1. Hastelloy C-2000 buvo sukurtas kaip „universalus“ korozijai atsparus lydinys. Kokia specifinė kompozicijos naujovė išskiria jį nuo pirmtako C-276 (UNS N10276) ir kaip tai paverčia išplėstomis cheminio apdorojimo galimybėmis?
C-2000 naujovė yra apgalvotas, subalansuotas jos chemijos optimizavimas, kad oksiduojančią ir redukuojančią korozinę terpę būtų galima geriau nei bet kuris ankstesnis lydinys. Tai pasiekiama naudojant dviejų fazių stiprinimo ir pasyvavimo sistemą.
Kompozicijos skirtumas prieš C-276:
C-276 (Mo-Cr sistema): ~16 % Mo, ~16 % Cr, ~4 % W, balansas Ni.
C-2000 (Mo-Cu-Cr sistema): ~16 % Mo, ~1,6 % Cu, ~23 % Cr, Ni balansas. (Pastaba: volframas pašalinamas).
Inžinerinė logika ir našumo vertimas:
Vario (Cu) pridėjimas: tai pagrindinė naujovė. Varis yra labai veiksmingas redukuojant, ne{1}}oksiduojančią rūgštinę aplinką, ypač sieros rūgštį (H2SO4) ir vandenilio fluorido rūgštį (HF). Nors C-276 gerai redukuoja rūgštis, C-2000 vario kiekis užtikrina laipsnišką patobulinimą, todėl jis yra geriausias lydinys įvairioms sieros rūgšties koncentracijoms ir temperatūroms.
Padidėjęs chromo (Cr) kiekis: padidinus chromo kiekį nuo ~16% iki ~23%, žymiai padidėja atsparumas oksiduojančiai korozinei terpei. Tai pagerina veikimą aplinkoje, kurioje yra oksiduojančių druskų (Fe³⁺, Cu²⁺), azoto rūgšties (HNO3), chloro, chromo rūgšties ir deguonies prisotintų tirpalų.
Volframo (W) pašalinimas: volframas prisideda prie kieto -tirpalo stiprumo ir atsparumo duobėms, tačiau jį pašalinus supaprastinta metalurgija, todėl Mo{1}}Cu-Cr balansas gali būti optimizuotas nerizikuojant žalingam tarpmetalinės fazės susidarymui.
Rezultatas: C-2000 efektyviai išplečia „saugaus proceso langą“ korozijos izo{5}}diagramoje. Gamykla gali naudoti C-2000 vamzdynus proceso srautui, kuriame chemija gali svyruoti tarp redukcijos ir oksidacijos būsenų, arba kur vėliau sieros rūgšties aptarnavimas gali būti pakeistas į plovimą azoto rūgštimi, sumažinant medžiagų gedimo riziką. Tai sumažina dviejų medžiagų sistemų arba pernelyg konservatyvių (ir brangių) pasirinkimų, pvz., tantalo vamzdžių mišrių rūgščių paslaugoms, poreikį.
2. Kokiais konkrečiais, sudėtingais cheminio apdorojimo tikslais C-2000 vamzdis turi aiškų ekonominį ir techninį pranašumą prieš nerūdijantį plieną C-276 arba daug silicio turintį nerūdijantį plieną?
C-2000 pranašumas yra aiškiausias procesuose, kuriuose dalyvauja sieros rūgštis, mišrios rūgštys arba stipriai oksiduojantys chloridai, ypač kai temperatūra, koncentracija ar kintamumas stumia kitas medžiagas iki savo ribų.
Sieros rūgšties gamyba ir tvarkymas:
Application: Pipework for oleum (fuming sulfuric acid), concentrated H₂SO₄ (>90%), o vidutinės koncentracijos rūgštis liečiasi su oksiduojančiomis priemaišomis.
Privalumas prieš C-276: Dėl vario didesnis korozijos greitis karštoje, koncentruotoje sieros rūgštyje. Privalumas prieš didelio Si nerūdijančio plieno (pvz., S32615): daug geresnis lankstumas, pagaminamumas ir atsparumas staigiam gedimui dėl praskiedimo rūgštimi arba oksidacijos sutrikimų.
