1. Hastelloy G-30 garsėja savo atsparumu komercinei fosforo rūgščiai ir sudėtingoms mišrioms rūgštims. Kokia yra konkreti legiravimo strategija{4}}ypač chromo ir vario vaidmenys, suteikiantys jam tokį specifinį našumą, ir kuo tai skiriasi nuo C-276 strategijos?
G-30 legiravimo strategija yra sąmoningas nukrypimas nuo C-276 „plataus spektro“ požiūrio, daugiausia dėmesio skiriant maksimaliam atsparumui oksiduojančioms rūgštims ir specifiniams teršalams.
Chromo kiekis (~29-31%): tai žymiai didesnis nei C-276 (~15%). Chromas yra pagrindinis elementas, atsparus oksiduojančioms terpėms. Sudaro stabilią, apsauginę Cr₂O3 pasyvią plėvelę. Dėl didelio chromo kiekio G-30 yra ypač atsparus:
Komercinė fosforo rūgštis, kuri dažnai yra užteršta oksiduojančiomis priemaišomis, tokiomis kaip fluoridai ir sulfatai.
Azoto rūgštis (HNO₃), sieros rūgštis (H₂SO₄) su oksidatoriais (pvz., geležies / vario jonais) ir kiti oksiduojantys cheminiai srautai.
Vario kiekis (~1,0-2,4 %): tai yra esminis skiriantis elementas, kurio nėra C-276. Varis žymiai pagerina atsparumą neoksiduojančioms (redukuojančioms) sieros ir fosforo rūgštims. Tai sumažina korozijos greitį šiose aplinkose ir užtikrina pusiausvyrą, kurios trūksta gryniems chromo ir molibdeno lydiniams.
Kontrastas su C-276: C-276 (~16% Mo, ~4% W) yra optimizuotas rūgščių (pvz., HCl) mažinimui ir atsparumui vietiniam chlorido poveikiui (duobėms / plyšiams). Jame yra mažesnis Cr, todėl jo savybės oksiduojančiose rūgštyse yra prastesnės nei G-30.
Apibendrinant: G-30 naudoja aukštą Cr + Cu, kad įvaldytų sudėtingas, dažnai oksiduojančias, mišrias rūgštis. C-276 naudoja didelį Mo + W, kad suvaldytų redukuojančias rūgštis ir chloridus. G-30 yra „fosforo rūgšties ir oksiduojančių teršalų“ specialistas.
2. Fosforo rūgšties gamybos įmonėje „šlapio proceso“ rūgštis yra labai užteršta fluoridais ir chloridais. Kodėl šiai paslaugai G-30 vamzdis turėtų būti nurodytas daugiau nei standartinis 316L nerūdijantis plienas ar net super dvipusis nerūdijantis plienas?
G-30 specifikacija yra tiesioginis atsakas į sinergetinį, labai agresyvų „šlapio proceso“ fosforo rūgšties aplinkos pobūdį, kuris apjungia kelis atakos mechanizmus.
316L nerūdijantis plienas: katastrofiškai sugestų dėl:
Bendra korozija: žemas pH ir fluoridai greitai suardo pasyvią plėvelę.
Taškinė / plyšinė korozija: didelė chlorido ir fluoro koncentracija sukelia stiprų vietinį ataką.
Įtempių korozijos krekingas (SCC): bendras chloridų, fluoridų ir įtempių buvimas yra puikus SCC receptas.
Super dvipusis nerūdijantis plienas (pvz., 2507): Nors jis yra daug atsparesnis nei 316 l, jis vis tiek turi pažeidžiamumų:
Fluoro ataka: fluoro jonai yra ypač agresyvūs ir gali pakenkti pasyviajai net aukštos{0} rūšies nerūdijančio plieno plėvelei, ypač esant aukštai temperatūrai ir žemam pH.
Oksiduojantys teršalai: rūgštyje dažnai yra oksiduojančių metalų jonų, kurie gali sukelti korozijos potencialą į sritį, kurioje gali būti jautrūs dvipusiai plienai.
Hastelloy G-30 pranašumas: jo chemija tiesiogiai atremia šias grėsmes:
Didelis nikelio kiekis (~43%): užtikrina būdingą atsparumą chloridui SCC.
