Hastelloy: la solución definitiva para la corrosión extrema en el procesamiento químico

Una planta química no falla porque un ácido sea fuerte, sino porque el estado de oxidación del proceso cambió, porque unos pocos cientos de partes por millón de iones férricos entraron en la línea,o porque una junta dejó un hueco que sostuvo líquido durante seis semanasLa aleación que se seleccionó para el trabajo es a menudo la aleación correcta, y se le pide que trabaje en un medio que la especificación nunca describió.

Hastelloy es una familia de aleaciones de níquel y no un metal, y los grados dentro de él se encuentran en lados opuestos de la misma pregunta.construido para reducir ácidosEl C-276 y el C-22 contienen un 16% y un 22% de cromo respectivamente y presentan un efecto oxidante y reductivo en diferentes grados.Una página que enumera a B-2 y C-276 juntos como grados resistentes al cloro húmedo ha fusionado dos respuestas opuestas en una frase, y un comprador que lo siga pondrá una aleación de molibdeno en una línea de oxidación.

Esta página establece los cuatro grados que llevan la mayor parte del trabajo de proceso químico, las cuatro variables que deciden si un grado sobrevive,y los datos de campo que muestran la distancia entre las respuestas pueden estar en el mismo ácido nominal.

La composición determina el comportamiento, y la cifra de cromo es el primer número que se lee. Una aleación de níquel-molibdeno con 1% de cromo no puede formar una película protectora de óxido de cromo,Así que funciona en la reducción de ácidos y no tiene defensa en una oxidaciónUna aleación de níquel-cromo-molibdeno con 16 a 22% de cromo que forma una películay la cantidad de molibdeno detrás de él determina lo bien que el grado maneja cloruros y condiciones de reducción al mismo tiempo.

Los dos grados B difieren entre sí en estabilidad y no en química. Ambos son aleaciones de níquel-molibdeno, y ambos son inadecuados para el servicio oxidante.B-3 existe porque el nivel de molibdeno en la familia B tiende a formar fases distintas de la fase cúbica gamma centrada en la cara prevista entre 500 °C y 900 °C, y la más dañina de esas fases es Ni4Mo, que se forma rápidamente a ciertas temperaturas, afecta la ductilidad y reduce la resistencia a la corrosión por tensión.B-2 forma Ni4Mo rápidamente a alrededor de 750 °C, mientras que B-3 tarda varias horas en desarrollar segundas fases deletéreas a alrededor de 650 °C, debido a que los elementos menores y el nivel de molibdeno se desplazaron a favor de un Ni3Mo de formación lenta.

La primera pregunta sobre un flujo químico no es su pH ni su concentración, sino si el flujo puede aceptar electrones, y la respuesta decide qué mitad de la familia es incluso elegible.La tabla coloca los medios de proceso comunes en ese eje.

El ácido nítrico y el cloro húmedo son fuertemente oxidantes, y ambos grados B están excluidos de ellos por el mismo mecanismo:con un 1% de cromo no se forma una película pasiva, por lo que la aleación se disuelve a una velocidad establecida por el oxidante, sin óxido para protegerlo.porque un ácido reductor puro se convierte en un oxidante cuando lleva el rastro incorrecto de impurezas, y ese es el tema de la siguiente sección.

Una prueba de corrosión realizada en ácido de grado reactivo describe un medio que rara vez existe en una planta.y cloruro del agua de refrigeraciónEsas especies cambian el potencial de oxidación de la corriente, y un cambio en el potencial mueve la aleación de un lado de la familia al otro sin ningún cambio en la concentración de ácido.

Los datos de campo publicados muestran la magnitud del efecto: en un recipiente de reactor que maneja 10 a 15% de ácido sulfúrico con sólidos e impurezas a 100 °C durante doce meses,Cuatro materiales completamente disueltosEl tipo de acero inoxidable 316L, Carpenter 20Cb-3, aleación 825, y Hastelloy B-2, cada uno a una velocidad superior a 57 mpy.7 mpy y mostró un ataque leveEl ácido era el mismo ácido nominal en todos los casos, y la clasificación del material abarca más de un orden de magnitud.

En una solución de ácido sulfúrico al 11% con sulfato férrico al 3,9% y otras sustancias químicas a 150 °C bajo sobrepresión de oxígeno, se produce el mismo efecto.El C-276 sufrió un ataque inusualmente severo en el metal básicoEl C-22 mostró un ataque mínimo en las mismas condiciones.El ion férrico suministró el potencial oxidante, y el nivel de cromo del grado determinó el resultado.

La instrucción práctica que sigue es que un ensayo de cupón en ácido de grado reactivo es un punto de partida y no una aprobación.y recomienda que las muestras se ensayen en condiciones reales de la plantaUna selección de aleación que no ha visto el flujo real, con su oxígeno y sus iones metálicos, ha sido calificada contra un medio que no estará presente.

