ίσο με 310 MPa (45 ksi)
Σχετικό Κόστος	Μέτρια (σημείο αναφοράς κλάδου)	Ελαφρώς υψηλότερο (5–15% premium)
Χρόνια Βιομηχανικής Χρήσης	60+ έτη	35+ έτη
Έγκριση υπόθεσης κωδικού ASME	Ναί	Ναί

Σημείωμα:PREN=Ισοδύναμος αριθμός αντίστασης διάτρησης (υψηλότερο=πιο ανθεκτικό). Οι τιμές είναι ενδεικτικές. επιβεβαιώστε με τις τρέχουσες προδιαγραφές ASTM / EN.

Σκεφτείτε τη σύνθεση ενός κράματος ως συνταγή. Κάθε στοιχείο παίζει έναν συγκεκριμένο ρόλο. Η κατανόηση αυτής της συνταγής σάς λέει - πριν από μια μεμονωμένη δοκιμή διάβρωσης - πού θα αποδώσει καλά κάθε κράμα και πού θα δυσκολευτεί.

Στοιχείο (wt%)	Εμβέλεια C-276	Εμβέλεια C-22	Ρόλος στην αντοχή στη διάβρωση
Νικέλιο (Ni)	Υπόλοιπο (~57%)	Υπόλοιπο (~56%)	Μέταλλο μήτρας; παρέχει ολκιμότητα, σκληρότητα και βασική αντίσταση στα οξέα
Chromium (Cr)	14.5 – 16.5	20.0 – 22.5	Σχηματίζει παθητικό φιλμ Cr2O3. Το υψηλό Cr σε C-22 ενισχύει την αντίσταση στα οξειδωτικά οξέα
Μολυβδαίνιο (Mo)	15.0 – 17.0	12.5 – 14.5	Ενισχύει το παθητικό φιλμ σε περιβάλλοντα αναγωγής/χλωρίου. Το υψηλό Mo στο C-276 βοηθά στην αντίσταση του HCl
Βολφράμιο (W)	3.0 – 4.5	2.5 – 3.5	Συνεργιστική με Mo; ενισχύει την αντίσταση στη διάβρωση με αυλάκια και ρωγμές
Σίδηρος (Fe)	4.0 – 7.0	2.0 – 6.0	Γεμιστικό? χαμηλότερο Fe σε C-22 βελτιώνει την αντίσταση στη διάβρωση εν θερμώ
Κοβάλτιο (Co)	Μικρότερο ή ίσο με 2,5	Μικρότερο ή ίσο με 2,5	Ελεγχόμενη ακαθαρσία. σταθεροποιεί τη μικροδομή
Άνθρακας (C)	Μικρότερο ή ίσο με 0,010	Μικρότερο ή ίσο με 0,015	Ο εξαιρετικά-χαμηλός C ελαχιστοποιεί την κατακρήμνιση καρβιδίου στα όρια των κόκκων (ευαισθητοποίηση)
Πυρίτιο (Si)	Μικρότερο ή ίσο με 0,08	Μικρότερο ή ίσο με 0,08	Ελεγχόμενη για την πρόληψη της ευθραυστότητας
Μαγγάνιο (Mn)	Μικρότερο ή ίσο με 1,0	Μικρότερο ή ίσο με 0,50	Ελεγχόμενη; Η περίσσεια Mn μειώνει την αντίσταση στη διάβρωση
Βανάδιο (V)	Μικρότερο ή ίσο με 0,35	-	Ιχνος; μικρή επιρροή στη δύναμη

Σημείωμα:Σύνθεση ανά ASTM B575 (πλάκα/φύλλο). Τα εύρη μπορεί να διαφέρουν ελαφρώς για σωλήνα (ASTM B622), ράβδο (ASTM B574) και εξαρτήματα (ASTM B366).

Πληροφορίες βασικής σύνθεσης:Το C-276 χρησιμοποιεί περισσότερο μολυβδαίνιο (έως 17%) για να κυριαρχήσει σε περιβάλλοντα μείωσης οξέος. Το C{7}}22 χρησιμοποιεί περισσότερο χρώμιο (έως 22,5%) για να υπερέχει σε οξειδωτικά περιβάλλοντα και περιβάλλοντα μικτών οξέων. Αυτή η μεμονωμένη αντιστάθμιση είναι η βασική αιτία σχεδόν κάθε διαφοράς απόδοσης μεταξύ των δύο κραμάτων.

Corrosion Resistance

Το υδροχλωρικό οξύ είναι ένα από τα πιο επιθετικά μέσα που συναντώνται στη χημική επεξεργασία - που χρησιμοποιείται στο τουρσί, τον έλεγχο του pH, την εξαγωγή ορυκτών και τη σύνθεση οργανικών χημικών. Είναι ένα αναγωγικό οξύ, που σημαίνει ότι προσβάλλει ενεργά το παθητικό φιλμ στα περισσότερα μέταλλα.

Συγκέντρωση HCl	Θερμοκρασία	C-276 Ρυθμός διάβρωσης	C-22 Ρυθμός διάβρωσης	Προτιμώμενη Επιλογή
1%	Βρασμός	< 0.13 mm/yr (excellent)	< 0.13 mm/yr (excellent)	Είτε; C-276 οριακή άκρη
5%	Βρασμός	< 0.51 mm/yr (very good)	0,51–1,0 mm/έτος (καλό)	C-276
10%	66 μοίρες	< 0.51 mm/yr	0,51–1,0 mm/έτος	C-276
20%	52 μοίρες	< 0.51 mm/yr	0,51–1,5 mm/έτος	C-276
37% (συγκεντρωμένο)	Περιβάλλων	Αποδεκτό (< 1.0 mm/yr)	Υψηλότερα ποσοστά	C-276

Σημείωμα:Τα δεδομένα ρυθμού διάβρωσης από τη Haynes International δημοσίευσαν δεδομένα διάβρωσης. Οι πραγματικοί ρυθμοί ποικίλλουν ανάλογα με τον αερισμό, την ταχύτητα και τους ρύπους. Τα ποσοστά κάτω από 0,13 mm/έτος θεωρούνται άριστα. 0,13–0,51 mm/έτος πολύ καλό. 0,51–1,27 mm/έτος αποδεκτό.

