Mēs izgatavojam skrubera sistēmu sērskābes ražotnei, izmantojot Incoloy 825 plāksni un cauruli. Kādu pildmetālu mums vajadzētu izmantot, lai nodrošinātu, ka metinātais metāls atbilst parastā metāla izturībai pret koroziju?

1. Materiālu ķīmija un "titāna stabilizācijas" priekšrocības

J: Mūsu sērskābes rūpnīcas cauruļvadu specifikācijai ir nepieciešams UNS N08825. Kāda ir titāna īpašā loma šajā sakausējumā, un kāpēc tas ir ļoti svarīgi metinātām caurulēm skābes lietošanā?

A: Incoloy 825 titāna piedeva (0,6–1,2%) nav tikai mikroelements; tas ir apzināts metalurģijas kontroles mehānisms, kas paredzēts, lai novērstu starpkristālu koroziju pēc metināšanas vai termiskās iedarbības.

Standarta nerūsējošajos tēraudos, kad materiāls tiek uzkarsēts līdz sensibilizācijas diapazonam (aptuveni 900–1500 grādi F / 450–800 grādi), ogleklis savienojas ar hromu, veidojot hroma karbīdus pie graudu robežām. Tas noārda blakus esošās hroma zonas, padarot tās neaizsargātas pret strauju uzbrukumu skābā vidē{5}}. Šo parādību sauc par "metināšanas sabrukšanu".

Saskaņā ar UNS N08825 titānam ir lielāka afinitāte pret oglekli nekā hromam. Termiskās apstrādes vai metināšanas siltuma cikla laikā titāns vislabāk savienojas ar oglekli, veidojot sīkus, nekaitīgus titāna karbīdus (TiC). Šo procesu sauc par "stabilizāciju".

Kāpēc tas ir svarīgi skābes cauruļvadiem:
Tā kā titāns "attīra" oglekli, hroms paliek cietā šķīdumā, saglabājot pret koroziju izturīgo -pasīvo slāni līdz pat graudu robežai. Tas nozīmē, ka Incoloy 825 bezšuvju cauruli vai caurules var izmantot kā-metinātā stāvoklī lielākajai daļai skābes pakalpojumu, neprasot pēc-atlaidināšanu ar metināšanas šķīdumu, lai atjaunotu izturību pret koroziju. Kodināšanas iekārtām un skābes ražošanas līnijām, kur metinātas šuves ir neizbēgamas, šī stabilizācija nodrošina, ka visa sistēmas-parastā metāla-ietekmētā zona-uzrāda vienmērīgu izturību pret uzbrukumiem.

2. Sērskābes un fosforskābes pakalpojums

J: Kāpēc Incoloy 825 ir paredzēts cauruļvadiem sērskābes un fosforskābes ražošanā, salīdzinot ar standarta 316L nerūsējošā tērauda vai pat augstākas -klases niķeļa sakausējumiem, piemēram, C-276?

A: Incoloy 825 izvēle skābes ražošanas cauruļvadiem ir saistīta ar īpašu izturību pret koroziju un ekonomiku, jo īpaši skābes koncentrācijas un temperatūras "vidējā -diapazonā".

Mehānisms:

Sērskābe (H2SO4): Standarta 316L nerūsējošais tērauds labi darbojas ļoti atšķaidītā vai ļoti koncentrētā sērskābē apkārtējās vides temperatūrā, bet tas ātri sabojājas vidējā koncentrācijas diapazonā (20–60%) paaugstinātā temperatūrā. Vara (1,5–3,0 %) un molibdēna (2,5–3,5 %) saturs 825 darbojas sinerģiski, lai nodrošinātu izturību pret šo reducējošo skābo vidi. Varš īpaši uzlabo pasivāciju sērskābē, kas nav raksturīga 316 litriem.

Fosforskābe (H₂PO₄): Fosforskābes ražošanas "slapjā procesā" (izmanto mēslošanas līdzekļiem) skābe satur ievērojamu daudzumu piemaisījumu, piemēram, hlorīdus, fluorīdus, un ģipsis. 316L šajā vidē cieš no punktveida un plaisu korozijas. Sakausējuma 825 augstais niķeļa saturs (~42%) ir izturīgs pret hlorīda sprieguma korozijas plaisāšanu, savukārt molibdēna saturs ir izturīgs pret halogenīdu radītajām bedrēm.

