EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
HI
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
VI
TH
TR
GA
CY
BE
IS
Hastelloy B-3 naspram tradicionalnih slitina: Podaci o performansama za primjene sumporne kiseline
Hastelloy B-3 naspram tradicionalnih slitina: Podaci o performansama za primjene sumporne kiseline
Odabir pravog materijala za rad s sumpornom kiselinom (H₂SO₄) jedna je od najvažnijih i najzahtjevnijih odluka u kemijskoj obradi. Pogrešan izbor dovodi do katastrofalne korozije, neplaniranih zaustavljanja rada, sigurnosnih incidenta i skupih zamjena.
Ovaj vodič nudi usporedbu učinka napredne nikal-molibdenske legure Hastelloy B-3 i tradicionalnih materijala, dajući vam podatke potrebne za donošenje obrazloženog, ekonomičnog i sigurnog izbora.
Zašto je sumporna kiselina noćna mora u smislu korozije
Korozivnost sumporne kiseline u velikoj mjeri ovisi o koncentracija i temperatura materijali koji otporni na razrijeđenu kiselinu mogu biti uništeni koncentriranom kiselinom i obrnuto. Prisutnost nečistoća (npr. klorida, oksidirajućih agenasa) dodatno komplicira odabir materijala. Ključ je uskladiti jačine legure s određenim uvjetima procesa.
Kandidati: Pregled legura
| ALLOY | Serija | Glavni sastav | Glavna prednost | Glavna slabost |
|---|---|---|---|---|
| Hastelloy B-3 | Nikal-Molibden | Ni (~65%), Mo (~28,5%), Cr (~1,5%) | Izvrsna otpornost na sve koncentracije H₂SO₄, posebno u reducirajućim uvjetima. Nadmašuje B-2 po izradivosti i termičkoj stabilnosti. | Vrlo slaba otpornost na oksidirajuće okoline (npr. Fe³⁺, Cu²⁺, HNO₃, O₂). Osjetljiv na rupičastu koroziju u kloridima. |
| Legura 20 (Carpenter 20) | Austenitni čelik | Fe (~40%), Cr (~20%), Ni (~35%), Mo (~2,5%), Cu (~3,5%) | Dobra otpornost na razrijeđenu sumpornu kiselinu i izvrsna otpornost na napetostnu koroziju pucanja (SCC) uzrokovana kloridima. | Ograničena zbog ozbiljne grafitizacije i korozije u vrućoj, koncentriranoj H₂SO₄. |
| oksidi 316l | Austenitni čelik | Fe (ostatak), Cr (~17%), Ni (~13%), Mo (~2,2%) | Niskotroškovna opcija za vrlo hladne, vrlo razrijeđene (<20%) kiseline bez nečistoća. | Vrlo osjetljiv na rupičastu koroziju, koroziju u procepima i SCC u kloridima. Beskoristan za koncentrirane kiseline. |
| Hastelloy C-276 | Nikal-krom-molibden | Ni (osnova), Cr (~16%), Mo (~16%), W (~4%) | „Univerzalni“ slitina. Izvrsna za oksidirajuće i mješane kiseline. Otporna na rupičastu koroziju/SCC. | Skuplja od B-3. Manje optimizirana za čistu, vruću sumpornu kiselinu. |
Prikaz podataka o performansama: Stupnjevi korozije
Stupnjevi korozije obično se mjere u milima godišnje (mpy). <1 mpy je izvanredno, 1-20 mpy je često prihvatljivo za opću koroziju (s dopuštajem za koroziju), a >20 mpy je obično neprihvatljivo.
Sljedeći podaci, sažeti iz industrijskih izvora i proizvođačeve literature, ilustriraju razliku u performansama.
Scenarij 1: Koncentrirana sumporna kiselina (90-98%) pri 50°C (122°F)
To je uobičajeni uvjet za rukovanje, transport i skladištenje kiseline.
| Materijal | Tipična brzina korozije (mpy) | Procjena i komentari |
|---|---|---|
| Hastelloy B-3 | <1 - 5 | Izvrsnom. Visok sadržaj molibdena osigurava izvrsnu otpornost. Standardni izbor za uporabu u koncentriranim kiselinama. |
| oksidi 316l | >100 | Katastrofalno. Brza opća korozija i grafitizacija. Potpuno neprikladno. |
| Legura 20 | 20 - 50 | Slabo do teško. Očekuju se visoke brzine korozije. Može se koristiti s velikim dopuštenjem za koroziju, ali postoji rizik kontaminacije. |
| Hastelloy C-276 | 5 - 15 | Dobar do zadovoljavajući. Prihvatljivo funkcionira, ali nije optimiziran za ovu službu. B-3 je obično nadilazi. |
Scenarij 2: 50% sumporne kiseline na 80°C (176°F)
Uobičajena srednja koncentracija u procesu.