Ετυμηγορία - υπηρεσία HCl:Το C-276 είναι το προτιμώμενο κράμα για την υπηρεσία υδροχλωρικού οξέος, ειδικά σε συγκεντρώσεις πάνω από 5% και υψηλές θερμοκρασίες. Η υψηλότερη περιεκτικότητά του σε μολυβδαίνιο παρέχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα ρυθμού διάβρωσης.

Η συμπεριφορά του θειικού οξέος είναι πολύπλοκη: το αραιό H2SO4 μειώνεται. Το πυκνό H2SO4 είναι οξειδωτικό. Η διασταύρωση συμβαίνει γύρω στο 60-70% συγκέντρωση. Και τα δύο κράματα έχουν καλή απόδοση σε μεγάλο μέρος αυτού του εύρους, αλλά με σημαντικές διαφορές στα άκρα.

Συγκέντρωση H2SO4	Θερμοκρασία	C-276 Απόδοση	C-22 Απόδοση	Προνομιούχος
10%	Βρασμός	εξαιρετικό (< 0.13 mm/yr)	εξαιρετικό (< 0.13 mm/yr)	Είτε
30%	Βρασμός	Πολύ καλό	Εξοχος	C-22 οριακό
50%	Βρασμός	Πολύ καλό	Εξοχος	C-22
70%	Βρασμός	Καλός	Πολύ καλό	C-22
80–98%	Περιβάλλων	Δεκτός	Δεκτός	Συμβουλευτείτε μηχανικό
Μικτό H2SO4 + HCl	Ανυψωμένο	Πολύ καλό	Εξοχος	C-22

Σημείωμα:Σε μικτά ρεύματα οξέος που περιέχουν τόσο H2SO4 όσο και HCl (κοινά στην επεξεργασία χλωρίου-αλκαλίων και ορυκτών), το C-22 συνήθως υπερτερεί του C-276.

Το νιτρικό οξύ είναι έντονα οξειδωτικό. Στα οξειδωτικά οξέα, το χρώμιο είναι το κρίσιμο προστατευτικό στοιχείο - επειδή το χρώμιο σχηματίζει ένα εξαιρετικά σταθερό φιλμ οξειδίου υπό οξειδωτικές συνθήκες. Αυτό είναι όπου η περιεκτικότητα 22% σε χρώμιο του C-22 προσφέρει ένα σαφές πλεονέκτημα έναντι του 15,5% του C-276.

Ετυμηγορία - Υπηρεσία νιτρικού οξέος:Το C-22 είναι σημαντικά ανώτερο από το C-276 στην υπηρεσία νιτρικού οξέος σε όλες τις συγκεντρώσεις. Η χαμηλότερη περιεκτικότητα σε χρώμιο του C-276 έχει ως αποτέλεσμα πολύ υψηλότερους ρυθμούς διάβρωσης σε πυκνό HNO3. Για εξοπλισμό χειρισμού νιτρικού οξέος - αντιδραστήρες, συμπυκνωτές, δεξαμενές αποθήκευσης - το C-22 είναι η τυπική προδιαγραφή.

Το φωσφορικό οξύ χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή λιπασμάτων, την επεξεργασία τροφίμων και την επιφανειακή επεξεργασία. Μπορεί να περιέχει ακαθαρσίες αλογονιδίων (φθοριούχα, χλωρίδια) που επηρεάζουν δραματικά την απόδοση του κράματος.

Κατάσταση	C-276	C-22	Σύσταση
Καθαρό H3PO4 (όλες οι συγκεντρώσεις)	Εξοχος	Εξοχος	Κάθε κράμα είναι κατάλληλο
Μόλυνση H3PO4 + Cl-	Πολύ καλό	Εξοχος	C-22 προτιμάται
Μόλυνση H3PO4 + F- (υγρή-διαδικασία)	Πολύ καλό	Εξοχος	Το C{1}}22 προτιμάται - το υψηλότερο Cr ενισχύει την αντίσταση στο φθόριο
Φωσφορικό οξύ που βράζει	Εξοχος	Εξοχος	Είτε; επαληθεύστε με κουπόνι tes

Σε περιβάλλοντα που φέρουν χλώριο - θαλασσινό νερό, άλμη, χλωρίνη και πολλά ρεύματα βιομηχανικών διεργασιών - η τοπική διάβρωση (τρύπα και ρωγμές) είναι μεγαλύτερος κίνδυνος από την ομοιόμορφη διάβρωση. Ακόμη και ένα μικροσκοπικό λάκκο σε ένα τοίχωμα του αγγείου μπορεί να εξελιχθεί σε ελάττωμα-του τοιχώματος μέσα σε μήνες.

