1. Hastelloy C-2000 buvo specialiai sukurtas siekiant išplėsti „saugaus proceso langą“ už C-276 ir C-22. Kokia yra unikali Ni-Cr-Mo-Cu chemija, kuria tai pasiekiama, ir kokia yra praktinė, reali chemijos gamyklos inžinieriaus reikšmė?
C-2000 naujovė yra apgalvota, optimizuota dviejų mechanizmų legiravimo strategija, kuri aktyviai kovoja su abiem redoksinės korozijos spektro galais veiksmingiau nei bet kuris ankstesnis lydinys.
Unikali chemija:
Didelis chromo kiekis (Cr ~ 23 %): užtikrina geriausią--klasėje atsparumą oksiduojančioms terpėms (azoto rūgščiai, geležies / vario jonams, šlapiam chlorui, chromo rūgščiai). Tai pranoksta ir C-276 (~16 % Cr), ir C-22 (~ 22 % Cr).
Didelis molibdeno kiekis (Mo ~ 16 %): palaiko esminį aukštą atsparumo redukuojančioms rūgštims (druskos rūgštims, sieros rūgštims redukuojančiomis sąlygomis) ir, svarbiausia, chlorido -sukeltai duobių ir plyšių korozijai, lygį.
Strateginis vario papildymas (Cu ~ 1,6%): tai yra pagrindinis skirtumas. Varis žymiai pagerina sieros rūgšties (H2SO₄) veikimą įvairiose koncentracijų ir temperatūrų diapazonuose, taip pat pagerina atsparumą vandenilio fluorido (HF) ir fosforo rūgštims. Jokiame kitame C-šeimos lydinyje nėra tyčinio vario.
Nikelio bazė (Ni ~ 59%): Suteikia lanksčią, stabilią FCC matricą.
Praktinė reikšmė gamyklos inžinieriui:
Tai reiškia precedento neturintį veiklos lankstumą ir rizikos mažinimą:
Atsparumas proceso sutrikimams: Įrenginys, suprojektuotas su C-2000 įranga, gali geriau atlaikyti atsitiktinį deguonies patekimą, užteršimą oksiduojančiomis valymo priemonėmis arba žaliavos kintamumą, nerizikuojant pražūtingais korozijos laipsniais, pastebėtais naudojant labiau specializuotus lydinius.
Įvairios paskirties gamyklos projektavimas: vieną C-2000 reaktorių arba vamzdyną galima saugiai naudoti kelioms skirtingoms procesų kampanijoms-pvz., sieros rūgšties-reakcijai, po kurios plovimas azoto rūgštimi-nereikia keisti medžiagų. Tai neįkainojama kelių produktų smulkiosios chemijos ar farmacijos gamyklose.
Pailgintas įrangos eksploatavimo laikas sudėtinguose srautuose: atliekant tokius procesus kaip metalo atgavimas, pažangus baterijų perdirbimas arba sudėtinga organinė sintezė, kai sraute yra mišrių rūgščių, halogenidų ir oksiduojančių šalutinių produktų, C-2000 subalansuotas atsparumas užtikrina ilgesnį ir labiau nuspėjamą tarnavimo laiką. Tai pašalina poreikį spėlioti, ar aplinka yra „grynoji oksiduojanti“, ar „grynoji redukcija“.
2. For a welded C-2000 pipe system in a sulfuric acid concentrator operating at >90 % koncentracija ir aukšta temperatūra, kokie yra specifiniai suvirinimo, po-suvirinimo terminio apdorojimo ir tikrinimo protokolai, siekiant užtikrinti, kad suvirinimo zonos vientisumas atitiktų aukščiausios kokybės netauriųjų metalų atsparumą korozijai?
Suvirinimas yra potencialus Achilo kulnas; jo vientisumas turi būti užtikrintas pagal aukščiausius standartus, kad būtų pateisinama medžiagos kaina.