Farmacinė ir smulkioji cheminė sintezė:
Taikymas: reaktoriaus įkrovimo linijos, perdavimo vamzdynai ir motininio tirpalo kilpų apdorojimo kompleksas, kelių{0}}pakopų sintezė, apimanti sieros rūgštį, druskos rūgštį ir oksiduojančius agentus (pvz., nitratų druskas) iš eilės arba kaip mišiniai.
Privalumas: viena C-2000 vamzdynų sistema gali atlikti kelis proceso etapus, supaprastinant įrenginio projektavimą ir pašalinant kryžminio užteršimo riziką medžiagų perėjimo taškuose. Taip pat naudingas jo valomumas ir lygus paviršiaus apdaila.
Taršos kontrolė ir atliekų deginimas:
Taikymas: gesinimo sistemos, valymo kontūro vamzdynai ir karštų, šlapių, chloro{0}}turinčių išmetamųjų dujų su svyruojančiais deguonies ir rūgštiniais rasos taškais tvarkymui.
Privalumas: Didelis chromo kiekis geriau atsparus stipriai oksiduojančioms chloro dujoms ir kondensuotai druskos rūgščiai nei C-276, tuo pačiu išlaikant gerą atsparumą chlorido įbrėžimams.
Plaušienos ir popieriaus balinimo gamyklos:
Naudojimas: Vamzdynas chloro dioksido (ClO₂) ir mišraus chloro/oksidatoriaus srautams.
Privalumas: puikus atsparumas stipriai oksiduojantiems, rūgštiems chloro junginiams, palyginti su daugeliu kitų nikelio lydinių.
Ekonominis pagrindimas: nors C-2000 kaina didesnė nei C-276 (dažnai 15–30 %), jos naudojimas pateisinamas:
Pailgintas įrangos eksploatavimo laikas: mažesnis korozijos laipsnis reiškia ilgesnius keitimo intervalus.
Sutrumpintas techninės priežiūros ir prastovos laikas: didesnis tolerancijos procesas sutrikimams.
Dizaino supaprastinimas: nebereikės vamzdžių išklotų arba sudėtingų kelių medžiagų{0}}sistemų.
3. Kokie yra gamybos požiūriu kritiniai C-2000 vamzdžių suvirinimo ir po-suvirinimo terminio apdorojimo reikalavimai, siekiant užtikrinti, kad jo atsparumas korozijai atitiktų malūninio atkaitinimo sąlygas?
Kaip ir visi didelio -molibdeno „C-serijos“ lydiniai, netinkamai suvirintas C-2000 yra jautrus mikrostruktūros degradacijai karščio -veikiamoje zonoje (HAZ). Tikslas yra išsaugoti jo vienos fazės{6}}kietojo tirpalo struktūrą.
Suvirinimo svarstymai:
Užpildas metalas: turi būti naudojamas atitinkamos sudėties užpildas, paprastai ERNiCrMo-10 (AWS A5.14). Šis užpildas yra specialiai sukurtas C-2000, kurio sudėtyje yra vario ir daug chromo, kad atitiktų netauriųjų metalų korozijos savybes.
Švara: būtina fanatiška švara. Užteršimas nuo geležies, sieros arba žemos -lydymosi- temperatūros elementų sukels suvirinimo defektus ir (arba) smarkiai sumažins atsparumą korozijai. Naudokite tam skirtus, švarius įrankius ir šepečius.
Šilumos įvesties valdymas: naudokite mažo šilumos tiekimo ir stringer karoliukų metodus. Venkite audimo. Palaikykite žemą tarplaidinę temperatūrą (paprastai < 200 F / 93 laipsnių). Tai sumažina laiką, kurį HAZ praleidžia jautrinimo diapazone (~1200 laipsnių F - 1600 laipsniai F / 650 laipsnių - 870 laipsniai), kur gali nusodinti kenksmingos chromo- ir molibdeno{10}}turtingos intermetalinės fazės (μ-fazė).