Ο ισοδύναμος αριθμός αντίστασης σκασίματος (PREN) παρέχει ένα σύνθετο μέτρο αντίστασης σε χλωριούχα σκασίματα:

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

Μετρικός	C-276	C-22	Σχόλιο
Συνεισφορά Chromium	~16	~22	Το υψηλότερο Cr δίνει στο C-22 ένα πλεονέκτημα
Συνεισφορά μολυβδαινίου (×3,3)	~53	~43	Το Higher Mo δίνει πλεονέκτημα στο C-276
Συνεισφορά βολφραμίου (×1,65)	~6.6	~5.0	Μέτρια διαφορά
Κατά προσέγγιση PREN	~70–72	~65–68	C-276 ελαφρώς υψηλότερο στην κλίμακα PREN
Πραγματική κατάταξη διάβρωσης ρωγμών	Πολύ καλό	Εξοχος	Το C-22 έχει καλύτερη απόδοση στην πράξη (πλεονέκτημα HAZ)

Σημείωμα:Παρόλο που το C-276 έχει οριακά υψηλότερο υπολογισμένο PREN, η ανώτερη αντίσταση του C-22 που επηρεάζεται από τη θερμότητα συγκόλλησης (HAZ) σημαίνει ότι έχει καλύτερη απόδοση σε πραγματικό συγκολλημένο εξοπλισμό που εκτίθεται σε χλωρίδια.

Κρίσιμη απόχρωση:Το PREN είναι ένας υπολογισμένος δείκτης με βάση τη σύνθεση. Σε συγκολλημένο εξοπλισμό - που περιγράφει σχεδόν όλα τα-χημικά δοχεία του πραγματικού κόσμου - Η ανώτερη αντοχή στη διάβρωση της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα του C-22 το καθιστά την καλύτερη πρακτική απόδοση σε περιβάλλοντα χλωρίου, παρόλο που το PREN του είναι ελαφρώς χαμηλότερο.

Όταν συγκολλάται οποιοδήποτε κράμα, η θερμότητα από τη συγκόλληση μεταβάλλει προσωρινά τη μικροδομή του μετάλλου που βρίσκεται ακριβώς δίπλα στο σφαιρίδιο συγκόλλησης - στη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-. Σε ορισμένα κράματα, αυτό προκαλεί κατακρήμνιση καρβιδίου στα όρια των κόκκων, δημιουργώντας ζώνες με εξάντληση χρωμίου- που διαβρώνονται κατά προτίμηση.

Το C-22 σχεδιάστηκε ειδικά για να ελαχιστοποιεί την ευαισθητοποίηση HAZ. Τα δεδομένα εργαστηρίου και πεδίου δείχνουν σταθερά ότι ως-συγκολλημένο το C-22 παρουσιάζει ρυθμούς διάβρωσης στο HAZ που είναι σχεδόν πανομοιότυποι με το βασικό μέταλλο. Το συγκολλημένο C-276, αν και εξακολουθεί να είναι πολύ καλό, δείχνει μια μετρήσιμα μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ των ρυθμών διάβρωσης του βασικού μετάλλου και του HAZ.

Για χημικό εξοπλισμό που πρέπει να χρησιμοποιείται σε-συγκολλημένη κατάσταση - χωρίς μετα-ανόπτηση διαλύματος συγκόλλησης - αυτός είναι συχνά ο αποφασιστικός παράγοντας για τον προσδιορισμό του C-22.

Κατάσταση	C-276 HAZ Συμπεριφορά	C-22 HAZ Συμπεριφορά
Όπως-συγκολλημένο, μείωση του οξέος	Καλός; ελαφρά επίθεση HAZ	Εξοχος; Ποσοστό HAZ ≈ βασικό μέταλλο
Ως-συγκολλημένο, υπηρεσία οξειδωτικού οξέος	Πολύ καλό	Εξοχος
Ως-συγκόλληση, υπηρεσία χλωρίου/κοψίματος	Καλός	Εξοχος
Μετα{0}}διάλυμα συγκόλλησης ανόπτηση (1.120 μοίρες WQ)	Εξοχος	Εξοχος
Απαιτείται θερμική επεξεργασία μετά-συγκόλλησης;	Συνιστάται για κρίσιμη υπηρεσία	Συχνά δεν απαιτείται

Και τα δύο κράματα προσφέρουν εξαιρετική μηχανική απόδοση για εφαρμογές δοχείων πίεσης και σωληνώσεων. Οι διαφορές είναι μέτριες, αλλά αξίζει να σημειωθούν όταν σχεδιάζετε για υπηρεσία υψηλής-πίεσης ή αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία.

Ιδιοκτησία	C-276 (Ανόπτηση)	C-22 (Ανόπτηση)	Πρότυπο δοκιμής
Αντοχή εφελκυσμού (ελάχ.)	Μεγαλύτερο ή ίσο με 690 MPa (100 ksi)	Μεγαλύτερο ή ίσο με 690 MPa (100 ksi)	ASTM E8
Ισχύς απόδοσης 0,2% (ελάχ.)	Μεγαλύτερο ή ίσο με 283 MPa (41 ksi)	Μεγαλύτερο ή ίσο με 310 MPa (45 ksi)	ASTM E8
Επιμήκυνση (ελάχ.)	Μεγαλύτερο ή ίσο με 40%	Μεγαλύτερο ή ίσο με 45%	ASTM E8
Σκληρότητα (τυπική)	Λιγότερο ή ίσο με 100 HRB	Λιγότερο ή ίσο με 100 HRB	ASTM E18
Πυκνότητα	8,89 g/cm³	8,69 g/cm³	-
Μέτρο Ελαστικότητας	205 GPa (29,8 Mpsi)	211 GPa (30,6 Mpsi)	-
Θερμική διαστολή (20–100 μοίρες)	11,2 μm/m· βαθμός	12,7 μm/m· βαθμός	ASTM E228
Θερμική αγωγιμότητα (στους 100 βαθμούς)	10.2 W/m·K	10.1 W/m·K	-
Αντοχή εφελκυσμού στους 500 βαθμούς	~550 MPa	~560 MPa	Κατά προσέγγιση
Αντοχή εφελκυσμού στους 800 βαθμούς	~ 340 MPa	~ 350 MPa	Κατά προσέγγιση

Σημείωμα:Ελάχιστες τιμές ανά ASTM B575 για πλάκα/φύλλο. Το C{3}}22 έχει ελαφρώς υψηλότερη ελάχιστη ισχύ διαρροής - ευεργετική στο σχεδιασμό του αντιδραστήρα υψηλής πίεσης. Οι τιμές σε υψηλή θερμοκρασία είναι κατά προσέγγιση από δημοσιευμένα φύλλα δεδομένων.