Suvirinimo protokolas:
Užpildas metalas: ERNiCrMo-10 (AWS A5.14) yra vienintelis teisingas pasirinkimas. Šis užpildas yra specialiai sukurtas taip, kad atitiktų C-2000 sudėtį, įskaitant jame esantį vario kiekį. Naudojant C-276 užpildą (ERNiCrMo-4), būtų sukurtas suvirinimo metalas be vario, mažesnio chromo kiekio, todėl jis būtų anodinis ir pažeidžiamas šioje sunkioje oksiduojančioje sulfato aplinkoje.
Technika: Autogeninis GTAW (TIG), skirtas šaknų praėjimui, idealiai tinka grynumui. Naudokite stringer karoliukus, mažą šilumos įvedimą ir griežtą tarptakų temperatūros ribą (<200°F / 93°C) to minimize time in the sensitization range (1200-1600°F / 650-870°C).
Po{0}}suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT):
Privalomas viso tirpalo atkaitinimas: C-2000 esant kritinei karštų rūgščių paslaugai, PWHT neprivaloma; tai yra reikalavimas. Agregatas turi būti pašildytas iki 2050 laipsnių F - 2150 laipsnių F (1120 laipsnių - 1175 laipsnių), laikomas ir greitai gesinamas vandeniu.
Paskirtis: ištirpina visas mu (μ) fazės arba chromo karbido nuosėdas, kurios galėjo susidaryti HAZ, atkuriant vienalytę, vienos fazės{0}} mikrostruktūrą, visiškai atsparią korozijai. Didelio-skersmens suvirintų vamzdžių atveju tai atliekama vamzdžių malūne ant išilginės siūlės. Lauko apskritiminės suvirinimo siūlės yra didelis iššūkis, todėl dažnai reikia vietinio tirpalo atkaitinimo naudojant indukcinį kaitinimą ir gesinimą.
Patikrinimo ir patikros protokolas:
100 % radiografija (RT): išilginių ir visų apskritiminių siūlių.
Skysčio prasiskverbimo bandymas (PT): ant visų suvirintų paviršių.
Galutinis testas: suvirinimo lakšto korozijos testas. Didelės vertės{1}}projekto atveju nurodykite, kad gamybiniam suvirinimo siūlei (įskaitant suvirinimo siūlę ir HAZ) būtų taikomas ASTM G28 A metodas ir (arba) specifinis paslaugos{3}}bandymas (pvz., verdant sieros rūgštį, kai projekte esanti koncentracija). Priėmimo kriterijus turi būti griežtas: korozijos greitis suvirinimo -paveiktoje zonoje neviršija netauriojo metalo greičio daugiau nei 0,5 mylių per metus (mpy).
3. Kodėl naudojant naujas ekologiškas technologijas, pvz., ličio-jonų baterijų perdirbimą (hidrometalurgiją) arba tam tikras koncentruotos saulės energijos (CSP) sistemas, C-2000 vertinamas kaip pagrindinė statybinė medžiaga ir kokius konkrečius korozijos iššūkius jis sprendžia?
C-2000 subalansuotas portfelis puikiai dera su naujomis, griežtomis ir dažnai svyruojančiomis naujos kartos energijos sistemų cheminėmis medžiagomis.
Ličio{0}}jonų baterijų perdirbimas (hidrometalurgija):
Procesas: Juodoji masė (susmulkinti akumuliatoriai) išplaunama sieros rūgštimi (H2SO4), beveik visada naudojant oksidatorių, pvz., vandenilio peroksidą (H₂O2), kad ištirptų kobaltas, nikelis, manganas ir litis.
Korozijos iššūkis: labai oksiduojantis karštas sulfato tirpalas, turintis didelį ir kintantį redokso potencialą. Nerūdijantis plienas greitai genda. C-276 gali nukentėti nuo nepriimtinai didelės korozijos stipriomis oksidacinėmis sąlygomis.
C-2000 kraštas: Jo labai daug chromo (23%) susidoroja su peroksido ir oksidacijos sąlygomis, o jo Mo+Cu derinys puikiai tinka karštoje sieros rūgšties matricoje. Tai neabejotinai geriausias galimas kaltinis lydinys, skirtas šiam specifiniam išplovimo kontūro vamzdynui, reaktoriams ir filtravimo sistemoms.
