1. Hemija materijala i prednost "stabilizacije titanijuma".
P: Naša specifikacija cjevovoda postrojenja za proizvodnju sumporne kiseline zahtijeva UNS N08825. Koja je specifična uloga titana u ovoj leguri i zašto je kritična za zavarene cijevi u kiseloj službi?
O: Dodatak titana (0,6–1,2%) u Incoloy 825 nije samo element u tragovima; to je namjerni metalurški kontrolni mehanizam dizajniran da spriječi intergranularnu koroziju nakon zavarivanja ili termičkog izlaganja.
U standardnim nerđajućim čelicima, kada se materijal zagreje u opsegu osetljivosti (približno 900–1500 stepeni F / 450–800 stepeni), ugljenik se kombinuje sa hromom da bi se formirali hrom karbidi na granicama zrna. Ovo iscrpljuje susjedna područja hroma, ostavljajući ih ranjivim na brze napade u kiselim sredinama-fenomen poznat kao "raspad zavara".
U UNS N08825, titanijum ima veći afinitet prema ugljeniku nego hrom. Tokom termičke obrade ili toplotnog ciklusa zavarivanja, titanijum se prvenstveno kombinuje sa ugljenikom da bi formirao sićušne, neškodljive titanijum karbide (TiC). Ovaj proces se naziva "stabilizacija".
Zašto je ovo važno za cijevi za kiselinu:
Pošto titanijum "čisti" ugljenik, hrom ostaje u čvrstom rastvoru, održavajući pasivni sloj-otporan na koroziju sve do granice zrna. To znači da se bešavne cijevi ili cijevi Incoloy 825 mogu koristiti u -zavarenom stanju za većinu kiselih usluga bez potrebe za žarenjem nakon{4}}otopinom zavarivanja kako bi se povratila otpornost na koroziju. Za opremu za kiseljenje i linije za proizvodnju kiseline gdje su zavari neizbježni, ova stabilizacija osigurava da cijeli sistem-prosti metal i zona utjecaja topline-pokažu ujednačenu otpornost na napade.
2. Servis sumporne i fosforne kiseline
P: Zašto je Incoloy 825 specificiran za cijevi u proizvodnji sumporne i fosforne kiseline preko standardnog nehrđajućeg čelika 316L ili čak nikla višeg{2}}legura kao što je C-276?
O: Izbor Incoloy 825 za cijevi za proizvodnju kiseline svodi se na specifičnu ravnotežu otpornosti na koroziju i ekonomičnosti, posebno u "srednjem-oponu" koncentracija kiselina i temperatura.
Mehanizam:
Sumporna kiselina (H₂SO₄): Standardni nehrđajući čelik 316L ima adekvatan učinak u vrlo razrijeđenoj ili vrlo koncentriranoj sumpornoj kiselini na sobnoj temperaturi, ali brzo ne uspijeva u rasponu srednjih koncentracija (20-60%) na povišenim temperaturama. Sadržaj bakra (1,5–3,0%) i molibdena (2,5–3,5%) u 825 djeluju sinergijski kako bi pružili otpornost na ovu redukujuću kiselu sredinu. Bakar posebno pojačava pasivizaciju u sumpornoj kiselini, karakteristika koja nedostaje 316L.
Fosforna kiselina (H₂PO₄): U "vlažnom procesu" za proizvodnju fosforne kiseline (koja se koristi za gnojiva), kiselina sadrži značajne količine nečistoća kao što su hloridi, fluoridi i gips{0}}L pati od rupičaste i pukotine korozije u ovom okruženju. Visok sadržaj nikla u leguri 825 (~42%) otporan je na pucanje hloridnim naponom od korozije, dok je sadržaj molibdena otporan na pucanje od halogenida.
Zašto ne C-276?
Legure poput C-276 nude još veću otpornost na koroziju, ali su znatno skuplje zbog većeg sadržaja molibdena i volframa. Za većinu isparivača, cijevi i reakcionih posuda za fosfornu kiselinu, 825 pruža "slatku točku"-superiorne performanse u odnosu na nehrđajući čelik po nižoj cijeni od najkvalitetnijih legura nikla-. Često se smatra "radnim konjem" početne legure nikla za kisele usluge.
3. Oprema za kiseljenje i površinska obrada
P: Naša linija za kiseljenje koristi mješavinu dušične kiseline (HNO₃) i fluorovodične kiseline (HF) za uklanjanje kamenca iz nehrđajućeg čelika. Specificiramo Incoloy 825 za kalemove za grijanje i cijevi rezervoara. Šta ga čini pogodnim za ovu agresivnu mješovitu{3}}kiselinsku sredinu?
O: Kiseljenje mješavinom dušične i fluorovodonične kiseline (HNO₃/HF) jedno je od najagresivnijih korozivnih sredina u postrojenju za preradu metala. Ova mješavina je dizajnirana da napada i uklanja kamenac, tako da će napadati i opremu koja ga sadrži. Incoloy 825 je odabran za ovu uslugu zbog svoje dvostruke-mogućnosti prijetnje: otpornosti na oksidirajuće kiseline (azotne) i reducirajuće kiseline (fluorovodonične).
Dvostruki mehanizam:
Krom za otpornost na oksidaciju (HNO₃): Sadržaj hroma (19,5-23,5%) formira stabilan, pasivni oksidni film koji je otporan na visoko oksidirajuću prirodu dušične kiseline.
Nikl i molibden za smanjenje otpornosti (HF): Fluorovodonična kiselina je redukujuća kiselina koja napada materijale uništavajući pasivne filmove. Visok sadržaj nikla u 825 pruža otpornost na HF napad. Molibden također pomaže u otpornosti na lokaliziranu koroziju koju HF može izazvati.