Και τα δύο κράματα καλύπτονται από μια ολοκληρωμένη σειρά προτύπων προϊόντων και είναι αποδεκτά από τον Κώδικα ASME Boiler and Pressure Vessel Code - μια κρίσιμη απαίτηση για δοχεία πίεσης και εναλλάκτες θερμότητας σε ελεγχόμενες βιομηχανίες παγκοσμίως.

Φόρμα προϊόντος	C-276 Πρότυπο	C-22 Πρότυπο	Περιγραφή
Πιάτο / Φύλλο / Λωρίδα	ASTM B575	ASTM B575	Επίπεδο-προϊόν έλασης για κελύφη σκαφών, κεφαλές, διαφράγματα
Σωλήνας χωρίς ραφή	ASTM B622	ASTM B622	Σωληνώσεις διεργασίας, κελύφη εναλλάκτη θερμότητας
Συγκολλημένος σωλήνας	ASTM B619	ASTM B619	Διαδρομές σωληνώσεων-μεγάλης διαμέτρου
Σωλήνας (χωρίς ραφή)	ASTM B622	ASTM B622	Σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας, συμπυκνωτές
Μπαρ / Ράβδος	ASTM B574	ASTM B574	Φλάντζες, άξονες, μπουλόνια (μη-στάνταρ)
Εξαρτήματα	ASTM B366	ASTM B366	Αγκώνες, μπλουζάκια, μειωτήρες
Σφυρήλατα	ASTM B564	ASTM B564	Ακροφύσια, φλάντζες, σώματα βαλβίδων
Σύρμα συγκόλλησης / Γεμιστικό	AWS A5.14 ERNiCrMo-4	AWS A5.14 ERNiCrMo-10	Ταίριασμα μετάλλων πλήρωσης για συγκόλληση
Ευρωπαϊκό Ισοδύναμο	2.4819	2.4602	Ονομασία EN 10
Δοχείο πίεσης ASME	Ενότητα II Μέρος Β	Ενότητα II Μέρος Β	Αποδοχή κωδικού για εξοπλισμό υπό πίεση
Κωδικός σωληνώσεων ASME	B31.3	B31.3	Σχεδιασμός σωληνώσεων διαδικασίας

Σημείωμα:Να επιβεβαιώνετε πάντα την ισχύουσα έκδοση κάθε προτύπου με τις τεχνικές προδιαγραφές σας. Ο σχεδιασμός του δοχείου πίεσης απαιτεί επίσης ισχύουσες θήκες κωδικών ASME και επιτρεπόμενες τιμές τάσης από το ASME Section II Part D.

Typical Applications in Chemical Equipment

Εξοπλισμός παραγωγής και χειρισμού υδροχλωρικού οξέος - στήλες, αντιδραστήρες, εναλλάκτες θερμότητας

Υγρό περιβάλλον υδροχλωρίου (αέριο HCl) - ιδιαίτερα σε εγκαταστάσεις VCM (μονομερές βινυλοχλωρίδιο)

Συστήματα παστοποίησης θειικού οξέος σε μέτριες συγκεντρώσεις

Πλυντήρια αποθείωσης καυσαερίων (FGD) που φέρουν - χλωριούχο-, συνθήκες μείωσης

Υπηρεσία ξινού αερίου (H2S + CO2) στην επεξεργασία πετρελαίου και φυσικού αερίου

Υπηρεσία οξικού οξέος και μυρμηκικού οξέος (μειώνοντας τα οργανικά οξέα)

Χωνευτές χαρτοπολτού και χαρτιού - περιβάλλοντα ποτών kraft

Εργοστάσια λιπασμάτων - ρεύματα θειικού και φωσφορικού αμμωνίου με ρύπους

Δοχεία φαρμακευτικής ζύμωσης όπου το HCl είναι χημική ουσία διεργασίας

Μικτά-όξινα περιβάλλοντα (H2SO4 + HNO3, H3PO4 + HF, HCl + HNO3) - κοινά σε εργοστάσια ημιαγωγών, φαρμακευτικών και εξειδικευμένων χημικών

Μείγματα νιτρικού οξέος και νιτρικού/υδροφθορικού οξέος - αποξήρανση μετάλλων, επανεπεξεργασία πυρηνικών καυσίμων

Παραγωγή χλωρίνης και υποχλωριώδους -, επεξεργασία νερού

Ως-συγκολλημένα χημικά δοχεία όπου η ανόπτηση μετά την{1}}συγκόλληση δεν είναι πρακτική ή είναι απαγορευτική-

σύνθετες πολυ-ροές διεργασιών παραγωγής φυτοφαρμάκων και ζιζανιοκτόνων -

χημική παραγωγή υψηλής-καθαρότητας - όπου η διάβρωση HAZ θα μπορούσε να προκαλέσει μεταλλική μόλυνση

Συστήματα ανάκτησης και εξουδετέρωσης αποβλήτων οξέων

Επενδύσεις δεξαμενόπλοιων θαλάσσιων χημικών - συνδυασμοί οξειδωτικού θαλασσινού νερού + χημικού φορτίου