Koncentruota saulės energija (CSP) su išlydytomis druskomis:
Procesas: Išlydytos nitratų druskos (pvz., saulės druska: 60 % NaNO₃, 40 % KNO₃) naudojamos kaip šilumos perdavimo skystis esant 1050° F+ (565° +).
Korozijos iššūkis: Karšti nitratai oksiduojasi ir gali sukelti nerūdijančio plieno įtempių korozijos įtrūkimus (SCC). Druskose dažnai yra priemaišų, tokių kaip chloridai ir sulfatai.
C-2000 m. potencialus vaidmuo: nors ir ne aukštos temperatūrosstiprumolydinys, pvz., 800H, C-2000 išskirtinai didelis Cr ir Ni kiekis, užtikrina puikų nitratų druskų atsparumą oksidacijai ir SCC. Jis tiriamas dėl mažesnio įtempimo komponentų išlydytos druskos laikymo ir perdavimo sistemose (vamzdynuose, vožtuvų korpusuose, indų įdėkluose), kur jo atsparumas korozijai gali žymiai pailginti nerūdijančio plieno tarnavimo laiką.
4. Kokie yra unikalūs iššūkiai ir išlaidų veiksniai, susiję su didelių komponentų gamyba iš C-2000 plokštės ar vamzdžio, palyginti su įprastesniu C-276?
Aukščiausios kokybės C-2000 našumas yra proporcingas kainai ir gamybos sudėtingumui.
Viešųjų pirkimų ir medžiagų sąnaudų veiksniai:
Aukščiausios kokybės legiravimo elementas: dėl didelio chromo, molibdeno ir vario kiekio C-2000 plokštės / vamzdžio žaliavos kaina yra 25–40% didesnė nei C-276.
Riboti malūnų šaltiniai: mažiau pasaulinių gamyklų gamina kvalifikuotą C-2000, o dar mažiau turi didelę patirtį suvirinant jį į vamzdžius arba gaminant sudėtingus indus. Tai sumažina konkurenciją ir gali pailginti pristatymo laiką.
Užpildo metalo kaina ir prieinamumas: ERNiCrMo-10 viela yra specialus produktas, žymiai brangesnis ir mažiau prieinamas nei įprasti užpildai, tokie kaip ERNiCrMo-4.
Gamybos iššūkiai ir kaštų veiksniai:
Suvirinimo patirtis: reikalingi suvirintojai, sertifikuoti pagal rečiau įprastą, labai specifinę procedūrą. Sunkiau rasti gamintojus, turinčius įrodytą C-2000 patirtį.
Po-suvirinimo terminio apdorojimo pajėgumas: C-2000 tirpalo atkaitinimo temperatūra yra aukščiausia daugelio komercinių terminio apdorojimo įrenginių riba. Pakankamai didelės krosnies radimas, kad tilptų didelės laivo sekcijos arba vamzdžių ritės, galinčios išlaikyti 2150 laipsnių F temperatūrą ir gesinti vandenį, yra pagrindinė logistikos kliūtis ir didelis išlaidų centras.
-Suvirinimas vietoje ir PWHT: lauko jungčių atveju vietinio tirpalo atkaitinimas tiksliai kontroliuojant temperatūrą ir greitą gesinimą yra didelės-rizikos ir didelių{2}} sąnaudų operacija, kuriai reikalingi specializuoti rangovai.
Kokybės užtikrinimas: išsamesnis korozijos bandymas, reikalingas suvirinimo kuponams, prailgina projekto laiką ir išlaidas.
Bendros sąnaudos: bendra C-2000 sistemos įdiegimo kaina gali būti 1,5–2,5 karto didesnė nei lygiavertės C-276 sistemos. Ši investicija yra pateisinama tik tada, kai C-276 našumas būtų nežymus, kai proceso lankstumas yra svarbiausias arba kai korozijos gedimo pasekmės yra katastrofiškos.