Po{0}}suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT):
Ar visada reikia? Plonasienių Tačiau daugeliui proceso vamzdynų tai yra labai rekomenduojama arba reikalaujama pagal specifikacijas.
Reikalingas PWHT: pilnas tirpalo atkaitinimas. Agregatas turi būti šildomas iki tirpalo atkaitinimo temperatūros diapazono 2050 F - 2150 laipsnio F (1120 laipsnių - 1175 laipsnių F), palaikomas pakankamai ilgai (paprastai 30–60 minučių vienam storio coliui), po to greitai gesinamas vandenyje.
Paskirtis: šis apdorojimas aukštoje -temperatūroje ištirpina bet kokias μ-fazes arba karbido nuosėdas, susidariusias HAZ suvirinimo metu, atkuriant vienalytę, vienfazę{2}}mikrostruktūrą, visiškai atsparią korozijai.
Patikrinimas: esant svarbioms sistemoms, tikslinga atlikti ASTM G28 metodo A (ar panašius) korozijos bandymus su suvirinimo siūlei, paimtai iš gamybinės suvirinimo siūlės, siekiant patvirtinti, kad HAZ atsparumas atitinka netauriųjų metalų.
4. Nurodant vamzdį C-2000 naujam projektui, kokie yra esminiai medžiagų sertifikavimo ir bandymo reikalavimai, siekiant užtikrinti, kad tiekiamas gaminys atitiktų lydinio eksploatacinių savybių kilmę?
Atsižvelgiant į tai, kad jis taikomas svarbioms paslaugoms, viešieji pirkimai turi būti{0}}pagrįsti tiksliais dokumentais.
Pirminės medžiagos specifikacija: ASTM B622 besiūliams vamzdžiams arba ASTM B619 suvirintam vamzdžiui. Tai nurodo bazinės medžiagos specifikaciją ASTM B574 strypui ir B575 plokštėms (suvirintam vamzdžiui).
Privalomi malūno bandymo ataskaitos (MTR / CMTR) sertifikavimo reikalavimai:
Chemijos patvirtinimas: pilna kaušo ir produkto analizė, tikrinant pagrindinius elementus: Ni, Cr, Mo, Cu ir kritiškai žemą C (<0.01% max).
Lydymo praktika: Vakuuminio indukcinio lydymo (VIM) sertifikatas, po kurio atliekamas vakuuminis lankinis perlydymas (VAR) arba elektro{0}}šlako perlydymas (ESR). Dėl homogeniškumo ir mažo tarpinio puslapio elementų-su to negalima derėtis.
Terminis apdorojimas: sertifikatas, kad galutinis produktas buvo atkaitintas tirpalu ir užgesintas vandeniu pagal ASTM standartą.
Mechaninės savybės: tempimo, išeigos, pailgėjimo ir kietumo duomenys.
Neardomasis tyrimas (NDE):
Besiūliai: 100 % ultragarsinis bandymas (UT) pagal ASTM A578 arba lygiavertį išilginiams ir skersiniams defektams.
Suvirintas: 100 % išilginės suvirinimo siūlės radiografinis tyrimas (RT) arba automatinis ultragarsinis testavimas (AUT).
Hidrostatinio bandymo ataskaita.
Neprivalomas, bet labai rekomenduojamas papildomas bandymas:
Korozijos bandymo kupono duomenys: užklausa ASTM G28 metodo A (Streicher testas) arba ASTM G48 metodo A (geležies chlorido duobėjimo bandymas), atlikto su pavyzdžiu iš gamybos šilumos, rezultatų. Tai suteikia empirinį atsparumo korozijai įrodymą.
Tarpgranulinės atakos (IGA) testas: suvirintam vamzdžiui – bandymo kuponas, kuriame yra suvirinimo siūlė ir HAZ, atliktas korozijos bandymas, pvz., ASTM G28.