La tasa de corrosión uniforme es el número que informa una hoja de datos, y el ataque localizado es el mecanismo que perfora un recipiente.La medida estándar es la temperatura crítica de perforación y la temperatura crítica de grieta en cloruro férrico acidificado al 6%, según la norma ASTM G48., y el espacio entre los dos números para una sola aleación es el espacio entre una superficie drenada y una línea de junta.

En este ensayo, ambos grados son resistentes a las fugas superiores a 150 °C, por lo que una especificación escrita alrededor de las fugas por sí sola los llamaría equivalentes.Las temperaturas de las grietas son de 55 °C y 102 °C.El grado que pasa la prueba de fosación todavía puede fallar en la junta, y el número que lo predice es el que rara vez se cita en una hoja de datos.

El boletín C-276 da una temperatura de grieta crítica de 55 °C para esa aleación, y el boletín C-22 da 80 °C para la misma aleación en el mismo ensayo.En el caso de un proyecto que dependa de un margen de grieta cerca de cualquiera de las figuras, debe probar su propia geometría de juntas en lugar de adoptar un número de un folleto.

El agua de mar lleva el mismo mecanismo a las plantas químicas que la utilizan como refrigerante.El C-276 fue probado en agua de mar inmóvil y corriente durante 180 días con dos puntos de grieta por muestraLos datos se sitúan junto con los tipos 316L y 254 SMO en el mismo boletín, y el patrón es el que predice la tabla de temperatura: los aceros inoxidables atacan en ambas condiciones,y las aleaciones de níquel dependen del flujo y de la geometría del sitio.

Una aleación que es adecuada a 40 °C puede ser inadecuada a 80 °C en el mismo ácido, y el diagrama de isocorrosión es el instrumento que muestra dónde se encuentra el límite.Las figuras siguientes muestran las concentraciones y temperaturas a las que una tasa de corrosión de 0Se espera que en el ácido de grado reactivo, obtenido de los diagramas del productor para C-276 y B-3, haya.1 mm/año.

La columna de ácido clorhídrico es la declaración más clara de lo que compra un grado B. A un 10% de ácido, el C-276 mantiene 0,1 mm/y solo a 30 °C, mientras que el B-3 se mantiene por debajo de esa tasa hasta el punto de ebullición.La misma comparación en el ácido sulfúrico es mucho más cercana, porque el C-276 tiene suficiente cromo y molibdeno para manejar la mayor parte de ese ácido por debajo del 90%.

La posición del ácido nítrico es diferente de nuevo y vale la pena decirlo claramente, porque contradice una suposición común sobre los grados C. En el boletín C-276, un 0.Línea de 5 mm/año en ácido nítrico a 208 °C para 10% de ácidoPor lo tanto, el C-276 maneja ácido nítrico diluido a temperatura moderada, y el grado que se excluye del ácido nítrico es B-2 o B-3, no C-276.Lo que el C-276 no maneja es un flujo de nitrógeno que también lleva cloruros o oxidantes fuertes a temperatura, donde el mayor cromo de C-22 es la razón de su existencia.

Las fallas de corrosión se agrupan en las soldaduras, y los cuatro grados difieren en la medida en que la soldadura cambia la respuesta.El C-22 resiste la formación de precipitados fronterizos de grano en la zona afectada por el calor de la soldadura y es adecuado para la mayoría de los trabajos de proceso químico en el estado de soldaduraEl C-276 tiene una tolerancia más baja para la misma situación en medios fuertemente oxidantes, como muestra el caso del sulfato férrico anterior.

B-3 debe ser recocido en solución antes de la soldadura siempre que el trabajo en frío exceda aproximadamente el 7% del alargamiento de la fibra exterior.Sin este recocido, la aleación es muy susceptible de agrietarse en la región soldada durante la fabricación posterior.La temperatura de recocido es de 1.066 °C con amortiguación por agua.y una retención de 10 a 30 minutos según el grosorLas cabezas moldeadas son recocidas después de la formación, independientemente del nivel de tensión, y esa regla es más importante cuando la cabeza se soldará después.

El C-276 contiene una instrucción similar con un número diferente: volver a recocer después de cualquier operación de formación en frío que produzca un alargamiento de fibra exterior del 7% o más, y volver a recocer después de toda la formación en caliente.La temperatura de recocido es de 1La temperatura de las dos temperaturas es de 55 °C, mientras que la temperatura de las dos temperaturas es de 55 °C.y una tienda que trata las aleaciones de níquel como una familia usará la equivocada.

La soldadura por arco sumergido no se recomienda para el C-22, ya que el proceso aplica una alta entrada de calor al metal base y enfría lentamente la soldadura.Eso es una restricción de proceso y no un problema de metal de relleno, y pertenece a la especificación del procedimiento de soldadura antes de que el fabricante cite el trabajo.