Φαρμακευτικοί αντιδραστήρες πολλαπλών χρήσεων - που χειρίζονται μεταβαλλόμενες ροές προϊόντων

Μελέτη περίπτωσης 1: Καθορισμένος Scrubber HCl - C-276

Ένα εξειδικευμένο χημικό εργοστάσιο που λειτουργεί στήλη απορρόφησης HCl σε υγρές συνθήκες μείωσης παρουσίασε επιταχυνόμενη διάβρωση και συχνές απρόβλεπτες διακοπές λειτουργίας με χρήση ανοξείδωτου χάλυβα 316L. Μια ανασκόπηση υλικών προσδιόρισε 10% HCl στους 80 βαθμούς ως συνθήκη σέρβις. Η πλάκα και ο σωλήνας C-276 καθορίστηκαν για το κέλυφος της στήλης, τα εσωτερικά και τις σωληνώσεις σύνδεσης.

Αποτέλεσμα: Μετά από πέντε χρόνια συνεχούς σέρβις, η επιθεώρηση έδειξε ρυθμούς διάβρωσης κάτω από 0,1 mm/έτος σε όλα τα εξαρτήματα C-276, χωρίς προσβολή σκασίματος ή ρωγμών. Η προβλεπόμενη υπολειπόμενη διάρκεια ζωής υπερέβη τα 20 χρόνια - μια θεμελιώδης βελτίωση σε σχέση με τον προηγούμενο κύκλο αντικατάστασης 18 μηνών με 316L.

Μάθημα:Στην αποκλειστική υπηρεσία αναγωγικού οξέος - ιδιαίτερα HCl - C-276 υψηλότερη περιεκτικότητα σε μολυβδαίνιο παρέχει ρυθμούς διάβρωσης που το C-22 δεν μπορεί να καλύψει με ισοδύναμο κόστος. Μην προσδιορίζετε υπερβολικά το C-22 όταν το C-276 θα έχει καλύτερη απόδοση.

Μελέτη περίπτωσης 2: Καθορισμένος φαρμακευτικός αντιδραστήρας πολλαπλών- προϊόντων - C-22

Ένας κατασκευαστής φαρμακευτικών ενδιάμεσων προϊόντων χρειαζόταν έναν αντιδραστήρα με περίβλημα 10.000 λίτρων ικανό να χειρίζεται: αραιό H2SO4 για ρύθμιση του pH. υπεροξείδιο του υδρογόνου (οξειδωτικό); υποχλωριώδες νάτριο για καθαρισμό στη θέση του (CIP). και μια σειρά από οργανικά οξέα.

Ο αντιδραστήρας κατασκευάστηκε με τροχιακή συγκόλληση TIG χωρίς ανόπτηση μετά-διαλύματος συγκόλλησης. Το C-22 επιλέχθηκε με βάση την ανώτερη αντίσταση στη διάβρωση HAZ και στα τέσσερα ρεύματα διεργασίας και την απόδοσή του σε οξειδωτικά (H2O2, NaOCl) περιβάλλοντα.

Αποτέλεσμα: Η επιθεώρηση δέκα-χρόνων δεν έδειξε ανιχνεύσιμη διάβρωση σε καμία ζώνη συγκόλλησης, βασικό μέταλλο ή ακροφύσια. Ο φαρμακευτικός πελάτης πέτυχε την επικύρωση της διαδικασίας FDA χωρίς επιπλοκές που σχετίζονται με την υλική αλλαγή-.

Μάθημα:Για αντιδραστήρες πολλαπλών-υπηρεσιών που εκτίθενται τόσο σε αναγωγικά όσο και σε οξειδωτικά ρεύματα, και ιδιαίτερα για συγκολλημένες κατασκευές, το C-22 είναι συχνά η επιλογή χαμηλότερου-κίνδυνου και χαμηλότερου-κύκλου ζωής-- ακόμη και με ελαφρώς υψηλότερο αρχικό κόστος υλικού.

Μελέτη περίπτωσης 3: FGD Scrubber - Συγκρίνονται και τα δύο κράματα στην υπηρεσία

Μια εταιρεία ηλεκτροδότησης εγκατέστησε δύο πανομοιότυπα πλυντήρια αποθείωσης καυσαερίων (FGD) ταυτόχρονα: ο ένας κατασκευάστηκε από πλάκα C-276 και ο άλλος από C-22.

Το περιβάλλον υπηρεσίας περιείχε θειικό οξύ, χλωρίδια (έως 80.000 ppm Cl-) και μεταβλητό διαλυμένο οξυγόνο.

Μετά από οκτώ χρόνια υπηρεσίας, η χαρτογράφηση διάβρωσης έδειξε:

C-276 scrubber: ομοιόμορφος ρυθμός διάβρωσης 0,04–0,08 mm/έτος σε βασικό μέταλλο. 0,10–0,15 mm/έτος σε ζώνες HAZ συγκόλλησης.

C{5}}22 scrubber: ομοιόμορφος ρυθμός διάβρωσης 0,03–0,06 mm/έτος σε βασικό μέταλλο. 0,04–0,07 mm/έτος σε ζώνες HAZ συγκόλλησης - ουσιαστικά ταιριάζουν με την απόδοση του βασικού μετάλλου.

Μάθημα:Σε πολύ μολυσμένα-χλωριούχα-περιβάλλοντα μικτών-οξέων (μια κοινή συνθήκη FGD), το πλεονέκτημα HAZ του C{3}}22 μεταφράζεται σε μετρήσιμη μείωση-μακροπρόθεσμης διάβρωσης σε συγκόλληση-γειτονικές ζώνες - στις περιοχές που είναι πιο ευάλωτες στις διαρροές.

