Хастеллои Ц276 против Ц22: Како одабрати хемијску опрему?

За најагресивније мешовите{0}}киселине или оксидирајуће хемијске средине,Хастеллои Ц22нуди врхунску -отпорност на корозију. За смањење киселих окружења - као што су хлороводонична киселина, влажни хлороводоник и сумпорна киселина - и за апликације које захтевају доказане дугорочне-перформансе на терену, Ц-276 остаје стандард у индустрији. Читајте даље за потпуно поређење засновано на подацима.

Увод

Постројења за хемијску прераду су непријатељска средина. Киселине, хлориди, оксиданти и високе температуре нападају обичне метале у року од неколико сати. Избор погрешне легуре за измењивач топлоте, посуду реактора или мешалицу значи цурење изазвано корозијом-, контаминацију токова производа, скупа искључења и - у најгорем случају - катастрофалне безбедносне инциденте.

Хастеллои Ц276и Ц22 су две најшире специфициране легуре на бази никла{1}}у свету за тешке корозивне услове. Оба производи Хаинес Интернатионал и покривени су главним АСТМ и АСМЕ стандардима. Оба нуде далеко бољу отпорност на корозију нерђајућег челика. Ипак, они нису заменљиви - сваки има посебан хемијски дизајн који га чини погоднијим за одређена окружења.

Овај водич пореди Ц-276 и Ц-22 у свим димензијама које су важне за дизајнера хемијске опреме: састав, отпорност на корозију, механичка својства, заварљивост, применљиви стандарди и укупни трошкови власништва.

Хастеллои Ц276 против Ц22: Разлика

Табела у наставку пружа непосредан, упоредни-упоредни-преглед две легуре у односу на-критичне параметре.

Напомена:ПРЕН=Еквивалентни број отпорности на питтинг (већи=отпорнији). Вредности су индикативне; потврдите са тренутним АСТМ / ЕН спецификацијама.

Хемијски састав

Замислите састав легуре као њен рецепт. Сваки елемент игра одређену улогу. Разумевање тог рецепта вам говори - пре једног теста корозије - где ће свака легура имати добре резултате и где ће се борити.

Напомена:Састав према АСТМ Б575 (плоча/лист). Опсези се могу мало разликовати за цеви (АСТМ Б622), шипке (АСТМ Б574) и фитинге (АСТМ Б366).

Кључни увид у састав:Ц-276 користи више молибдена (до 17%) да би доминирао у смањеном киселом окружењу. Ц-22 користи више хрома (до 22,5%) да би се истакао у оксидирајућим и мешовитим киселим окружењима. Овај појединачни компромис је основни узрок скоро сваке разлике у перформансама између две легуре.

Отпорност на корозију: околина-према-поређењем окружења

Хлороводонична киселина (ХЦл) - Смањење животне средине

Хлороводонична киселина је један од најагресивнијих медија који се сусрећу у хемијској преради - који се користи за кисељење, контролу пХ, екстракцију минерала и органску хемијску синтезу. То је редукујућа киселина, што значи да активно напада пасивни филм на већини метала.

Напомена:Подаци о стопи корозије од Хаинес Интернатионал објављени подаци о корозији. Стварне стопе варирају у зависности од аерације, брзине и загађивача. Стопе испод 0,13 мм/год се сматрају одличним; 0,13–0,51 мм/год веома добро; 0,51–1,27 мм/год прихватљиво.

Пресуда - ХЦл услуга:Ц-276 је пожељна легура за употребу хлороводоничне киселине, посебно при концентрацијама изнад 5% и повишеним температурама. Његов већи садржај молибдена пружа значајну предност у стопи корозије.

Сумпорна киселина (Х₂СО₄) - свођење на мешану

Понашање сумпорне киселине је сложено: разређени Х2СО₄ се редукује; концентровани Х₂СО₄ оксидира. Укрштање се дешава око 60-70% концентрације. Обе легуре имају добре перформансе у већем делу овог опсега, али са значајним разликама у екстремима.

Напомена:У мешовитим токовима киселина који садрже и Х₂СО₄ и ХЦл (уобичајено у хлор-алкалној и минералној преради), Ц-22 обично надмашује Ц-276.

