Valmistamme rikkihappotehtaan pesurijärjestelmää käyttäen Incoloy 825 -levyä ja -putkea. Mitä täytemetallia tulisi käyttää varmistaaksemme, että hitsausmetalli vastaa perusmetallin korroosionkestävyyttä?

1. Materiaalikemia ja "Titanium Stabilization" -etu

K: Rikkihappotehtaan putkistomäärittelymme edellyttää UNS N08825:tä. Mikä on titaanin erityinen rooli tässä lejeeringissä, ja miksi se on kriittinen hitsattujen putkien kannalta happokäytössä?

V: Incoloy 825:ssä oleva titaanilisäys (0,6–1,2 %) ei ole vain hivenaine; se on tarkoituksellinen metallurginen ohjausmekanismi, joka on suunniteltu estämään rakeiden välinen korroosio hitsauksen tai lämpöaltistuksen jälkeen.

Tavallisissa ruostumattomissa teräksissä, kun materiaali kuumennetaan herkistymisalueelle (noin 900–1500 astetta F / 450–800 astetta), hiili yhdistyy kromiin muodostaen kromikarbideja raerajoilla. Tämä kuluttaa vierekkäisiä kromialueita ja jättää ne alttiiksi nopealle hyökkäykselle happamissa ympäristöissä-, mikä tunnetaan "hitsauksen hajoamisena".

UNS N08825:ssä titaanilla on suurempi affiniteetti hiileen kuin kromilla. Lämpökäsittelyn tai hitsauksen lämpösyklin aikana titaani mieluiten yhdistyy hiilen kanssa muodostaen pieniä, vaarattomia titaanikarbideja (TiC). Tätä prosessia kutsutaan "vakauttamiseksi".

Miksi tällä on merkitystä happoputkille:
Koska titaani "poistaa" hiiltä, ​​kromi pysyy kiinteässä liuoksessa ja säilyttää korroosionkestävän -passiivikerroksen raerajaan asti. Tämä tarkoittaa, että Incoloy 825 saumatonta putkea tai putkia voidaan käyttää hitsattuina useimmissa happopalveluissa ilman, että vaaditaan jälki-hitsausliuoshehkutusta korroosionkestävyyden palauttamiseksi. Peittauslaitteissa ja hapon tuotantolinjoissa, joissa hitsaukset ovat väistämättömiä, tämä stabilointi varmistaa, että koko järjestelmän-jalometallin ja lämmön{7}}vaikutusvyöhyke- kestää tasaisesti hyökkäyksiä.

2. Rikki- ja fosforihappopalvelu

K: Miksi Incoloy 825 on määritelty putkistoon rikki- ja fosforihapon tuotannossa tavallisen 316L ruostumattoman teräksen tai jopa korkeamman -luokan nikkeliseosten, kuten C-276:n, sijaan?

V: Incoloy 825:n valinta hapon tuotantoputkistoon perustuu tiettyyn korroosionkestävyyden ja taloudellisuuden tasapainoon, erityisesti happopitoisuuksien ja lämpötilojen "keskialueella"{1}}.

Mekanismi:

Rikkihappo (H2SO4): Standardi 316L ruostumaton teräs toimii hyvin hyvin laimeassa tai erittäin väkevässä rikkihapossa ympäristön lämpötiloissa, mutta se epäonnistuu nopeasti keskikonsentraatioalueella (20–60 %) korkeissa lämpötiloissa. 825:n kupari (1,5–3,0 %) ja molybdeeni (2,5–3,5 %) toimivat synergistisesti vastustamaan tätä pelkistävää happoa. Kupari tehostaa erityisesti passivointia rikkihapossa, mikä ominaisuus puuttuu 316 litrasta.

Fosforihappo (H₂PO4): Fosforihapon tuotannon "märkäprosessissa" (käytetään lannoitteissa) happo sisältää merkittäviä määriä epäpuhtauksia, kuten klorideja, fluorideja ja kipsi{0}}L kärsii piste- ja rakokorroosiosta tässä ympäristössä. Alloy 825:n korkea nikkelipitoisuus (~ 42 %) vastustaa kloridin jännityskorroosiohalkeilua, kun taas molybdeenipitoisuus vastustaa halogenidien aiheuttamaa pistesyöpymistä.