Χρησιμοποιήστε την παρακάτω λογική-βήμα προς-βήμα για να επιλέξετε το σωστό κράμα για την εφαρμογή σας. Για οριακές ή πολλαπλές-περιπτώσεις, να χρησιμοποιείτε πάντα έναν μηχανικό διάβρωσης και να ζητάτε δεδομένα δοκιμής κουπονιών από ιστότοπο-.

Βήμα 1 - Προσδιορίστε το πρωτεύον όξινο περιβάλλον.Αναγωγικά οξέα (HCl, αραιό H2SO4, HF) → C-276 είναι η πρώτη επιλογή. Οξειδωτικά οξέα (HNO3, πυκνό H2SO4, H2O2, υποχλωριώδες) → C-22 είναι η πρώτη επιλογή. Μικτά ή εναλλασσόμενα όξινα περιβάλλοντα → C-22 είναι συνήθως η ασφαλέστερη προδιαγραφή.

Βήμα 2 - Αξιολογήστε τη συγκέντρωση χλωρίου και τον κίνδυνο δημιουργίας κοιλοτήτων.Κάτω από 10.000 ppm Cl- σε μέτρια θερμοκρασία → οποιοδήποτε κράμα είναι κατάλληλο. Πάνω από 10.000 ppm Cl- ή σε θαλασσινό νερό + χημικούς συνδυασμούς → Η ανώτερη αντοχή στη διάβρωση των ρωγμών του C-22 το καθιστά προτιμότερο.

Βήμα 3 - Αξιολογήστε τις απαιτήσεις κατασκευής και συγκόλλησης.Εάν είναι δυνατή η μετά-ανόπτηση διαλύματος συγκόλλησης (PWSA) → οποιοδήποτε κράμα. επιλέξτε την απόδοση διάβρωσης. Εάν ο εξοπλισμός πρέπει να χρησιμοποιηθεί σε κατάσταση-συγκόλλησης (μεγάλα δοχεία, εργοταξιακή-κατασκευασμένες σωληνώσεις, αυστηρά χρονοδιαγράμματα) → Η αντίσταση HAZ του C-22 είναι ένα ισχυρό επιχείρημα για την επιλογή του.

Βήμα 4 - Ελέγξτε τη θερμοκρασία της διαδικασίας.Και τα δύο κράματα είναι κατάλληλα μέχρι περίπου 500 βαθμούς στις περισσότερες χημικές υπηρεσίες. Πάνω από 500 βαθμούς σε οξειδωτικές ατμόσφαιρες, και τα δύο παραμένουν βιώσιμα. Επιβεβαιώστε με το ASME Section II Part D τις επιτρεπόμενες τάσεις στη θερμοκρασία σχεδιασμού σας.

Βήμα 5 - Συντελεστής του κόστους κύκλου ζωής, όχι μόνο του κόστους υλικών.Το C-22 κοστίζει συνήθως 5–15% περισσότερο σε υλικό. Ωστόσο, εάν το C-22 εξαλείφει έναν απαιτούμενο κύκλο PWSA ή επεκτείνει το διάστημα επιθεώρησης από 3 σε 7 χρόνια, το πλεονέκτημα κόστους κύκλου ζωής μπορεί να ευνοήσει το C-22. Ζητήστε ανάλυση συνολικού κόστους ιδιοκτησίας (TCO) από τον προμηθευτή σας.

Κατάσταση Εξυπηρέτησης	Συνιστώμενο κράμα	Επίπεδο εμπιστοσύνης
Υδροχλωρικό οξύ (οποιαδήποτε συγκέντρωση, αυξημένη θερμοκρασία)	C-276	Ψηλά
Περιβάλλοντα υγρού αερίου HCl	C-276	Ψηλά
Νιτρικό οξύ (όλες οι συγκεντρώσεις)	C-22	Ψηλά
Μείγματα νιτρικού/υδροφθορικού οξέος	C-22	Ψηλά
Μικτά ρεύματα H2SO4 + HCl	C-22	Ψηλά
Καθαρό H2SO4 (αραιό, < 30%)	Είτε	Συνιστάται δοκιμή μεσαίου -
Υπηρεσία υποχλωριώδους/χλωρίνης	C-22	Ψηλά
FGD scrubber (υψηλό Cl-, μικτό οξύ)	C-22	Ψηλά
Ξινό αέριο (H2S + CO2) - χωρίς ισχυρό οξύ	C-276	Ψηλά
Ως-συγκολλημένες κατασκευές, δεν υπάρχει PWSA	C-22	Ψηλά
Αντιδραστήρας πολλαπλών-χρήσεων, που αλλάζει ροές	C-22	Μεσαία–Υψηλή
Αναγωγή οργανικών οξέων (οξικό, μυρμηκικό)	C-276	Μεσαία–Υψηλή
Ακαθαρσίες φωσφορικού οξέος + αλογονιδίου	C-22	Μέσον
Εξαιρετικός αναγωγικός + οξειδωτικός συνδυασμός	Συμβουλευτείτε τον μηχανικό - μπορεί να απαιτείται εξειδικευμένο κράμα	συγκεκριμένη περίπτωση-

Ένα συνηθισμένο λάθος στην προμήθεια είναι η αξιολόγηση των κραμάτων νικελίου αποκλειστικά με βάση το αρχικό κόστος υλικού. Για χημικό εξοπλισμό που λειτουργεί για διάρκεια σχεδιασμού 15-25 ετών, το κόστος υλικού αντιπροσωπεύει συνήθως μόνο το 20-35% του συνολικού κόστους κύκλου ζωής. Η συντήρηση, η επιθεώρηση, ο χρόνος διακοπής λειτουργίας και η αντικατάσταση οδηγούν το μεγαλύτερο μέρος των δαπανών.