Азотна киселина (ХНО₃) - Оксидирајућа средина

Азотна киселина је јако оксидирајућа. У оксидационим киселинама, хром је критични заштитни елемент - јер хром формира високо стабилан оксидни филм у условима оксидације. Ово је место где садржај хрома Ц-22 од 22% даје јасну предност у односу на Ц-276 од 15,5%.

Пресуда - Услуга азотне киселине:Ц-22 је значајно бољи од Ц-276 у служби азотне киселине при свим концентрацијама. Нижи садржај хрома у Ц-276 доводи до много већих стопа корозије у концентрованом ХНО₃. За опрему за руковање азотном киселином - реактори, кондензатори, резервоари за складиштење - Ц-22 је стандардна спецификација.

Фосфорна киселина (Х₃ПО₄)

Фосфорна киселина се широко користи у производњи ђубрива, преради хране и површинској обради. Може да садржи халогенидне нечистоће (флуориде, хлориде) које драматично утичу на перформансе легуре.

Удубљења, пукотине и локализована корозија

У срединама које садрже хлорид - морска вода, слана вода, избељивач и многи токови индустријских процеса - локализована корозија (напад рупа и пукотина) представља већи ризик од једнолике корозије. Чак и мала рупа у зиду посуде може да прерасте у -дефект на зиду током месеци.

Еквивалентни број отпорности на таложење (ПРЕН) пружа композитну меру отпорности на хлоридну тачку:

ПРЕН=%Цр + 3.3(%Мо) + 1.65(%В) + 30(%Н)

Напомена:Иако Ц-276 има незнатно већи израчунати ПРЕН, Ц-22 супериорна отпорност заварене зоне под утицајем топлоте (ХАЗ) значи да има бољи учинак у стварној завареној опреми изложеној хлоридима.

Критична нијанса:ПРЕН је израчунати индекс заснован на саставу. У завареној опреми - која описује буквално све стварне-светске хемијске посуде - Ц-22, супериорна отпорност на корозију у зонама под утицајем топлоте чини га бољим практичним учинком у хлоридним окружењима, иако је његов ПРЕН нешто нижи.

Корозија у зонама погођеним топлотом заваривања (ХАЗ) - Дефинишућа предност Ц-22

Када се завари било која легура, топлота од заваривања привремено мења микроструктуру метала који се налази у непосредној близини шава - зоне утицаја топлоте{1}}. У неким легурама, ово узрокује таложење карбида на границама зрна, стварајући зоне осиромашене хромом- које првенствено кородирају.

Ц-22 је посебно дизајниран да смањи преосетљивост на ХАЗ. Лабораторијски и теренски подаци доследно показују да као-заварени Ц-22 показује стопе корозије у ХАЗ које су скоро идентичне са основним металом. Заварени Ц-276, иако је и даље веома добар, показује мерљиво већу разлику између стопа корозије основног метала и ХАЗ.

За хемијску опрему која се мора користити у -завареном стању - без накнадног-жарења раствором заваривања - ово је често одлучујући фактор у одређивању Ц-22.

Мецханицал Пропертиес

Обе легуре пружају одличне механичке перформансе за примену у посудама под притиском и цевоводима. Разлике су скромне, али вредне пажње када се пројектује за рад под високим-притиском или чврстоћу на повишеној температури.

Напомена:Минималне вредности према АСТМ Б575 за плочу/лист. Ц-22 има нешто већу минималну границу течења - што је корисно у дизајну реактора високог притиска. Вредности на повишеној температури су приближне из објављених листова са подацима.

Применљиви стандарди и прихватање АСМЕ кода

Обе легуре су покривене свеобухватним пакетом стандарда за производе и прихваћене су од стране АСМЕ Кодекса за котлове и посуде под притиском -, што је критичан захтев за посуде под притиском и измењиваче топлоте у регулисаним индустријама широм света.

Напомена:Увек потврдите применљиво издање сваког стандарда својом инжењерском спецификацијом. Дизајн посуде под притиском такође захтева применљиве случајеве АСМЕ кода и дозвољене вредности напона из АСМЕ одељка ИИ, део Д.

