Hastelloy C-276 vs. C-22: Pagpapaliwanag sa Pinakamahusay na Pagpipilian para sa FGD System Pipe Fittings at Elbows

Hastelloy C-276 vs. C-22: Pagpapaliwanag sa Pinakamahusay na Pagpipilian para sa FGD System Pipe Fittings at Elbows

Executive summary

Hastelloy C-276 at C-22 kumakatawan sa dalawang nangungunang nickel-chromium-molybdenum alloys na partikular na idinisenyo para sa matinding corrosive na kapaligiran na nararanasan sa flue gas desulfurization (FGD) systems . Bagama't parehong nag-aalok ng kamangha-manghang pagganap, ang mga bahagyang pagkakaiba sa kanilang kemikal na komposisyon , pangangalaga sa pagkaubos , at mga katangian sa pagmamanupaktura nagpapagawa sa bawat isa na natatangi para sa tiyak na mga aplikasyon sa FGD. Ang teknikal na pagsusuri na ito ay nagbibigay ng komprehensibong gabay para pumili ng pinakamahusay na alloy para sa FGD pipe fittings at siko batay sa aktuwal na kondisyon ng operasyon, mga pagsasaalang-alang sa ekonomiya, at pangmatagalang kahusayan.

1 Komposisyon ng Kemikal at Mga Katangian ng Microstruktura

1.1 Pagkumpara sa Komposisyon ng Alloy

Ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga alloy ay nagmula sa kanilang tiyak na mga pormulasyong kemikal:

Talaan: Pagkumpara sa Komposisyong Kemikal (Weight %)

1.2 Mga Katangiang Metalurhiko

• C-276 : Unang inimbento upang masolusyunan ang problema ng pagkabulok sa pagbub weld ng mas lumang Hastelloy C sa pamamagitan ng kontroladong mababang carbon at antas ng silicon

• C-22 : Kinakatawan nito ang mas mataas na pagpino na may balanseng chromium-molybdenum para sa mas malawak na saklaw ng aplikasyon

• Parehong mga alloy nagpapanatili ng matatag na face-centered cubic (FCC) na austenitic na istruktura na lumalaban sa sensitization

2 Kakayahang Lumaban sa Corrosion sa Mga Paligid ng FGD

2.1 Kakayahan Laban sa Pitting at Crevice Corrosion

Ang mga sistema ng FGD ay lumilikha ng mapanganib na kondisyon na nangangailangan ng hindi kapani-paniwalang lokal na paglaban sa corrosion:

• Numero ng Katumbas na Paglaban sa Pitting (PREN) :

  • C-276: PREN ≈ 68-74

  • C-22: PREN ≈ 65-70

• Kritikal na Temperatura ng Pitting (CPT) :

  • C-276: 85-95°C sa mga asidikong solusyon ng chloride

  • C-22: 75-85°C sa mga katulad na kondisyon

*Ang mas mataas na nilalaman ng molibdeno sa C-276 ay nagbibigay ng bahagyang higit na paglaban sa pitting na dulot ng chloride, lalo na sa mga kondisyon ng inutil sa loob ng mga siko at fitting.*

2.2 Partikular na Performance ng FGD Environment

Mga Asidong Condensates

Madalas na nag-generate ang mga sistema ng FGD ng mga acidic condensates na may iba't ibang komposisyon:

• Uling Asidong Sulfuriko : Ang C-22 ay may mga pakinabang dahil sa mas mataas na nilalaman ng chromium

• Asidong Hydrochloric : Ang C-276 ay mas epektibo sa mga konsentrasyon na nasa itaas ng 10%

• Mga Asidong Pinaghalo : Karaniwan ay mas mahusay ang pagganap ng C-22 sa mga pinaghalong nitric/hydrochloric acid

Mga Nag-oxidize na Kalagayan

• Mga Nakaklorinang Kapaligiran : Ang C-22 ay mayroong mas mataas na resistensya dahil sa chromium

• Basang Chlorine Gas : Parehong maganda ang pagganap ng dalawang alloy, ngunit may bahagyang gilid ang C-22

• Mga Solusyon sa Chlorite/Chlorate : Mas mahusay ang pagganap ng C-22

3 Mga Katangiang Mekanikal at Mga Isinasaalang-alang sa Pagmamanupaktura

3.1 Paghahambing ng Mga Katangiang Mekanikal

Talaan: Karaniwang Mga Katangiang Mekanikal sa Karaniwang Temperatura

3.2 Mga Katangian sa Pagmamanupaktura at Pagpuputol sa Pagbub weld

Mga Operasyon sa Paghubog

• Cold forming : Parehong mga alloy ay mabilis na nagiging matigas habang nagtatrabaho na nangangailangan ng pansamantalang pagpapalamig