Συντελεστής Κόστους	C-276	C-22
Αρχικό κόστος υλικού	Βασική γραμμή	+5 έως +15% premium
Μετά{0}}ανόπτηση διαλύματος συγκόλλησης (PWSA)	Συχνά απαιτείται για κρίσιμη υπηρεσία	Μπορεί να εξαλειφθεί - εξοικονομώντας 8–15% του κόστους κατασκευής
Συχνότητα επιθεώρησης	Τυπικά κύκλος 3-5 ετών	Μπορεί να επεκταθεί σε 5-7 χρόνια (λιγότερη επίθεση HAZ)
Αναμενόμενη διάρκεια ζωής	Εξαιρετικό σε ταιριαστά περιβάλλοντα	Εξοχος; μεγαλύτερη διάρκεια ζωής σε μικτά περιβάλλοντα
Κόστος αντικατάστασης / επισκευής	Βασική γραμμή	Παρόμοιος ή χαμηλότερος σε ορίζοντα 20 ετών
Κίνδυνος αστοχίας διάβρωσης	Χαμηλό - σε περιβάλλοντα μείωσης	Χαμηλό - σε ευρύτερο φάσμα περιβαλλόντων
Κανονιστική συμμόρφωση (ASME/FDA)	Πλήρης συμμόρφωση	Πλήρης συμμόρφωση

Ζητήστε ένα μοντέλο κόστους κύκλου ζωής 20-χρόνων από τον προμηθευτή σας. Συμπεριλάβετε το κόστος υλικού, την κατασκευή (συγκόλληση + PWSA), το πρόγραμμα επιθεώρησης και την εκτιμώμενη πιθανότητα αντικατάστασης. Σε πολλά σενάρια μικτών οξέων, το συνολικό κόστος κύκλου ζωής του C-22 είναι ίσο ή χαμηλότερο από το C-276 - παρά την υψηλότερη αρχική τιμή ανά κιλό.

Ε: Είναι το Hastelloy C-22 πάντα καλύτερο από το C-276;

Νο. C-22 υπερέχει σε οξειδωτικά, μικτά-οξέα και ως-συγκολλημένα περιβάλλοντα. Το C-276 είναι η ανώτερη επιλογή στην αποκλειστική υπηρεσία αναγωγής του οξέος - ιδιαίτερα σε περιβάλλοντα υδροχλωρικού οξέος και ξινού αερίου - όπου η υψηλότερη περιεκτικότητά του σε μολυβδαίνιο μεταφράζεται άμεσα σε χαμηλότερους ρυθμούς διάβρωσης. Κανένα από τα δύο κράματα δεν είναι γενικά ανώτερο. η σωστή επιλογή εξαρτάται αποκλειστικά από το περιβάλλον εξυπηρέτησης.

Ε: Μπορούν τα C-276 και C-22 να συγκολληθούν μεταξύ τους;

Ναί. Ανόμοια συγκόλληση C-276 έως C-22 είναι τεχνικά εφικτή. Χρησιμοποιήστε ERNiCrMo-10 (πληρωτικό C-22) ή ERNiCrMo-4 (πληρωτικό C-276) - επιβεβαιώστε με τον μηχανικό συγκόλλησης με βάση το πιο κρίσιμο περιβάλλον σέρβις. Η ανόπτηση διαλύματος μετά τη συγκόλληση συνιστάται για κρίσιμες διαβρωτικές εργασίες όπου η αντίσταση στη διάβρωση HAZ πρέπει να μεγιστοποιηθεί.

Ε: Ποια είναι η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας και για τα δύο κράματα στη χημική υπηρεσία;

Και τα δύο κράματα αξιολογούνται για συνεχή συντήρηση έως περίπου 1.040 μοίρες (1.900 βαθμοί F) σε οξειδωτικές ατμόσφαιρες ανά καθοδήγηση ASME. Ωστόσο, για την υπηρεσία υγρής χημικής διάβρωσης, οι θερμοκρασίες λειτουργίας είναι συνήθως κάτω από 300 βαθμούς. Οι επιτρεπόμενες τιμές τάσης για το σχεδιασμό του δοχείου πίεσης πρέπει να λαμβάνονται από το ASME Section II Part D στη συγκεκριμένη θερμοκρασία σχεδιασμού.

Ε: Απαιτεί κάποιο από αυτά τα κράματα ειδικό χειρισμό ή αποθήκευση;

Ναι - όπως συμβαίνει με όλα τα κράματα νικελίου, αποφύγετε την επαφή με ενώσεις που περιέχουν θείο-(γράσο, δείκτες, ταινία) σε υψηλές θερμοκρασίες, καθώς μπορεί να εμφανιστεί ευθραυστότητα του θείου. Αποθηκεύστε μακριά από ανθρακούχο χάλυβα για να αποτρέψετε τη μόλυνση από σίδηρο στην επιφάνεια, η οποία μπορεί να προκαλέσει διάβρωση. Καθαρίστε επιφάνειες μόνο με εγκεκριμένα-συμβατά καθαριστικά.

Ε: Υπάρχει ευρωπαϊκό ισοδύναμο για αυτά τα κράματα;

Ναί. Το Hastelloy C-276 αντιστοιχεί στον χαρακτηρισμό EN 2.4819 (NiMo16Cr15W). Το Hastelloy C-22 αντιστοιχεί στο EN 2.4602 (NiCr21Mo14W). Και τα δύο είναι διαθέσιμα σύμφωνα με το EN 10028-7 (επίπεδα προϊόντα) και το EN 10216-5 (σωλήνες χωρίς ραφή) όπου ισχύει.

