นิกเกิลอลูมินัม 625 หรือ 825: การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในทะเลและนอกชายฝั่ง

นิกเกิลอลูมินัม 625 หรือ 825: การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในทะเลและนอกชายฝั่ง

การเลือกโลหะผสมนิกเกิลที่เหมาะสมสำหรับชิ้นส่วนสำคัญนอกชายฝั่ง เป็นการตัดสินใจที่มีผลต่อความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และต้นทุนรวมตลอดอายุการใช้งาน โลหะผสมที่นิยมกำหนดใช้มากที่สุดสองชนิดสำหรับงานที่มีสภาพแวดล้อมรุนแรง ได้แก่ Alloy 625 (UNS N06625) และ Alloy 825 (UNS N08825) แม้ว่าทั้งสองชนิดจะมีคุณสมบัติดีเยี่ยม แต่ถูกออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์หลักที่แตกต่างกัน

การเลือกใช้ผิดชนิดอาจนำไปสู่การเสียหายก่อนเวลาอันควร จากการโจมตีอย่างต่อเนื่องของน้ำทะเล ไอออนคลอไรด์ และของเหลวจากการผลิต

สรุปสำหรับผู้บริหาร: คู่มือฉบับย่อ

• เลือก Alloy 625 (N06625) เมื่อคุณต้องการ ต้านทานการกัดกร่อนแบบเป็นหลุม การกัดกร่อนแบบช่องว่าง และการแตกร้าวจากความเครียดที่เกิดจากคลอไรด์ (CISCC) ได้สูงสุด ในงานที่ใช้น้ำทะเล เป็นวัสดุชั้นนำสำหรับความแข็งแรงและการต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์และออกซิไดซ์สูง

• เลือกโลหะผสม 825 (N08825) เมื่อคุณต้องการความต้านทานที่ยอดเยี่ยมต่อ กรดชนิดรีดิวซ์ (เช่น กรดซัลฟิวริก และกรดฟอสฟอริก) และการกัดกร่อนเฉพาะที่ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่อาจมีเกลือออกซิไดซ์ปนอยู่ หรือเมื่อคุณต้องจัดการกับการกัดกร่อนทั้งแบบกรดและด่าง

องค์ประกอบหลัก: รากฐานของประสิทธิภาพ

กุญแจสำคัญที่ทำให้พฤติกรรมแตกต่างกันอยู่ที่องค์ประกอบทางเคมี:

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมนอกชายฝั่ง

1. ความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบเฉพาะที่จากไอออนคลอไรด์

นี่คือปัจจัยที่สำคัญที่สุดสำหรับระบบที่ใช้น้ำทะเล

• อัลลอย 625: ผู้นำที่ไม่มีข้อโต้แย้ง

  • เลขพาร์ตัลลิงตันเพื่อความต้านทานสนิม (PREN):  ~50-55

  • ปริมาณโมลิบดีนัม (Mo) สูงมากของมัน ทำให้มีความต้านทานพิเศษต่อการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมและการกัดกร่อนในรอยแยก ในน้ำทะเลที่อยู่นิ่งหรือไหลช้า แม้ภายใต้คราบสิ่งสกปรก

  • การประยุกต์ใช้งาน: เพลาปั๊มน้ำทะเล ใบพัด น็อตและสลักเกลียว อุปกรณ์ดึงท่อแนวตั้ง สายเคเบิลใต้น้ำ ท่อน้ำมันไฮดรอลิก และเบลโลวส์ที่สำคัญ มักเป็นทางเลือกเริ่มต้นสำหรับ การใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีสารกำมะถัน (H₂S) ส่วนประกอบที่มีคลอไรด์อยู่

• โลหะผสม 825: ดี แต่ไม่อยู่ในระดับเดียวกัน

  • เลขพาร์ตัลลิงตันเพื่อความต้านทานสนิม (PREN):  ~32-35

  • เนื่องจากมีปริมาณโมลิบดีนัมต่ำกว่า ทำให้มีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมในน้ำทะเลที่นิ่งและมีออกซิเจน โดยเฉพาะที่อุณหภูมิสูง (>~30°C) แต่สามารถทำงานได้ดีในน้ำทะเลที่ไหลเวียน