Kāpēc ne C-276?
Tādi sakausējumi kā C-276 piedāvā vēl lielāku izturību pret koroziju, taču tie ir ievērojami dārgāki, jo ir lielāks molibdēna un volframa saturs. Lielākajai daļai fosforskābes iztvaicētāju, cauruļu un reakcijas tvertņu 825 nodrošina izcilu veiktspēju -nerūsējošajam tēraudam par zemāku cenu nekā augstākās klases niķeļa sakausējumi. To bieži uzskata par "darba zirgu" sākuma līmeņa niķeļa sakausējumu skābes pakalpojumiem.

3. Kodināšanas iekārtas un virsmas apstrāde

J: Mūsu kodināšanas līnijā nerūsējošā tērauda atkaļķošanai tiek izmantots slāpekļskābes (HNO₃) un fluorūdeņražskābes (HF) maisījums. Apkures spirālēm un tvertnes cauruļvadiem mēs norādām Incoloy 825. Kas padara to piemērotu šai agresīvajai jauktajai -skābajai videi?

A: Kodināšana ar slāpekļskābes un fluorūdeņražskābes maisījumu (HNO₃/HF) ir viena no agresīvākajām vidēm metālapstrādes rūpnīcā. Šis maisījums ir paredzēts, lai uzbruktu un noņemtu katlakmens, tāpēc tas uzbruks arī aprīkojumam, kas to satur. Šim pakalpojumam ir izvēlēts Incoloy 825, jo tam ir divējāda -draudu iespēja: izturība pret oksidējošām skābēm (slāpekļskābe) un reducējošām skābēm (fluorūdeņražskābe).

Divkāršais mehānisms:

Hroms oksidēšanas rezistencei (HNO₃): hroma saturs (19,5–23,5%) veido stabilu, pasīvu oksīda plēvi, kas pretojas slāpekļskābes izteikti oksidējošajai dabai.

Niķelis un molibdēns pretestības samazināšanai (HF): Fluorūdeņražskābe ir reducējoša skābe, kas uzbrūk materiāliem, iznīcinot pasīvās plēves. Augstais niķeļa saturs 825 nodrošina izturību pret HF uzbrukumu. Molibdēns arī palīdz pretoties lokālai korozijai, ko var izraisīt HF.

Kodināšanas aparatūras apsvērumi:
Kodināšanas iekārtām, piemēram, iegremdējamās sildīšanas spoles vai cirkulācijas sūkņiem, sakausējumam arī jāiztur termiskā cikliskums un erozija, ko izraisa kodināšanas šķīduma kustība. Lai gan 825 ir laba apstrādājamība, ražotājiem jāņem vērā, ka tā augstās izturības pret koroziju dēļ karstās formēšanas laikā radušos oksīda nogulsnes ir nedaudz grūtāk noņemt nekā no 304 nerūsējošā tērauda. Kodināšanapašu izgatavoto aprīkojumu(lai noņemtu ražošanas nogulsnes) nepieciešama spēcīga slāpekļa -fluorūdeņraža vanna vai, vēlams, sārmainas atkaļķošanas kombinācija, kam seko skābes kodināšana, lai nodrošinātu tīru, pasīvu virsmu.

4. Iepirkuma specifikācijas (ASTM B423 pret ASTM B163)

J: Mēs pērkam bezšuvju UNS N08825 cauruli siltummainim ķīmiskajā procesā. Kāda ir atšķirība starp pasūtīšanu uz ASTM B423 un ASTM B163, un kuru mums vajadzētu norādīt?

A: Šī ir būtiska iepirkuma atšķirība. Abas specifikācijas attiecas uz UNS N08825 bezšuvju caurulēm, taču tās attiecas uz dažādiem gala lietojumiem, un tām ir dažādas pārbaudes jomas.

ASTM B423 (niķeļa-dzelzs-hroma-molibdēna-vara sakausējuma bezšuvju caurule un caurule): šī ir vispārīgā specifikācija 825. sakausējuma bezšuvju caurulēm.