Ε: Ποιος είναι ο τυπικός χρόνος παράδοσης για πλάκα ή σωλήνα C-276 ή C-22;

Τυπικά αποθηκευμένα είδη (πλάκα, σωλήνας σε κοινά μεγέθη) συνήθως αποστέλλονται εντός 2-6 εβδομάδων από ειδικούς διανομείς. Οι προσαρμοσμένες διαστάσεις, ο βαρύς σωλήνας τοίχου, τα σφυρήλατα και οι μη τυπικές μορφές προϊόντων ενδέχεται να απαιτούν 12–20 εβδομάδες από την παραγγελία. Επιβεβαιώστε τη διαθεσιμότητα και τους χρόνους παράδοσης με τον προμηθευτή σας νωρίς στη φάση της μηχανικής του έργου.

Ε: Υπάρχουν εναλλακτικές λύσεις για το C-276 και το C-22 εάν κανένα δεν είναι ακριβώς σωστό;

Ναί. Ανάλογα με το συγκεκριμένο περιβάλλον, οι εναλλακτικές λύσεις περιλαμβάνουν: Hastelloy C-2000 (ενισχυμένη αντίσταση οξειδωτικών οξέων), κράμα 59 (UNS N06059, πολύ υψηλό Mo + Cr), Inconel 686 (ακραία αντίσταση στα σκασίματα) και Hastelloy B-3 (υπηρεσία HCl και μείωση του οξέος χωρίς χρώμιο). Για περιβάλλοντα που συνδυάζουν υψηλή θερμοκρασία και μικτά οξέα, μπορούν επίσης να αξιολογηθούν ειδικά κράματα όπως το 625 ή το 825. Συμβουλευτείτε έναν μηχανικό διάβρωσης για περιβάλλοντα εκτός του τυπικού φακέλου λειτουργίας C-276 / C-22.

Το Hastelloy C-276 και το C-22 είναι και τα δύο εξαιρετικά υλικά - από τα πιο ανθεκτικά στη διάβρωση κράματα που διατίθενται στο εμπόριο. Το ερώτημα δεν είναι ποτέ ποιο είναι «καλύτερο γενικά», αλλά ποιο είναι κατάλληλο για τη συγκεκριμένη χημεία της διαδικασίας σας.

Επιλέξτε C-276 όταν…	Επιλέξτε C-22 όταν…
Το πρωτογενές οξύ είναι HCl ή υγρό αέριο HCl	Το πρωτογενές οξύ είναι ΗΝΟ3 ή οξειδωτικό
Η υπηρεσία μειώνεται κατά κύριο λόγο	Το περιβάλλον είναι μεικτό οξειδωτικό και αναγωγικό
Υπάρχει ξινό αέριο (H2S, CO2).	Αναμένεται έκθεση σε υποχλωριώδες ή υπεροξείδιο
Μέγιστη απόδοση προϋπολογισμού σε αντίστοιχη υπηρεσία μείωσης	Καθώς απαιτείται-συγκολλημένη κατασκευή - χωρίς PWSA
Δεκαετίες δεδομένων πεδίου στη συγκεκριμένη υπηρεσία υπάρχουν	Το σκάφος χειρίζεται πολλαπλές ή μεταβαλλόμενες ροές διεργασίας
Απαιτείται μακροπρόθεσμο ιστορικό μειώνοντας οξύ	Καθορίζεται η μέγιστη αντοχή στη διάβρωση HAZ

Και τα δύο κράματα είναι διαθέσιμα από το δίκτυο παραγωγής και διανομής μας σε πλάκες, σωλήνες, εξαρτήματα, ράβδους και σφυρηλάτηση - σύμφωνα με τα πρότυπα ASTM, ASME και EN. Η τεχνική μας ομάδα παρέχει πλήρη υποστήριξη επιλογής υλικού, πιστοποιήσεις μύλου και υπηρεσίες επιθεώρησης-από τρίτους.

Επικοινωνήστε με το τμήμα κραμάτων νικελίου για μια συμβουλή επιλογής υλικού, μια ανταγωνιστική προσφορά ή πρόσβαση στη βιβλιοθήκη δεδομένων διάβρωσης -, συμπεριλαμβανομένων των δεδομένων δοκιμής κουπονιών ειδικά για το περιβάλλον της διεργασίας σας.

Αναφορές και περαιτέρω ανάγνωση

Haynes International: Hastelloy C-276 Alloy Data Sheet (τελευταία έκδοση)

Haynes International: Hastelloy C-22 Alloy Data Sheet (τελευταία έκδοση)

ASTM B575 - Τυπική προδιαγραφή για πλάκα, φύλλο και λωρίδα χαμηλού-νικελίου άνθρακα-μολυβδαίνιο-από κράμα χρωμίου

ASTM B622 - Τυπική προδιαγραφή για χωρίς ραφή Ni και Ni-Σωλήνες και σωλήνες κράματος

ASTM B574 - Τυπική προδιαγραφή για ράβδο κράματος μολυβδαινίου με χαμηλό-νικέλιο άνθρακα-χρώμιο-

ASTM B564 - Τυπική προδιαγραφή για σφυρηλάτηση από κράμα νικελίου

ASME Section II Part B - Προδιαγραφές μη σιδηρούχων υλικών

ASME Ενότητα II Μέρος Δ - Ιδιότητες (Επιτρεπόμενες τάσεις)

Κώδικας σωληνώσεων διεργασίας ASME B31.3 -

ASM Handbook Volume 13B: Corrosion: Materials (ASM International)

NACE International / AMPP: Corrosion Data Survey - Metals Section (6th Edition)