Didelis chromo kiekis (~30%): išlaiko tvirtą pasyvią plėvelę, kai yra fluoridų ir oksiduojančių teršalų.
Molibdenas (~5,5%): užtikrina tvirtą apsaugą nuo chloridų sukeliamos duobinės / plyšinės korozijos.
Varis (~2%): padidina atsparumą pačiai sieros ir fosforo rūgšties matricai.
G-30 suteikia visapusišką, kelių mechanizmų apsaugą, kuriai nerūdijantis plienas neprilygsta, todėl tai yra patikimas pasirinkimas tvarkyti užterštos šlapio proceso rūgštį, taip išvengiant neplanuotų išjungimų ir pakeitimo išlaidų.
3. Suvirinant G-30 vamzdį reikia kruopščiai parinkti užpildo metalą. Kodėl dažnai nerekomenduojama naudoti tinkamos sudėties užpildo metalo (ERNiCrMo-11) atliekant svarbias paslaugas ir koks per daug suderintas užpildas paprastai nurodomas siekiant užtikrinti suvirinimo atsparumą korozijai?
Nerekomenduojama naudoti atitinkamo G-30 užpildo metalo (ERNiCrMo-11), nes kyla mikrosegregacijos ir suvirinimo metalo korozijos rizika.
Problema: suvirinimo siūlės kietėjimo metu elementai, tokie kaip molibdenas ir chromas, gali atsiskirti iki dendritinės struktūros šerdies, todėl tarpdendritinės sritys išeikvojamos šių kritinių korozijai-atsparių elementų. Atšiaurioje rūgščioje aplinkoje šios Mo/Cr-sumažėjusios zonos gali pirmiausiai korozuoti, todėl gali greitai pažeisti pati suvirinimo gumelė.
Sprendimas: per{0}}priderinimas prie aukštesnio-molibdeno užpildo metalo
Standartinė geriausia praktika yra naudoti ERNiCrMo-10 (622 lydinio užpildas).
Sudėtis: ERNiCrMo-10 turi didesnį vardinį molibdeno kiekį (~13-16%, palyginti su G-30 ~5,5%) ir volframo (~3-4,5%).
Nauda: šis „per{0}}atitikimas“ užtikrina, kad net jei kietėjimo metu įvyksta mikrosegregacija,žemiausiaMolibdeno kiekis atskirtame suvirinimo metale vis dar gali būti didesnis nei G-30 netauriajame metale. Tai garantuoja, kad suvirinimo metalas išliks katodinis (tauresnis) su netauriuoju metalu, neleidžiant jam tapti galvaninės poros anodu. Bet koks nedidelis selektyvus smūgis įvyks prieinamame netauriajame metale, o ne kritinėje siūlėje.
Ši praktika yra būtina norint išsaugoti visos suvirintos jungties vientisumą nuo korozijos G-30 vamzdynų sistemose, kad suvirinimas būtų toks pat atsparus arba atsparesnis nei pats vamzdis.
4. Išmetamųjų dujų desulfuravimo (FGD) sistemos sugėriklio bokšto srutų kilpai gali būti svarstomas G-30 vamzdis. Koks konkretus korozinių medžiagų derinys šioje aplinkoje lemia G-30 stipriąsias puses ir kokiomis konkrečiomis veikimo sąlygomis gali prireikti dar atsparesnio lydinio, pvz., C-276?
FGD srutų aplinka yra sudėtinga „sriuba“, kuri puikiai dera su G-30 pranašumais.
Agentai, žaidžiantys iš G-30 stiprybių:
Sieros ir sieros rūgštys: pagrindiniai korozijos sukėlėjai. Didelis G-30-ųjų Ni-Cr-Cu kiekis užtikrina puikų atsparumą.
Oksidacinės sąlygos: Oro arba deguonies perteklius išmetamosiose dujose sukuria oksiduojančią aplinką, kurioje G-30 pasižymi dideliu chromo kiekiu.
Chloridai ir fluoridai: yra anglies teršalų pavidalu. G-30 molibdeno kiekis užtikrina gerą atsparumą šių halogenidų atsiradimui.
