Izdelujemo čistilni sistem za tovarno žveplove kisline z uporabo plošče in cevi Incoloy 825. Katero dodajno kovino naj uporabimo, da zagotovimo, da se zvar ujema z odpornostjo proti koroziji osnovne kovine?

1. Kemija materiala in prednost "stabilizacije titana".

V: Specifikacije cevi za naš obrat za žveplovo kislino zahtevajo UNS N08825. Kakšna je posebna vloga titana v tej zlitini in zakaj je ključnega pomena za varjene cevi v kislinski uporabi?

O: Dodatek titana (0,6–1,2 %) v Incoloy 825 ni le element v sledovih; je namenski metalurški nadzorni mehanizem, zasnovan za preprečevanje interkristalne korozije po varjenju ali izpostavljenosti toploti.

Pri standardnih nerjavnih jeklih, ko se material segreje v območju občutljivosti (približno 900–1500 stopinj F / 450–800 stopinj), se ogljik poveže s kromom, da nastanejo kromovi karbidi na mejah zrn. To izčrpa sosednja področja kroma, zaradi česar postanejo ranljiva za hitre napade v kislih okoljih-, kar je pojav, znan kot "razpadanje zvara."

V UNS N08825 ima titan večjo afiniteto do ogljika kot krom. Med toplotno obdelavo ali toplotnim ciklom varjenja se titan prednostno poveže z ogljikom, da tvori drobne, neškodljive titanove karbide (TiC). Ta proces se imenuje "stabilizacija".

Zakaj je to pomembno za kislinske cevi:
Ker titan "pobere" ogljik, krom ostane v trdni raztopini in ohranja korozijsko-odporno pasivno plast vse do meje zrn. To pomeni, da se brezšivne cevi Incoloy 825 lahko uporabljajo v -zvarjenem stanju za večino kislih storitev, ne da bi bilo potrebno po-žarjenju raztopine za varjenje za obnovitev odpornosti proti koroziji. Pri opremi za luženje in proizvodnih linijah kisline, kjer so zvari neizogibni, ta stabilizacija zagotavlja, da celoten sistem-osnovne kovine in-območje, ki je izpostavljeno toploti-, kaže enakomerno odpornost proti napadom.

2. Storitve za žveplovo in fosforno kislino

V: Zakaj je Incoloy 825 določen za cevovode pri proizvodnji žveplove in fosforne kisline namesto standardnega nerjavečega jekla 316L ali celo višjih-zlitin niklja, kot je C-276?

O: Izbira Incoloya 825 za cevovode za proizvodnjo kisline je odvisna od specifičnega ravnovesja odpornosti proti koroziji in ekonomičnosti, zlasti v "srednjem-razponu" koncentracij kisline in temperatur.

Mehanizem:

Žveplova kislina (H₂SO₄): Standardno nerjaveče jeklo 316L se ustrezno obnese v zelo razredčeni ali zelo koncentrirani žveplovi kislini pri sobni temperaturi, vendar hitro odpove v vmesnem območju koncentracij (20–60 %) pri povišanih temperaturah. Vsebnost bakra (1,5–3,0 %) in molibdena (2,5–3,5 %) v 825 deluje sinergistično in zagotavlja odpornost na to redukcijsko kislo okolje. Baker posebej izboljša pasivacijo v žveplovi kislini, kar je značilnost, ki manjka pri 316L.

Fosforna kislina (H₂PO₄): V "mokrem postopku" za proizvodnjo fosforne kisline (uporablja se za gnojila) vsebuje kislina znatne količine nečistoč, kot so kloridi, fluoridi in sadra. 316L, ki v tem okolju trpi zaradi luknjičaste in razpokane korozije. Visoka vsebnost niklja (~42 %) v zlitini 825 preprečuje razpoke zaradi kloridne napetostne korozije, medtem ko vsebnost molibdena preprečuje luknjičasto nastajanje halogenidov.

Zakaj ne C-276?
Zlitine, kot je C-276, ponujajo še višjo odpornost proti koroziji, vendar so bistveno dražje zaradi višje vsebnosti molibdena in volframa. Za večino uparjalnikov, cevi in ​​reakcijskih posod s fosforno kislino 825 zagotavlja "sweet spot"-vrhunsko zmogljivost nerjavečega jekla po nižji ceni od-visokokakovostnih nikljevih zlitin. Pogosto velja za "delovnega konja" osnovne nikljeve zlitine za kislinske storitve.

3. Oprema za dekapiranje in površinska obdelava

V: Naša linija za luženje uporablja mešanico dušikove kisline (HNO₃) in fluorovodikove kisline (HF) za odstranjevanje vodnega kamna iz nerjavnega jekla. Določimo Incoloy 825 za grelne tuljave in cevi rezervoarja. Zakaj je primeren za to agresivno mešano-kislo okolje?

O: Dekapiranje z mešanico dušikove in fluorovodikove kisline (HNO₃/HF) je eno najbolj agresivnih korozivnih okolij v kovinskopredelovalnem obratu. Ta mešanica je namenjena napadu in odstranjevanju vodnega kamna, tako da bo napadla tudi opremo, ki jo vsebuje. Incoloy 825 je izbran za to storitev zaradi svoje dvojne-zmožnosti nevarnosti: odpornost na oksidativne kisline (dušikova) in redukcijske kisline (fluorovodikova).

Dvojni mehanizem:

Krom za odpornost proti oksidaciji (HNO₃): Vsebnost kroma (19,5–23,5 %) tvori stabilen, pasiven oksidni film, ki je odporen proti močno oksidativni naravi dušikove kisline.