Pirkimo specifikacijos pavyzdys:
*"Hastelloy C-2000 (UNS N06200) besiūlis vamzdis į ASTM B622, tvarkaraštis 40S. Dvigubas lydymas (VIM+VAR). Atkaitintas tirpalas ir užgesintas vandeniu . 100 % ultragarsinis tyrimas per S1 Kalibravimas pagal SE-213. Sertifikuotas MTR / CMTR, įskaitant mechaninį apdorojimą, šilumą ir DE ataskaitas. ASTM G28 metodas Reikalingi bandymo duomenys iš šilumos partijos."*
5. Žvelgiant į ateitį, kokie besikuriantys pramonės sektoriai ar aplinkosaugos technologijos skatina C-2000 vamzdynų sistemų naudojimą?
C-2000 galimybių derinys puikiai dera su atšiauriomis, sudėtingomis cheminėmis medžiagomis, randamomis naujos kartos energijos ir aplinkos procesuose.
Pažangus baterijų ir svarbių mineralų perdirbimas:
Taikymas: išplovimo, valymo ir elektrolitų regeneravimo vamzdynai ličio-jonų akumuliatoriuje ir retųjų žemių elementų perdirbime. Šiuose procesuose katodo medžiagoms ištirpinti naudojamos agresyvios sulfato{2} rūgštys, dažnai su oksidatoriais, pvz., vandenilio peroksidu. C-2000 efektyviai susidoroja su mišria redukuojančia / oksiduojančia sulfato aplinka.
Žalias vandenilis per protonų mainų membranos (PEM) elektrolizę:
Naudojimas: vamzdynas sistemos deguonies išsiskyrimo pusėje, kuri apima labai oksiduojančias sąlygas, žemą pH ir demineralizuotą vandenį esant aukštesnei temperatūrai ir slėgiui.
Loginis pagrindas: nors vandenilio pusėje gali būti naudojamas nerūdijantis plienas, anodinė deguonies pusė yra labai ėsdinanti. Dėl didelio chromo kiekio C-2000 jis yra kandidatas į šią sunkią paslaugą.
Anglies dioksido surinkimas, panaudojimas ir saugojimas (CCUS):
Taikymas: vamzdynai pažangiose tirpikliais{0}}pagrįstose surinkimo sistemose (pvz., naudojant amino druskas arba joninius skysčius), kurios gali suirti į karščiui -stabilias druskas, kurios yra labai ėsdinančios, ypač esant nuėmiklio/perkaitinimo temperatūrai ir slėgiui. C-2000 yra tvirtas barjeras nuo šių sudėtingų, dažnai chlorido turinčių, rūgštinių šalutinių produktų.
Atliekos-į-energiją ir biomasės dujinimą:
Naudojimas: sintetinių dujų aušinimo ir valymo linijos, kuriose redukuojančioje atmosferoje dujose yra korozinių medžiagų, tokių kaip HCl, H₂S ir lakiųjų sunkiųjų metalų, kurios vėliau gali oksiduotis gesinant ar apdorojant.
Priežastis: platus C-2000 pajėgumų diapazonas užtikrina saugumo ribą nuo svyruojančios dujų sudėties ir agresyvių kondensatų susidarymo.
Pažangioji farmacinė ir nuolatinio srauto chemija:
Taikymas: Moduliniai, daugiafunkciniai vamzdynų stovai, skirti didelės-vertės, mažos{2}}apimties gamybai, kai reikalinga viena itin atspari korozijai-medžiaga, užtikrinanti produkto grynumą įvairiose cheminėse medžiagose ir užkertanti kelią kryžminiam-užteršimui.
Šiose ribose C-2000 yra ne tik pakaitalas, bet ir įgalinanti medžiaga, leidžianti inžinieriams sukurti kompaktiškesnius, efektyvesnius ir patikimesnius procesus, kurie būtų nepatvirtinti dėl ankstesnės kartos lydinių korozijos apribojimų.