Типичне примене у хемијској опреми

Где је Ц-276 типично наведен

Опрема за производњу и руковање хлороводоничном киселином - колоне, реактори, измењивачи топлоте

Окружење влажног хлороводоника (гас ХЦл) - посебно у постројењима ВЦМ (винилхлорид мономера)

Системи за кисељење сумпорне киселине у умереним концентрацијама

Пречистачи за одсумпоравање димних гасова (ФГД) - хлорид-лежиште, редукциони услови

Услуга киселог гаса (Х₂С + ЦО₂) у преради нафте и гаса

Сервис сирћетне и мравље киселине (смањење органских киселина)

Дигестори целулозе и папира - окружења за производњу крафт течности

Биљке за ђубриво - токови амонијум сулфата и фосфата са загађивачима

Фармацеутске посуде за ферментацију у којима је ХЦл процесна хемикалија

Где је Ц22 типично наведен

Мешовита-киселина окружења (Х₂СО₄ + ХНО₃, Х₃ПО₄ + ХФ, ХЦл + ХНО₃) - уобичајена у полупроводничким, фармацеутским и специјалним хемијским постројењима

Азотна киселина и мешавине азотне/флуороводоничне киселине - кисељење метала, прерада нуклеарног горива

Услуге хлора и хипохлорита - производња избељивача, третман воде

Као-заварене хемијске посуде где је-жарење после завара непрактично или кошта-превисоко

Токови процеса производње пестицида и хербицида - сложених више-процеса

Хемијска производња високе{0}}чистоће - где корозија ХАЗ може да доведе до металне контаминације

Системи за обнављање и неутрализацију отпадних киселина

Облоге бродских хемијских танкера - оксидирају морску воду и хемијски терет

Фармацеутски вишенаменски реактори - који рукују променљивим токовима производа

Праве-Светске студије случаја

Специјализована хемијска фабрика која ради са ХЦл апсорпционом колоном у влажним, редукцијским условима искусила је убрзану корозију и честа непланирана искључења користећи нерђајући челик 316Л. Преглед материјала је идентификовао 10% ХЦл на 80 степени као услов за сервис. Ц-276 плоча и цев су одређене за шкољку стуба, унутрашње делове и прикључне цеви.

Исход: После пет година непрекидног рада, инспекција је показала стопе корозије испод 0,1 мм/годишње на свим компонентама Ц-276, без појаве удубљења или пукотина. Предвиђени преостали радни век је премашио 20 година - што је фундаментално побољшање у односу на претходни 18-месечни циклус замене са 316Л.

лекција:У наменској служби редукционе киселине - посебно ХЦл - Ц-276 са вишим садржајем молибдена даје стопе корозије које Ц-22 не може да достигне по еквивалентној цени. Немојте превише специфицирати Ц-22 када ће га Ц-276 надмашити.

Произвођачу фармацеутских интермедијера је био потребан реактор са омотачем од 10.000 литара који може да рукује са: разблаженим Х2СО₄ за подешавање пХ; водоник пероксид (оксидирајући); натријум хипохлорит за чишћење на месту (ЦИП); и низ органских киселина.

Реактор је произведен орбиталним ТИГ заваривањем без претходног -жарења раствором заваривања. Ц-22 је одабран на основу његове супериорне отпорности на корозију ХАЗ у сва четири тока процеса и његових перформанси у оксидирајућим (Х₂О₂, НаОЦл) срединама.

Исход: Десетогодишња инспекција није показала да се корозија може открити ни у једној зони завара, основном металу или млазницама. Фармацеутски купац је постигао валидацију ФДА процеса без материјалних{2}}компликација повезаних са променама.

лекција:За више{0}}услужне реакторе који су изложени редукционим и оксидационим струјама, а посебно за -заварене производе, Ц-22 је често избор са нижим-избиром нижег ризика и ниже{5}}животног циклуса-избор – чак и уз нешто већу почетну цену материјала.

Електропривреда је истовремено инсталирала два идентична пречистача за одсумпоравање димних гасова (ФГД): један је направљен од плоче Ц-276, а други од Ц-22.

Услужно окружење је садржало сумпорну киселину, хлориде (до 80.000 ппм Цл⁻) и променљиви растворени кисеоник.