Nikelj in molibden za zmanjšanje odpornosti (HF): fluorovodikova kislina je redukcijska kislina, ki napada materiale z uničenjem pasivnih filmov. Visoka vsebnost niklja v 825 zagotavlja odpornost proti napadom HF. Molibden pomaga tudi pri odpornosti proti lokalni koroziji, ki jo lahko povzroči HF.

Premisleki o strojni opremi za dekapiranje:
Za opremo za luženje, kot so potopne grelne tuljave ali obtočne črpalke, mora zlitina prenesti tudi toplotno kroženje in erozijo zaradi gibanja raztopine za luženje. Medtem ko ima 825 dobro obdelovalnost, morajo proizvajalci upoštevati, da je zaradi visoke odpornosti proti koroziji oksidne obloge, ki nastanejo med vročim oblikovanjem, nekoliko težje odstraniti kot pri nerjavnem jeklu 304. Kisanjeopremo izdelal sam(za odstranitev proizvodnega kamna) zahteva močno dušikovo-fluorovodikovo kopel ali po možnosti kombinacijo alkalnega odstranjevanja vodnega kamna, ki mu sledi kislinsko dekapiranje, da se zagotovi čista, pasivna površina.

4. Specifikacije nabave (ASTM B423 v primerjavi z ASTM B163)

V: Kupujemo brezšivne cevi UNS N08825 za izmenjevalnik toplote v kemičnem procesu. Kakšna je razlika med naročanjem po ASTM B423 v primerjavi z ASTM B163 in katero bi morali navesti?

O: To je ključna razlika pri javnih naročilih. Obe specifikaciji zajemata brezšivne cevi UNS N08825, vendar veljata za različne končne uporabe in imata različne obsege pregleda.

ASTM B423 (nikelj-železo-krom-molibden-brezšivne cevi in ​​cevi iz bakrove zlitine): to je splošna specifikacija za brezšivne cevi iz zlitine 825

. Običajno se uporablja za splošne cevovodne sisteme, kot so medsebojno povezovalni cevovod v kemični tovarni ali linija za luženje. Zajema širši razpon premerov in debelin sten, primernih za tlačne cevi po ASME B31.3.

ASTM B163 (brezšivne cevi za kondenzator in toplotni-izmenjevalnik iz niklja in nikljevih zlitin): Ta specifikacija je posebej prilagojena za cevi, ki se uporabljajo v površinskih kondenzatorjih, uparjalnikih in toplotnih izmenjevalnikih

. Ključne razlike so v strožjih tolerancah dimenzij in pogosto strožjih zahtevah glede testiranja.

Tolerance: B163 običajno zahteva strožji nadzor nad zunanjim premerom (OD) in debelino stene, da se omogoči pravilno zvijanje cevi v cevne plošče.

Testiranje: B163 pogosto predpisuje posebno ne-destruktivno testiranje (vrtinčni tok ali ultrazvok), da se zagotovi, da je cev primerna za tanke-stene, visoke-zahteve celovitosti storitve prenosa toplote.

Katero navesti?

Za medsebojno povezovalne cevi (prenosne vode, razdelilnike) v obratu za kisline: navedite ASTM B423.

Za cevi izmenjevalnika toplote (dejanske cevi znotraj ohišja in cevnega izmenjevalnika): navedite ASTM B163. Če naročite cev B423 za snop cevi izmenjevalnika toplote, boste morda ugotovili, da je toleranca OD preširoka, da bi dosegli -hidravlični raztezni spoj v cevnem listu, ki ne pušča.

5. Varjenje in izdelava za kislinske storitve

V: Izdelujemo čistilni sistem za tovarno žveplove kisline z uporabo plošče in cevi Incoloy 825. Katero dodajno kovino naj uporabimo, da zagotovimo, da se zvar ujema z odpornostjo proti koroziji osnovne kovine?

O: Pri varjenju Incoloya 825 za uporabo v kislini je splošno pravilo, da zvar "pre-legiramo". Ne smete uporabljati polnilne kovine ujemajoče se sestave. Industrijsko-standardno priporočilo je uporaba dodajne kovine ERNiCrMo-3 (zlitina 625).

Zakaj polnilo Alloy 625?

Segregacija v zvarnem bazenu: Med strjevanjem zvarnega bazena lahko legirni elementi izločijo. Če ste uporabili dodano kovino, ki se ujema s kemijo 825 (Ni-Cr-Fe-Mo-Cu), se lahko zvar na koncu pojavi z lokalnimi območji, osiromašenimi z molibdenom ali bakrom, kar ustvarja prednostna mesta za napad korozije.

Višja vsebnost niklja: ERNiCrMo-3 (zlitina 625) ima višjo vsebnost niklja (~64 %) in več molibdena (9 %) kot osnovna kovina. Ta "preveč usklajena" kemija zagotavlja, da ima zvarni nanos odpornost proti koroziji, ki je vsaj enakovredna in pogosto boljša od osnovne kovine 825 v kislem okolju. Deluje kot "blažilnik korozije".

Fazna stabilnost: Kemija polnila 625 je bolj metalurško stabilna v -zvarjenem stanju in se upira nastajanju škodljivih faz, ki bi jih lahko napadla vroča kislina.

Najboljše prakse izdelave:

Čistost: Nikljeve zlitine so dovzetne za krhkost zaradi kontaminantov. Prepričajte se, da na območju varjenja ni maščob, olja in označevalnih spojin. Oznake brušenja morajo biti čiste, saj lahko umazanija z železom uniči pasivno plast.

Vnos toplote: nadzorujte vnos toplote, da se izognete čezmernemu kopičenju toplote. Za preprečitev vročih razpok je priporočljiv zmeren vnos toplote z nadzorovano temperaturo vmesnega prehoda (običajno pod 300 stopinj F / 150 stopinj).