Razmatranja hardvera za kiseljenje:
Za opremu za kiseljenje, kao što su uranjajući grijači ili cirkulacijske pumpe, legura također mora izdržati termički ciklus i eroziju zbog kretanja otopine za kiseljenje. Iako 825 ima dobru obradivost, proizvođači bi trebali imati na umu da je zbog njegove visoke otpornosti na koroziju, kamenac oksida koji se formira tokom vrućeg oblikovanja nešto teže ukloniti nego na nehrđajućem čeliku 304. Kiseljenjesama fabrikovana oprema(da bi se uklonio proizvodni kamenac) zahtijeva jaku azotnu-fluorovodičnu kupku ili, po mogućnosti, kombinaciju alkalnog uklanjanja kamenca nakon čega slijedi kiselo kiseljenje kako bi se osigurala čista, pasivna površina.
4. Specifikacije nabavke (ASTM B423 naspram ASTM B163)
P: Kupujemo bešavne cijevi UNS N08825 za izmjenjivač topline u hemijskom procesu. Koja je razlika između naručivanja prema ASTM B423 u odnosu na ASTM B163, i koji bismo trebali navesti?
O: Ovo je kritična razlika u nabavci. Obje specifikacije pokrivaju bešavne cijevi UNS N08825, ali se primjenjuju na različite krajnje namjene i imaju različite opsege inspekcije.
ASTM B423 (Nikal-Gvožđe-Krom-Molibden-Bešavne cijevi i cijevi od legure bakra): Ovo je opća specifikacija za bešavne cijevi od legure 825
. Obično se koristi za opšte sisteme cevovoda, kao što su međusobno povezivanje cevovoda u hemijskom postrojenju ili linija za kiseljenje. Pokriva širi raspon prečnika i debljina stijenki pogodnih za tlačne cijevi prema ASME B31.3.
ASTM B163 (Bešavni kondenzator nikla i legure nikla i cijevi za izmjenjivanje topline{1}}): Ova specifikacija je posebno prilagođena cijevima koje se koriste u površinskim kondenzatorima, isparivačima i izmjenjivačima topline
. Ključne razlike leže u strožim dimenzionalnim tolerancijama i često strožim zahtjevima testiranja.
Tolerancije: B163 obično zahtijeva strožu kontrolu vanjskog prečnika (OD) i debljine stijenke kako bi se omogućilo pravilno valjanje cijevi u listove cijevi.
Ispitivanje: B163 često nalaže specifična ne-destruktivna ispitivanja (vrtložna struja ili ultrazvučna) kako bi se osiguralo da je cijev prikladna za zahtjeve tankog zida, visokog-zahtjeva za prijenos topline sa visokim-stinama.
Koje navesti?
Za međusobno povezivanje cijevi (transferne linije, razdjelnici) u postrojenju za kiselinu: Navedite ASTM B423.
Za cijevi izmjenjivača topline (stvarne cijevi unutar izmjenjivača školjke i cijevi): Navedite ASTM B163. Ako naručite cijev B423 za snop cijevi izmjenjivača topline, možda ćete otkriti da je tolerancija OD preširoka da biste postigli -nepropusni hidraulički ekspanzioni spoj u cijevnom listu.
5. Zavarivanje i izrada za kiselinu
P: Izrađujemo sistem za pročišćavanje za postrojenje za proizvodnju sumporne kiseline koristeći ploču i cijev Incoloy 825. Koji dodatni metal treba da koristimo da osiguramo da metal vara odgovara otpornosti na koroziju osnovnog metala?
O: Prilikom zavarivanja Incoloy 825 za kiselinu, opšte pravilo je da se zavar "preko- legira. Ne biste trebali koristiti metal za punjenje odgovarajućeg sastava. Industrijska{4}}standardna preporuka je da se koristi ERNiCrMo-3 (Alloy 625) dodatni metal.
Zašto Alloy 625 punilo?
Segregacija u bazenu zavarivanja: Tokom skrućivanja zavarenog bazena, legirajući elementi se mogu odvojiti. Ako ste koristili dodatni metal koji odgovara hemiji 825 (Ni-Cr-Fe-Mo-Cu), naslaga zavara može završiti s lokaliziranim područjima osiromašenim molibdenom ili bakrom, stvarajući preferencijalna mjesta napada korozije.
Veći sadržaj nikla: ERNiCrMo-3 (legura 625) ima veći sadržaj nikla (~64%) i veći molibden (9%) od osnovnog metala. Ova "previše usklađena" hemija osigurava da naslaga šava ima otpornost na koroziju barem jednaku, a često i bolju od osnovnog metala 825 u kiselim sredinama. Djeluje kao "bafer korozije".
Fazna stabilnost: 625 hemija punila je metalurški stabilnija u -zavarenom stanju i otporna je na stvaranje štetnih faza koje bi mogle biti napadnute vrućom kiselinom.
Najbolje prakse u proizvodnji:
Čistoća: Legure nikla su osjetljive na krhkost zbog zagađivača. Uvjerite se da je područje zavarivanja očišćeno od masti, ulja i smjesa za označavanje. Oznake od brušenja moraju biti čiste, jer kontaminacija gvožđem može uništiti pasivni sloj.
Unos toplote: Kontrolišite unos toplote kako biste izbegli prekomerno nakupljanje toplote. Preporučuje se umeren unos toplote sa kontrolisanom temperaturom međuprolaza (obično ispod 300 stepeni F / 150 stepeni) kako bi se sprečilo vruće pucanje.
Post-Čišćenje zavara: Nakon zavarivanja, toplotna nijansa mora biti uklonjena brušenjem ili luženjem kako bi se obnovila potpuna otpornost površine na koroziju.