| Materijal | Tipična brzina korozije (mpy) | Procjena i komentari |
|---|---|---|
| Hastelloy B-3 | <5 - 10 | Izvrstan do dobar. Nastavlja biti najbolji u ovom vrućem, reducirajućem okolišu. |
| oksidi 316l | >500 | Katastrofalno. Pogubio bi se u vrlo kratkom roku. |
| Legura 20 | 50 - 100 | Ozbiljno. Visoka i vjerojatno nepredvidiva korozija. Nije preporučljivo. |
| Hastelloy C-276 | 10 - 20 | Dobar do zadovoljavajući (prihvatljivo). Pouzdan izbor, iako B-3 često pokazuje nižu stopu. |
Scenarij 3: 10% sumporne kiseline pri 50°C (122°F) - S 1000 ppm klorida
Ovaj „prljavi“ razrijeđeni kiselinski scenarij je trenutak kad stvari postanu složene.
| Materijal | Tipična brzina korozije (mpy) | Procjena i komentari |
|---|---|---|
| Hastelloy B-3 | <10 (opće), ali opasnost od rizika lokalnog prodiranja | Dobra otpornost na opću koroziju. Međutim, B-3 nije visoko otporan na pukotinasto prodiranje/koroziju uslijed klorida. Postoji rizik od lokalizirane oštećenja. |
| oksidi 316l | >500 + Teško bodljenje/SCC | Katastrofalno. Najgore moguće materijal za ovu službu. |
| Legura 20 | 20 - 50 + Moguće bodljenje | Slabo. Opća korozija je visoka, ali veći sadržaj kroma/nikla pruža bolju otpornost na bodljenje u odnosu na B-3. Složen kompromis. |
| Hastelloy C-276 | <1 - 5 | Izvrsnom. Ovdje C-276 izvrsno djeluje. Njegov sadržaj kroma osigurava izvrsnu pasivaciju protiv klorida, čineći ga najboljim izborom. |
Ključno razmatranje: Zamka „oksidacijskog sredstva“
Ovo je najvažniji koncept kada se razmatra Hastelloy B-3 .
Hastelloy B-3 je dizajniran za smanjujuće okruženjima. Nedostatak kroma čini ga osjetljivim na bilo koje oksidacijsko sredstvo.
Ako vaš tok sumporne kiseline sadrži čak i tragove:
-
Otopljeni kisik (zrak)
-
Željezni ioni (Fe³⁺)
-
Bakreni ioni (Cu²⁺)
-
Nitrati (NO³⁻)
...stopa korozije Hastelloy B-3 može eksponencijalno porasti eksponencijalno , od <5 mpy do >100 mpy. U takvim okolinama, potreban je legirani materijal sa kromom (kao što su Hastelloy C-276, Alloy 20 ili 316L ) obavezan.
Zaključak: Performanse nasuprot ekonomičnosti
-
Za čistu, koncentriranu sumpornu kiselinu (osobito >70%) bez oksidirajućih nečistoća, Hastelloy B-3 je šampion u smislu performansi. Nudi najbolju otpornost na koroziju i često je najekonomičniji izbor kada se uzme u obzir ukupna cijena životnog vijeka, unatoč visokoj početnoj cijeni.
-
Za razrijeđenu kiselinu ili kiselinu zagađenu oksidirajućim ionima ili kloridima, Hastelloy B-3 je pogrešan izbor. U tim okolinama, morate platiti dodatnu premiju za leguru koja sadrži krom kao što je Hastelloy C-276 .
-
Tradicionalni nerđajući čelici (316L, Alloy 20) imaju svoje mjesto samo u vrlo specifičnim, blagim i čistim uvjetima sumporne kiseline. Njihova niža početna cijena gotovo uvijek je nadoknađena većim rizikom, kraćim vijekom trajanja i mogućnošću katastrofalnog otkaza.
Konačna preporuka: Nikada ne odabirite leguru za sumpornu kiselinu samo na osnovi cijene. Definirajte točne uvjete procesa (koncentracija, temperatura, zagađivači) i zatim odaberite leguru čiji podaci o performansama dokazuju da može izdržati. Za kritične primjene, ulaganje u nadređene, podatcima potkrijepljene performanse Hastelloy B-3 (za reducirajuću kiselinu) ili C-276 (za mješovite/oksidirajuće kiseline) najisplativija je odluka tijekom ukupnog vijeka trajanja vaše opreme.