5. Kokios papildomos medžiagos kilmės dokumentai ir bandymai, išskyrus ASTM B574/575/622, būtų reikalingi branduolinių atliekų stiklinimo įrenginiui, kuriame tvarkomi labai oksiduojantys, azoto rūgšties -pagrindo pašarai su halogenidų priemaišomis, C-2000 komponentams?
Branduoliniai įrenginiai, ypač perdirbant atliekas, reikalauja didžiausio medžiagų patikimumo ir dokumentacijos.
Patobulintos medžiagos kilmė:
Lydymosi praktika: Trigubas lydymas (VIM + ESR + VAR) tikriausiai yra privalomas. Electro-Šlako perlydymas (ESR) yra labai svarbus norint pasiekti aukščiausią cheminį homogeniškumą, kurio reikia, kad būtų išvengta bet kokios mikro-atskyrimo, kuri galėtų tapti palankios korozijos vieta.
Itin-Žemas tarpinio puslapio sertifikatas: nurodykite maksimalius anglies dioksido kiekius (<0.005%), Silicon (<0.05%), Sulfur (<0.005%), and Phosphorus (<0.010%) that are tighter than standard ASTM requirements.
Mikroelementų analizė: visa ataskaita apie mikroelementus, kurie gali būti neutronų aktyvatoriai (Co, Ta, Nb) arba probleminiai atliekų pavidalu.
Privalomi papildomi branduolinės tarnybos bandymai:
Korozijos bandymas imituojamo proceso skystyje: svarbiausias bandymas. Kuponai ilgą laiką turi būti veikiami tiksliai imituojamų atliekų padavimo režimu (azoto rūgšties koncentracija, oksiduojantys jonai, halogenidų kiekis, temperatūra). Didžiausias leistinas korozijos greitis (pvz.<1 mpy) will be specified.
Tarpgranulinės korozijos (IGC) bandymas: ASTM G28 A metodas jautriems mėginiams yra pagrindinis reikalavimas.
Įtempių korozijos įtrūkimų (SCC) bandymas: atsparumui patvirtinti gali reikėti atlikti bandymą pagal ASTM G36 (verdantis MgCl₂) arba imituojamoje oksiduojančioje chlorido aplinkoje.
Išsamus mechaninis bandymas: tai apima Charpy V{0}}smūgio bandymus kambario ir eksploatavimo temperatūroje ir galbūt atsparumo lūžiams (K1C) bandymą.
Dokumentacija ir kokybės užtikrinimas:
Gamyba turi būti vykdoma pagal 10 CFR 50 B priedo arba NQA-1 kokybės programą.
Būtinas ANI (įgaliotasis branduolinis inspektorius) šaltinio patikrinimas ir saugojimo punktai gamybos metu.
Pristatomas visas duomenų paketas, įskaitant visus malūno sertifikatus, bandymų ataskaitas, terminio apdorojimo diagramas ir NDE įrašus, užtikrinantį visišką gyvavimo{0}}ciklo atsekamumą.
Branduolinės energijos pirkimo specifikacijos ištrauka:
*"Hastelloy C-2000 (UNS N06200) plokštė ASME SB-575, skirta ASME III sekcijos, 2 klasės konstrukcijai. Trigubai išlydyta (VIM+ESR+VAR). Tirpalas atkaitintas ir užgesintas vandeniu. Pateikite sertifikuotus korozijos bandymo duomenis iš karščio partijos [nurodytas imituotas atliekų šaltinis, reikalingas kilmės dokumentas A.*.
Apibendrinant galima pasakyti, kad Hastelloy C-2000 yra bendras korozijai{3}}atsparių lydinių viršūnė. Tai medžiaga, skirta ne kiekvienai paskirčiai, o pačioms atšiauriausioms, sudėtingiausioms ir stipriausioms{4}}dėlėms korozinėms aplinkoms,-ypač toms, kurioms būdingas stiprus oksidacinis polinkis, susimaišęs su redukuojančiomis rūgštimis – jos veikimo ir saugumo lygis pateisina dideles išlaidas. Jo naudojimas yra strateginė investicija į gamyklos patikimumą, lankstumą ir rizikos mažinimą.