  • การประยุกต์ใช้งาน: เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไปกับน้ำทะเลที่มีการไหลอย่างต่อเนื่องและอุณหภูมิต่ำ ไม่แนะนำสำหรับชิ้นส่วนสำคัญที่อยู่ในสภาวะน้ำนิ่ง

2. ความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเครียด (SCC)

โลหะผสมทั้งสองชนิดมีความต้านทานต่อการแตกร้าวจากความเครียดที่เกิดจากคลอไรด์ (CISCC) ซึ่งเป็นปัญหาที่พบบ่อยในเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้ในงานนอกชายฝั่ง เนื่องมาจากปริมาณนิกเกิลที่สูง

3. ความแข็งแรงทางกล

• โลหะผสม 625:  แข็งแรงกว่าอย่างมาก ความแข็งแรงต่อการครากแบบแอนนีลทั่วไปคือ ≥ 415 MPa (60 ksi) . มีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูง และมีความต้านทานต่อการล้าได้ดีเยี่ยม

• โลหะผสม 825: เหนียวดี แต่มีความแข็งแรงต่ำกว่า ความต้านทานแรงดึงแบบอบอ่อนทั่วไปคือ ≥ 220 MPa (32 ksi) .

ผลที่ตามมา: โลหะผสม 625 ทำให้สามารถใช้ ผนังที่บางลง ซึ่งช่วยลดน้ำหนัก—เป็นปัจจัยสำคัญสำหรับอุปกรณ์บนแท่นและใต้ทะเล ความแข็งแรงสูงของมันทำให้เหมาะกับชิ้นส่วนที่ต้องรับแรงเครื่องกลสูง เช่น เพลาและสลักเกลียว

4. ความต้านทานต่อการกัดกร่อนในสารละลาย (ของเหลวกระบวนการ)

• โลหะผสม 825: ผู้เชี่ยวชาญด้านกรด

  • การเพิ่มเติมของมัน ทองแดง (Cu) ทำให้มีความเหนือกว่า 625 ในการรับมือกับ กรดที่เป็นตัวลด เช่น กรดซัลฟิวริก (H₂SO₄) และกรดฟอสฟอริก (H₃PO₄)

  • ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีทั้งกรดและเกลือออกซิไดซ์ (เช่น คลอไรด์ ไนเตรต)

• โลหะผสม 625:

  • ทำงานได้ดีในช่วงสื่อกลางที่หลากหลาย แต่ไม่เหมาะสมกับกรดที่เป็นตัวลดเท่ากับโลหะผสม 825 จุดเด่นของมันคือในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์ออกซิไดซ์และมีคลอไรด์สูง

สรุป: เป็นเรื่องของสภาพแวดล้อม

การเลือกระหว่างโลหะผสม 625 และโลหะผสม 825 ไม่ใช่เรื่องของอันใดอันหนึ่งที่ "ดีกว่า" แต่เป็นเรื่องของอันไหนที่ เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมเฉพาะนั้น

• สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์รุนแรงที่สุด ต้องการความแข็งแรงสูง และต้องการความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมสูงสุด  โลหะผสม 625 (N06625) เป็นทางเลือกที่เหนือกว่าและมักจำเป็น ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่านั้นถือว่าคุ้มค่าเมื่อพิจารณาจากความน่าเชื่อถือที่ไม่มีใครเทียบได้ในงานประยุกต์ใช้งานน้ำทะเล

• สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับกรดที่มีฤทธิ์กัดกร่อนต่ำ หรือสภาวะคลอไรด์ที่ไม่รุนแรงมาก โดยที่ต้นทุนเป็นปัจจัยสำคัญ  โลหะผสม 825 (N08825) เป็นวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงและคุ้มค่าด้านต้นทุน

คำแนะนำสุดท้าย: ควรพิจารณาทางเลือกสุดท้ายเสมอโดยอิงจากการวิเคราะห์อย่างละเอียดของสภาพแวดล้อมทางเคมีเฉพาะ (รวมถึงสิ่งปนเปื้อน อุณหภูมิ pH และสภาวะการไหล) ความต้องการด้านกลไก และการวิเคราะห์ต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน (TCO) ที่คำนึงถึงความเสี่ยงของการเกิดความล้มเหลว เมื่อมีข้อสงสัย ควรปรึกษาวิศวกรด้านการกัดกร่อนและผู้จัดจำหน่ายโลหะผสมของคุณ