Miksei C-276?
Seokset, kuten C-276, tarjoavat vielä paremman korroosionkestävyyden, mutta ne ovat huomattavasti kalliimpia suuremman molybdeeni- ja volframipitoisuuden vuoksi. Suurimmassa osassa fosforihappohaihduttimista, putkista ja reaktioastioista 825 tarjoaa "sweet spot"-ylivoimaisen suorituskyvyn kuin ruostumaton teräs halvemmalla kuin huippuluokan nikkeliseokset. Sitä pidetään usein "työhevosena" lähtötason nikkeliseoksena happopalveluissa.

3. Peittauslaitteet ja pintakäsittely

K: Peittauslinjamme käyttää typpihapon (HNO₃) ja fluorivetyhapon (HF) seosta ruostumattoman teräksen kalkinpoistoon. Määrittelemme Incoloy 825 lämmityspatterien ja säiliön putkistoon. Mikä tekee siitä sopivan tähän aggressiiviseen sekoitettuun-happoympäristöön?

V: Peittaus typpi- ja fluorivetyhapon seoksella (HNO₃/HF) on yksi aggressiivisimmin syövyttävistä ympäristöistä metallinkäsittelylaitoksessa. Tämä seos on suunniteltu hyökkäämään ja poistamaan kalkkia, joten se hyökkää myös sitä sisältäviin laitteisiin. Incoloy 825 on valittu tähän palveluun sen kaksinkertaisen-uhan vuoksi: se kestää hapettavia happoja (typpi) ja pelkistäviä happoja (fluorivety).

Kaksoismekanismi:

Kromi hapettumiskestävyyteen (HNO₃): Kromipitoisuus (19,5–23,5 %) muodostaa vakaan, passiivisen oksidikalvon, joka vastustaa typpihapon voimakkaasti hapettavaa luonnetta.

Nikkeli ja molybdeeni vähentämään vastusta (HF): Fluorivetyhappo on pelkistävä happo, joka hyökkää materiaaleihin tuhoamalla passiivisia kalvoja. 825:n korkea nikkelipitoisuus tarjoaa vastustuskyvyn HF-hyökkäykselle. Molybdeeni auttaa myös vastustamaan paikallista korroosiota, jonka HF voi aiheuttaa.

Peittauslaitteiston huomioitavaa:
Peitauslaitteissa, kuten upotuslämmityspatterit tai kiertovesipumput, metalliseoksen on kestettävä myös peittausliuoksen liikkeestä johtuva lämpökierto ja eroosio. Vaikka 825:llä on hyvä työstettävyys, valmistajien tulee huomioida, että sen korkean korroosionkestävyyden vuoksi kuumamuovauksen aikana muodostunut oksidihilse on jonkin verran vaikeampi poistaa kuin 304 ruostumattomasta teräksestä. Peittausitse valmistettuja laitteita(valmistushilseen poistamiseksi) edellyttää vahvaa typpi-fluorivetyhaudetta tai mieluiten emäksistä kalkinpoistoa, jota seuraa happopeittaus puhtaan ja passiivisen pinnan varmistamiseksi.

4. Hankintavaatimukset (ASTM B423 vs. ASTM B163)

K: Ostamme saumatonta UNS N08825 putkea lämmönvaihtimeen kemiallisessa prosessissa. Mitä eroa on ASTM B423:n ja ASTM B163:n tilaamisen välillä, ja kumpi meidän tulisi määrittää?

V: Tämä on kriittinen hankintaero. Molemmat spesifikaatiot kattavat saumattomat UNS N08825 -putket, mutta niitä sovelletaan eri loppukäyttöihin ja niillä on eri tarkastusalueet.

ASTM B423 (nikkeli-rauta-kromi-molybdeeni-kupariseoksesta valmistettu saumaton putki ja putki): Tämä on seoksen 825 saumattomien putkien yleiset tiedot

. Sitä käytetään tyypillisesti yleisissä putkistojärjestelmissä, kuten kemiantehtaan putkistojen yhdistämisessä tai peittauslinjassa. Se kattaa laajemman halkaisija- ja seinäpaksuusalueen, jotka sopivat paineputkistoon ASME B31.3:n mukaan.