Након осам година рада, мапирање корозије је показало:

Ц-276 чистач: уједначена брзина корозије 0,04–0,08 мм/год у основном металу; 0,10–0,15 мм/год у зонама ХАЗ завара.

Ц-22 чистач: равномерна брзина корозије 0,03–0,06 мм/год у основном металу; 0,04–0,07 мм/год у зонама ХАЗ завара - у суштини одговара перформансама основног метала.

лекција:У веома хлоридним-контаминираним мешовитим-киселинама окружењима (уобичајено ФГД стање), предност Ц-22 ХАЗ се преводи у мерљиво смањење-дуготрајног напада корозије у-суседним зонама - областима које су најосјетљивије на цурење кроз зид.

Како одабрати: системски оквир за доношење одлука

Користите следећу логику-по{1}}корак да бисте изабрали праву легуру за своју примену. За граничне или више{3}}случајеве, увек ангажујте инжењера за корозију и захтевајте податке о тестирању купона специфичних за локацију{4}}.

Корак 1 - Идентификујте примарно кисело окружење.Редукционе киселине (ХЦл, разблажени Х2СО₄, ХФ) → Ц-276 је први избор. Оксидирајуће киселине (ХНО₃, концентровани Х₂СО₄, Х₂О₂, хипохлорит) → Ц-22 је први избор. Мешовита или наизменична кисела средина → Ц-22 је типично сигурнија спецификација.

Корак 2 - Процените концентрацију хлорида и ризик од појаве рупица.Испод 10.000 ппм Цл⁻ на умереној температури → било која легура је погодна. Изнад 10.000 ппм Цл⁻ или у комбинацији морске воде + хемикалија → Ц-22-ова супериорна отпорност на корозију заварених пукотина чини га пожељнијим.

Корак 3 - Процените захтеве за производњу и заваривање.Ако је могуће накнадно{0}}жарење раствором заваривања (ПВСА) → било која легура; изабрати на перформансама корозије. Ако опрема мора да се користи у -завареном стању (велике посуде, цевовод-произведени на локацији, скучени распореди) → отпорност на ХАЗ Ц-22 је јак аргумент за њен избор.

Корак 4 - Проверите температуру процеса.Обе легуре су погодне до приближно 500 степени у већини хемијских услуга. Изнад 500 степени у оксидирајућој атмосфери, оба остају одржива. Потврдите са АСМЕ одељак ИИ део Д дозвољена напрезања на вашој пројектованој температури.

Корак 5 - Фактор трошкова животног циклуса, а не само трошкова материјала.Ц-22 обично кошта 5–15% више материјала. Међутим, ако Ц-22 елиминише потребан циклус ПВСА или продужи интервал инспекције са 3 на 7 година, предност у трошковима животног циклуса може фаворизовати Ц-22. Затражите анализу укупних трошкова власништва (ТЦО) од свог добављача.

Укупни трошкови поседовања: изнад цене по килограму

Уобичајена грешка у набавци је процена легура никла искључиво на основу почетне цене материјала. За хемијску опрему која ради током пројектованог века трајања од 15–25 година, трошкови материјала обично представљају само 20–35% укупних трошкова животног циклуса. Одржавање, инспекција, застоји и замена чине већину трошкова.

Затражите модел трошкова за 20-огодишњи животни циклус од свог добављача. Укључите трошкове материјала, производњу (заваривање + ПВСА), распоред инспекције и процењену вероватноћу замене. У многим сценаријима мешовите киселине, укупна цена животног циклуса Ц-22 је једнака или нижа од Ц-276 - упркос вишој почетној цени по килограму.

Често постављана питања

Бр. Ц-22 се истиче у оксидирајућим, мешаним-киселинама и као-завареним окружењима. Ц-276 је врхунски избор у наменском редукционом киселином – посебно у окружењима са хлороводоничном киселином и киселим гасом – где његов већи садржај молибдена директно доводи до ниже стопе корозије. Ниједна легура није универзално супериорна; тачан избор у потпуности зависи од услужног окружења.

Да. Неслично заваривање Ц-276 до Ц-22 је технички изводљиво. Користите ЕРНиЦрМо-10 (пунило Ц-22) или ЕРНиЦрМо-4 (пунило Ц-276) - потврдите са својим инжењером за заваривање на основу критичнијег сервисног окружења. Жарење након заваривања се препоручује за критичне корозивне услуге где отпорност на корозију ХАЗ мора бити максимизирана.