. To parasti izmanto vispārējām cauruļvadu sistēmām, piemēram, cauruļvadu savienošanai ķīmiskajā rūpnīcā vai kodināšanas līnijā. Tas aptver plašāku diametru un sienu biezuma diapazonu, kas piemērots spiediena cauruļvadiem atbilstoši ASME B31.3.

ASTM B163 (bezšuvju niķeļa un niķeļa sakausējuma kondensators un siltummaiņa caurules): šī specifikācija ir īpaši pielāgota caurulēm, ko izmanto virsmas kondensatoros, iztvaicētājos un siltummaiņos.

. Galvenās atšķirības slēpjas stingrākās izmēru pielaidēs un bieži vien stingrākās testēšanas prasībās.

Pielaides: B163 parasti ir nepieciešama stingrāka ārējā diametra (OD) un sienas biezuma kontrole, lai nodrošinātu pareizu caurules velmēšanu cauruļu loksnēs.

Testēšana: B163 bieži nosaka īpašu nesagraujošu testēšanu (virpuļstrāvas vai ultraskaņas), lai pārliecinātos, ka caurule ir piemērota plānās -sienu, augstām-viengabalainības prasībām siltuma pārneses pakalpojumam.

Kuru norādīt?

Cauruļu savienošanai (pārvades līnijas, kolektori) skābes ražotnē: norādiet ASTM B423.

Siltummaiņa caurulēm (faktiskās caurules korpusa un cauruļu siltummaiņa iekšpusē): norādiet ASTM B163. Ja pasūtāt B423 cauruli siltummaiņa cauruļu komplektam, iespējams, OD pielaide ir pārāk liela, lai caurules loksnē izveidotu noplūdes drošu hidraulisko izplešanās savienojumu.

5. Metināšana un izgatavošana skābes servisam

J: Mēs izgatavojam skrubera sistēmu sērskābes ražotnei, izmantojot Incoloy 825 plāksni un cauruli. Kādu pildmetālu mums vajadzētu izmantot, lai nodrošinātu, ka metinātais metāls atbilst parastā metāla izturībai pret koroziju?

A: Metinot Incoloy 825 skābes lietošanai, vispārējais noteikums ir "pār-leģēt" metinājumu. Jums nevajadzētu izmantot atbilstošu kompozīcijas pildvielu metālu. Nozares-standarta ieteikums ir izmantot ERNiCrMo-3 (625. sakausējuma) pildvielu.

Kāpēc Alloy 625 pildviela?

Segregācija metinātajā vannā: metināšanas baseina sacietēšanas laikā leģējošie elementi var atdalīties. Ja izmantojāt pildmetālu, kas atbilst 825. ķīmijai (Ni-Cr-Fe-Mo-Cu), metināšanas nogulsnes var beigties ar lokalizētiem apgabaliem, kuros ir izsmelts molibdēns vai varš, radot ieteicamas korozijas uzbrukuma vietas.

Lielāks niķeļa saturs: ERNiCrMo-3 (sakausējums 625) satur augstāku niķeļa saturu (~64%) un vairāk molibdēna (9%) nekā parastajam metālam. Šī "pārspīlētā" ķīmija nodrošina, ka metinātās šuves izturība pret koroziju ir vismaz līdzvērtīga un bieži vien labāka par parasto metālu 825 skābā vidē. Tas darbojas kā "korozijas buferis".

Fāzes stabilitāte: 625 pildvielas ķīmija ir metalurģiski stabilāka metinātā stāvoklī-un pretojas kaitīgu fāžu veidošanās, ko var ietekmēt karstā skābe.

Ražošanas labākā prakse:

Tīrība: Niķeļa sakausējumi ir jutīgi pret piesārņotāju izraisītu trauslumu. Pārliecinieties, vai metināšanas zonā nav smērvielu, eļļas un marķēšanas savienojumiem. Slīpēšanas pēdām jābūt tīrām, jo ​​dzelzs piesārņojums var sabojāt pasīvo slāni.

Siltuma padeve: kontrolējiet siltuma padevi, lai izvairītos no pārmērīgas siltuma uzkrāšanās. Lai novērstu karstu plaisāšanu, ir ieteicama mērena siltuma ievade ar kontrolētu starpplūsmas temperatūru (parasti zem 300 °F/150 grādiem).