Būklė, kuriai reikalingas tvirtesnis lydinys (pvz., C-276):
Poslinkis įvyksta labai redukuojančiomis, didelio-chlorido ir žemo-pH sąlygomis, dažnai randama:
„Negyvos zonos“ arba sustingusios sritys: kur išeikvotas deguonis, aplinka mažėja.
Lokalios apnašos / nuosėdos apačioje: plyšiai po nuosėdomis gali rūgštėti ir mažėti dėl druskų hidrolizės.
High Chloride Concentration (>20 000 ppm): tokioje agresyvioje redukuojančio chlorido aplinkoje lokalus atsparumas korozijai (įdubimai / plyšiai) tampa ribojančiu veiksniu.
Nors G-30 turi gerą Mo kiekį, C-276 žymiai didesnis molibdeno (~16 %) ir volframo (~4 %) kiekis suteikia daug didesnį atsparumo įdubimams ekvivalentinį skaičių (PREN > 70). Tai užtikrina didesnę saugumo ribą nuo plyšinės korozijos atsiradimo sunkiausiose, sustingusiose, daug chlorido turinčiose FGD sistemos kišenėse. Kritiškiausioms ar problemiškiausioms vietoms (pvz., srutų purkštukams, maišytuvo zonoms) gali būti nurodytas C-276.
5. Atliekant naujos chemijos gamyklos gyvavimo ciklo sąnaudų analizę, lyginant G-30 vamzdynų sistemą su pigesne FRP (stiklo pluoštu sustiprinto plastiko) sistema mišrių rūgščių aptarnavimui, kokie yra trys pagrindiniai eksploataciniai ir saugos veiksniai, pateisinantys didesnes pradines metalo lydinio kapitalo sąnaudas?
Nors FRP išankstinės sąnaudos yra mažesnės, G-30 suteikia didžiulių pranašumų patikimumo, saugos ir bendrų nuosavybės išlaidų, susijusių su reikliomis cheminėmis paslaugomis, pranašumais.
Mechaninis vientisumas ir priešgaisrinė sauga:
G-30: yra kalus, didelio-stiprumo metalas, pasižymintis puikiu atsparumu smūgiams. Jis nedegus ir neprisidės prie gaisro. Augalų gaisro metu jis išlaiko izoliacijos vientisumą daug ilgiau nei plastikas.
FRP: gali būti trapus ir jautrus mechaniniams pažeidimams dėl smūgio ar terminio šoko. Jis yra degus ir degdamas gali išskirti toksiškus dūmus, sukeldamas antrinį pavojų saugai. Jo struktūrinės savybės blogėja esant aukštai temperatūrai.
Pralaidumas ir produkto grynumas:
G-30: yra tvirtas, nepralaidus barjeras. Jis apsaugo nuo proceso skysčių ar atmosferos dujų prasiskverbimo, užtikrina produkto grynumą ir apsaugo nuo aplinkos užteršimo ar vertingo produkto praradimo.
FRP: jautrus prasiskverbimui, ypač mažų organinių molekulių ir tam tikrų rūgščių. Tai gali sukelti:
Proceso srauto užteršimas.
Laipsniškas laminato irimas iš vidaus.
Išmetimai į aplinką.
Ilgalaikio{0}}patikimumo ir priežiūros išlaidos:
G-30: įrodyta, dešimtmečius trunkantis tarnavimo laikas agresyvioje aplinkoje. Jį reikia tikrinti minimaliai ir jam netaikomi paslėpti kompozitų skilimo režimai (pvz., dervos skilimas, paslėpti laminato įtrūkimai).
FRP: reikalingas griežtas ir nuolatinis tikrinimo režimas (pvz., akustinė emisija, kibirkšties bandymas), kad būtų aptikti trūkumai ir delaminacija. Jo tarnavimo laikas yra nenuspėjamas ir jis gali staiga sugesti, jei nepastebėta žala. Priežiūros ir keitimo išlaidos per 20 metų įrenginio naudojimo laiką gali lengvai viršyti pradines santaupas.
G-30 pateisinimas yra investicija į būdingą saugą, veikimo patikimumą ir nuspėjamą, mažai priežiūros reikalaujantį ilgaamžiškumą, kuris sumažina katastrofiškų gedimų, gamybos praradimo ir aplinkos incidentų riziką.
