Stopy niklu 625 a 825: Wybieranie odpowiedniego materiału do zastosowań offshore i morskich

Stopy niklu 625 a 825: Wybieranie odpowiedniego materiału do zastosowań offshore i morskich

Wybór odpowiedniej stopy niklu do kluczowych komponentów offshore to decyzja wpływająca na bezpieczeństwo, niezawodność oraz całkowity koszt posiadania. Dwie z najczęściej stosowanych stopów do ekstremalnych warunków pracy to Stop 625 (UNS N06625) i Stop 825 (UNS N08825) . Oba są doskonałe, ale zostały zaprojektowane dla różnych głównych zastosowań.

Wybór niewłaściwego stopu może prowadzić do przedwczesnego uszkodzenia pod wpływem bezlitosnego działania wody morskiej, chlorków oraz płynów produkcyjnych.

Podsumowanie: Przewodnik szybkiego wyboru

• Wybierz Stop 625 (N06625) kiedy potrzebujesz ostateczna odporność na korozję punktową, szczelinową i pęknięcia spowodowane naprężeniami chlorkowymi (CISCC) w warunkach pracy w wodzie morskiej. To lider pod względem wytrzymałości i odporności na korozję w silnie utleniających środowiskach chlorkowych.

• Wybierz stop 825 (N08825) gdy potrzebujesz doskonałej odporności na kwasy redukujące (takie jak siarkowy i fosforowy) oraz korozję lokalną , szczególnie w środowiskach, które mogą zawierać sole utleniające lub gdy konieczne jest zapewnienie ochrony zarówno przed korozją kwasową, jak i zasadową.

Skład rdzenia: podstawa wydajności

Kluczem do różnych właściwości tych stopów jest ich skład chemiczny:

Pojedynki wydajności w środowiskach offshore

1. Odporność na lokalną korozję indukowaną chlorkami

Jest to najważniejszy czynnik dla systemów wod morskich.

• Stop 625: Niewątpliwy mistrz.

  • Wartość równoważnika odporności na korozję szczelinową (PREN):  ~50-55

  • Bardzo wysoka zawartość molibdenu (Mo) zapewnia mu wyjątkową odporność na korozję cętkowaną i szczelinową w stojącej lub powoli przepływającej wodzie morskiej, nawet pod osadami.

  • Zastosowania: Wały pomp wody morskiej, wirniki, elementy łączące, napinacze rur głębinowych, przewody submorskie, linie hydrauliczne oraz kluczowe przepony. Często jest wyborem domyślnym dla warunków kwasowych (H₂S) komponenty, w których występują chlorki.

• Stop 825: dobry, ale nie w tej samej klasie.

  • Wartość równoważnika odporności na korozję szczelinową (PREN):  ~32-35

  • Jego niższa zawartość molibdenu czyni go podatnym na korozję cętkowaną w stojącej, natlenionej wodzie morskiej, szczególnie w podwyższonych temperaturach (>~30°C). Działa zadowalająco w przepływającej wodzie morskiej.

  • Zastosowania: Odpowiedni do ogólnego użytku w wodzie morskiej, o ile zapewniony jest przepływ i niskie temperatury. Nie zalecany do kluczowych komponentów w warunkach stojącej wody.

2. Odporność na pęknięcia spowodowane naprężeniami (SCC)

Oba stopy charakteryzują się wysoką odpornością na pęknięcia spowodowane naprężeniami chlorkowymi (CISCC), które są częstym typem uszkodzeń stali nierdzewnych na morzu. Wynika to z ich wysokiej zawartości niklu.

3. Wytrzymałość mechaniczna

• Stop 625:  Znacznie silniejszy. Typowa granica plastyczności w stanie wyżarzonym wynosi ≥ 415 MPa (60 ksi) . Zachowuje wysoką wytrzymałość w podwyższonych temperaturach i ma doskonałą odporność na zmęczenie.

• Stop 825: Dobra plastyczność, ale niższa wytrzymałość. Typowa granica plastyczności w stanie odprężonym wynosi ≥ 220 MPa (32 ksi) .

Wnioski: Stop 625 umożliwia cieńsze ścianki , co zmniejsza wagę — kluczowy czynnik dla urządzeń nad powierzchnią i podmorskich. Jego wysoka wytrzymałość czyni go idealnym do elementów narażonych na duże obciążenia mechaniczne, takich jak wały i śruby.

4. Odporność na korozję w środowisku wodnym (płyny procesowe)

• Stop 825: Specjalista od kwasów.

  • Jego dodanie Miedź (Cu) czyni go lepszym niż 625 pod względem odporności na działanie obniżających poziom kwasów takich jak kwas siarkowy (H₂SO₄) i fosforowy (H₃PO₄).

  • Został specjalnie zaprojektowany do pracy w środowiskach zawierających zarówno kwasy, jak i sole utleniające (np. chlorki, azotany).

• Stop 625:

  • Działa skutecznie w szerokim zakresie ośrodków, ale nie jest tak dobrze zoptymalizowany pod kątem kwasów redukujących jak stop 825. Jego zaletą są środowiska utleniające i bogate w chlorki.

Podsumowanie: To kwestia środowiska pracy

Wybór między stopem 625 a stopem 825 nie polega na tym, który jest „lepszy”, lecz na tym, który jest właściwym dla danego środowiska.

• W najbardziej ekstremalnych warunkach występowania chlorków, przy wysokiej wytrzymałości i maksymalnej odporności na pitting,  Stop 625 (N06625) jest rozwiązaniem lepszym i często niezbędnym. Wyższy koszt początkowy uzasadniony jest niezrównaną niezawodnością w krytycznych zastosowaniach morskich.

• W przypadku pracy z kwasami o właściwościach redukujących lub mniej agresywnymi środowiskami chlorkowymi, gdzie koszt jest istotnym czynnikiem,  Stop 825 (N08825) jest materiałem o wysokiej wydajności i korzystnej relacji cena/efektywność.

Ostateczna rekomendacja: Ostateczny wybór należy zawsze opierać na szczegółowej analizie konkretnego środowiska chemicznego (w tym zanieczyszczeń, temperatury, pH oraz warunków przepływu), wymagań mechanicznych oraz analizie całkowitych kosztów posiadania (TCO), uwzględniającej ryzyko awarii. W razie wątpliwości skonsultuj się z inżynierem ds. korozji oraz dostawcą stopu.