Обе легуре су оцењене за континуирани рад до приближно 1.040 степени (1.900 степени Ф) у оксидационој атмосфери према АСМЕ смерницама. Међутим, за влажну хемијску корозију, радне температуре су обично испод 300 степени. Дозвољене вредности напрезања за пројектовање посуде под притиском морају се узети из АСМЕ одељка ИИ део Д на специфичној пројектованој температури.

Да - као и код свих легура никла, избегавајте контакт са једињењима која садрже сумпор- (маст, маркери, траке) на повишеним температурама, јер може доћи до кртости сумпора. Чувајте даље од угљеничног челика да бисте спречили контаминацију гвожђем на површини, што може да изазове корозију. Површине чистите само одобреним средствима за чишћење{4}}компатибилним са нерђајућим материјалом.

Да. Хастеллои Ц-276 одговара ЕН ознаци 2.4819 (НиМо16Цр15В). Хастеллои Ц-22 одговара ЕН 2.4602 (НиЦр21Мо14В). Оба су доступна према ЕН 10028-7 (плоснати производи) и ЕН 10216-5 (бешавне цеви) где је применљиво.

Стандардне залихе (плоче, цеви у уобичајеним величинама) се обично испоручују у року од 2–6 недеља од специјализованих дистрибутера. Прилагођене димензије, тешке зидне цеви, отковке и-нестандардни облици производа могу да захтевају 12–20 недеља од поруџбине за млевење. Потврдите доступност и време испоруке код свог добављача у раној фази пројектовања.

Да. У зависности од специфичног окружења, алтернативе укључују: Хастеллои Ц-2000 (повећана отпорност на оксидирајућу киселину), Аллои 59 (УНС Н06059, веома висок Мо + Цр), Инцонел 686 (екстремна отпорност на питинг) и Хастеллои Б-3 (ХЦл и редукциона киселина без хрома). За окружења која комбинују високе температуре и мешане киселине, специјалне легуре као што су 625 или 825 се такође могу проценити. Консултујте инжењера за корозију за окружења ван стандардног Ц-276 / Ц-22 радног омотача.

Закључак

Хастеллои Ц-276 и Ц-22 су оба изванредни материјали – међу најотпорнијим легурама које су комерцијално доступне. Питање никада није који је 'бољи генерално', већ који је прави за вашу специфичну процесну хемију.

Обе легуре су доступне у нашој производној и дистрибутивној мрежи у облику плоча, цеви, фитинга, шипки и отковака - према АСТМ, АСМЕ и ЕН стандардима. Наш технички тим пружа пуну подршку при одабиру материјала, сертификацију млинова и услуге инспекције треће стране-.

Контактирајте нашу дивизију за легуре никла за консултације о избору материјала, конкурентну понуду или приступ нашој библиотеци података о корозији - укључујући податке о тестирању купона који су специфични за ваше процесно окружење.

Хаинес Интернатионал: Лист са подацима о легури Хастеллои Ц-276 (најновије издање)

Хаинес Интернатионал: Лист са подацима о легури Хастеллои Ц-22 (најновије издање)

АСТМ Б575 - стандардне спецификације за ниско-угљични никл-молибден- плоче, лимове и траке од легуре хрома

АСТМ Б{0}} стандардна спецификација за бешавне цеви и цеви од легуре Ни и Ни-

АСТМ Б574 - стандардна спецификација за ниско-угљични никл-хром- штап од легуре молибдена

АСТМ Б{0}} стандардна спецификација за отковке од легуре никла

АСМЕ Одељак ИИ Део Б - Спецификације обојених материјала

АСМЕ Одељак ИИ Део Д - Својства (дозвољени напони)

АСМЕ Б{0}} код за процесне цеви

АСМ приручник, свеска 13Б: Корозија: материјали (АСМ Интернатионал)

НАЦЕ Интернатионал / АМПП: Истраживање података о корозији - Одсек за метале (6. издање)

ЕН 10028-7: Плоснати производи направљени од челика за потребе притиска – нерђајући челици