ASTM B163 (saumaton nikkeli- ja nikkeliseoksesta valmistetut lauhdutin- ja lämmönvaihdinputket): Tämä eritelmä on erityisesti räätälöity pintalauhduttimissa, höyrystimissä ja lämmönvaihtimissa käytettäviä putkia varten.

. Tärkeimmät erot ovat tiukemmat mittatoleranssit ja usein tiukemmat testausvaatimukset.

Toleranssit: B163 vaatii tyypillisesti tiukempaa ulkohalkaisijan (OD) ja seinämän paksuuden hallintaa, jotta putki voidaan rullata kunnolla putkilevyiksi.

Testaus: B163 vaatii usein erityistä -tuhoamatonta testausta (pyörrevirta tai ultraääni) varmistaakseen, että putki soveltuu ohutseinämäisiin, korkeisiin-eheysvaatimuksiin lämmönsiirtopalvelussa.

Kumpi määritellään?

Putkien (siirtolinjat, jakoputket) yhdistäminen happolaitoksessa: Määritä ASTM B423.

Lämmönvaihdinputket (todelliset putket vaipan ja putkivaihtimen sisällä): Määritä ASTM B163. Jos tilaat B423-putken lämmönvaihtimen putkinipulle, saatat huomata, että ulkohalkaisijan toleranssi on liian leveä, jotta putkilevyssä olisi vuototiivis hydraulinen laajennusliitos.

5. Hitsaus ja valmistus happopalvelua varten

K: Valmistamme rikkihappotehtaan pesurijärjestelmää käyttämällä Incoloy 825 -levyä ja -putkea. Mitä täytemetallia tulisi käyttää varmistaaksemme, että hitsausmetalli vastaa perusmetallin korroosionkestävyyttä?

V: Hitsattaessa Incoloy 825:tä happokäyttöön, yleinen sääntö on "yli-seostaa" hitsi. Älä käytä sopivaa koostumusta täyteainemetallia. Alan -vakiosuositus on käyttää ERNiCrMo-3 (Alloy 625) -täytemetallia.

Miksi Alloy 625 -täyteaine?

Erottaminen hitsausaltaassa: Hitsausuuman jähmettymisen aikana seosaineet voivat erottua. Jos käytit 825:n kemiaa vastaavaa täytemetallia (Ni-Cr-Fe-Mo-Cu), hitsausmassa saattaa päätyä paikallisiin molybdeenin tai kuparin sisältämiin alueisiin, jolloin muodostuu suositeltavia korroosiohyökkäyskohtia.

Korkeampi nikkelipitoisuus: ERNiCrMo-3 (Seos 625) sisältää korkeampi nikkelipitoisuus (~ 64 %) ja korkeampi molybdeeni (9 %) kuin perusmetallissa. Tämä "yli-sovitettu" kemia varmistaa, että hitsauskerroksen korroosionkestävyys on vähintään yhtä suuri ja usein parempi kuin 825-perusmetalli happamissa ympäristöissä. Se toimii "korroosiopuskurina".

Vaiheen stabiilisuus: 625-täyteaineen kemia on metallurgisesti vakaampi hitsatussa tilassa ja kestää haitallisten faasien muodostumista, joita kuuma happo voi hyökätä.

Parhaat valmistuskäytännöt:

Puhtaus: Nikkeliseokset ovat herkkiä epäpuhtauksien haurastumiselle. Varmista, että hitsausalueella ei ole rasvaa, öljyä ja merkintäyhdisteitä. Hiontajälkien tulee olla puhtaita, koska rautakontaminaatio voi pilata passiivikerroksen.

Lämmönsyöttö: Säädä lämmöntuottoa liiallisen lämmön kertymisen välttämiseksi. Kohtalaista lämmönsyöttöä, jossa on säädelty välilämpötila (yleensä alle 300 astetta F / 150 astetta), suositellaan kuumahalkeilun estämiseksi.