Cada grado se ordena en función de la especificación del producto que rige la forma, y los cuatro grados no comparten un solo número de especificación.

Una fabricación de C-22 soldada con relleno de C-276 tiene un depósito de soldadura con 16 por ciento de cromo en un componente diseñado alrededor del 22 por ciento,y la soldadura se convierte en el punto menos resistente en una corriente oxidanteEl C-22 también se utiliza deliberadamente como relleno de sobrealeación en otros metales comunes,y las pruebas de soldadura publicadas muestran que la elección de reducir la tasa de corrosión de una soldadura 625 de 100 mpy a 94 mpy en una solución de limpieza de cloruro y fluoruroEl metal de relleno es parte del diseño de corrosión.

Los ocho elementos a continuación son la diferencia entre una cotización para un metal y una cotización para un componente que sobrevivirá a la línea.

DLX suministra las familias B y C desde Changzhou, Jiangsu: B-2, B-3, C-276 y C-22 en alambre de 0,025 mm, barra redonda a 50 mm, tira de 0,50 mm a 2,5 mm de espesor,y tubo y placa en los tamaños estándar de molinoCada grado se suministra de acuerdo con la especificación ASTM que rige el formulario, con un certificado EN 10204 3.1 a petición y el número de calor rastreable a los resultados de los ensayos.

La conversación útil es sobre el arroyo y no el nombre del grado, una línea que se airea una vez al año, una junta que retiene líquido después de cerrar,y una cabeza formada en frío que fue soldada sin una recocción son tres condiciones que ningún grado puede absorber, y cada uno es más barato de corregir antes de la orden de compra que después de la primera inspección.

No. B-2 es una aleación de níquel-molibdeno con un máximo de 1% de cromo,y el fabricante indica que no debe utilizarse en entornos con agentes oxidantes ni en medios de reducción contaminados con sales oxidantes como el óxido férricoEl cloro húmedo es fuertemente oxidante. el grado para ese trabajo es C-22,que según el fabricante presenta una excelente resistencia a la oxidación de los medios acuosos, incluido el cloro húmedo.

C-22, cuando la corriente lleva un oxidante, y los datos de campo publicados son directos al respecto.El C-276 perdió 28 MPY con un ataque severo mientras que el C-22 perdió 4En un sulfato férrico que contiene ácido sulfúrico a 150 °C bajo oxígeno, el C-276 fue atacado a través de dos tercios de la zona afectada por el calor y el C-22 apenas fue afectado.El C-276 mantiene una ventaja en la reducción fuerte de ácidos, donde su molybdeno más alto importa más que el cromo.

Porque las dos plantas no están ejecutando el mismo medio. un ácido reductor puro se adapta a B-2, y el mismo ácido con oxígeno disuelto, iones férricos o iones cobre se vuelve oxidante y disuelve la aleación.El caso del reactor anterior perdió un cupón B-2 completamente en 10 a 15% de ácido sulfúrico que llevaba sólidos e impurezas, a una velocidad superior a 57 mpy, mientras que el mismo ácido nominal en una corriente limpia es un impuesto B-2 estándar.

Sí, a baja concentración y temperatura moderada, y el diagrama de isocorrosión es la referencia.y 224 °C durante un 30%Los grados que se excluyen del ácido nítrico son B-2 y B-3, porque una aleación de níquel-molibdeno no tiene cromo para formar la película pasiva que requiere el ácido nítrico.Una corriente de nitrógeno con cloruros o oxidantes fuertes a temperatura es donde el C-22 se convierte en la mejor opción.

Es una aleación de níquel-molibdeno con alrededor del 1,5% de cromo.mientras que el B-3 tarda varias horas a unos 650 °C en desarrollar segundas fases dañinas, debido a que sus elementos menores y el nivel de molibdeno se ajustaron para favorecer un Ni3Mo de formación lenta.La consecuencia práctica es que el B-3 tolera excursiones de fabricación y servicio que fragilizarían al B-2.

Se puede soldar, y la soldadura se convierte en el punto débil.Así que un depósito de C-276 en una fabricación de C-22 reduce el cromo disponible en la articulación exactamente en el servicio de oxidación donde el cromo más alto fue la razón del gradoEl relleno de C-22 correspondiente es ERNiCrMo-10 para soldadura de arco de tungsteno de gas y soldadura de arco de metal de gas, y ENiCrMo-10 para soldadura de arco de metal blindado.

Los grados Hastelloy se separan por el contenido de cromo primero, y por el molibdeno y la estabilidad segundo.con un contenido de sodio en peso superior o igual a 10%, pero no superior a 30%El C-276 lleva el 16%, el C-22 lleva el 22%, y la diferencia entre estas dos cifras es la diferencia entre