• Paggawa sa Mainit : Inirerekomendang temperatura sa pagtatrabaho ay 1120-1170°C para sa parehong mga alloy

• Pormasyon ng Siko : Ang C-276 ay nagpapakita ng bahagyang mas magandang formability para sa mga siko na may maliit na radius

Welding performance

• Paggamit ng Pampalakas sa Pagbabad : Ang C-22 ay nagpapakita ng higit na paglaban sa korosyon sa HAZ

• Pagpili ng Filler Metal :

  • C-276: Karaniwang ginagamitan ng ERNiCrMo-4 filler

  • C-22: Karaniwang ginagamitan ng ERNiCrMo-10 filler

• Paggamot sa init pagkatapos ng pagpuputol : Hindi karaniwang kinakailangan para sa alinman sa alloy

4 Mga Rekomendasyon Tungkol sa Aplikasyon para sa FGD Systems

4.1 Gabay sa Komponent ng FGD Subsystem

Mga Bahagi ng Scrubber Zone

• Mga Spray Header at Nozzle : C-276 ay inirerekomenda para sa mas mahusay na paglaban sa pagkasira at pagkaluma

• Mga Bahagi ng Mist Eliminator : C-22 ay inirerekomenda para sa mas mahusay na paglaban sa oksihenasyon

• Cladding sa Pader ng Scrubber : Pareho ay angkop, depende sa partikular na kemikal

Ductwork at Mga Bypass System

• Mga Damper at Joint ng Expansion : C-22 ay inirerekomenda para sa mga kondisyon na may halo-halong oksihenasyon

• Mga Siko at Pagbaluktot : C-276 inirerekomenda para sa paglaban sa pagsusuot sa mga mataas na bilis na lugar

• Mga Sistema ng Suporta : Maaaring gamitin ang alinmang alloy batay sa mga pagbabago sa gastos

Mga Fitting ng Tubo at Iba't Ibang Bahagi

• Elbows : Mas mahusay ang C-22 para sa paghawak ng mga slurry na may mga matalim na partikulo

• Mga Tee at Reducer : Mas angkop ang C-22 para sa mga kondisyon sa phase ng singaw

• Mga Flange at Mga Sumpay na may Gasket : Inuuna ang C-276 para sa paglaban sa crevice corrosion

4.2 Mga Gabay sa Pagpili Batay sa Temperatura

Mababang Temperatura ng Aplikasyon (<80°C)

• Parehong mga alloy nagpapakita ng mahusay na pagganap

• Mga Pagsasaalang-alang sa Gastos maaaring dominahan ang pagpili

• C-276 pinipili kung ang chloride ay lumampas sa 500 ppm

Gitnang Temperatura (80-100°C)

• C-276 karaniwang mas mahusay para sa mga kondisyon ng pagbawas

• C-22 mas mainam para sa mga kondisyon ng pag-oxidize

• Mahalagang puntong desisyon batay sa tiyak na komposisyon

Mataas na Temperatura (>100°C)

• C-22 nagpapakita ng mga bentahe sa mga oxidizing na kapaligiran

• Katatagan sa Init mga pagpapalagay ay pabor kay C-22

• Parehong mga alloy nangangailangan ng maingat na disenyo ng makina

5 Mga Pansin sa Ekonomiya at Pagsusuri sa Gastos sa Buhay

5.1 Unang Paghahambing ng Gastos

• Premium sa Gastos ng Materyales : Karaniwang 15-25% ang premium ng presyo ng C-22 kaysa C-276

• Mga Gastos sa Pagmamanupaktura : Katulad sa parehong mga alloy na may minor variations

• Mga Pansin sa Imbentaryo : Mas malawak na magagamit ang C-276 sa mga karaniwang fittings

5.2 Mga Salik sa Gastos sa Buhay na Produkto

Paggawa at Pagpapahinto

• Mga agwat ng inspeksyon : Maaaring payagan ng C-22 ang mas mahabang interval sa mga oxidizing na kondisyon

• Pagpapalit ng Bahagi : Nagpapakita ang C-276 ng mas matagal na serbisyo sa reducing na kondisyon

• Mga Kinakailangan sa Paglilinis : Katulad para sa parehong mga alloy

Mga Bunga ng Kabiguan

• Mga Gastos sa Hindi Nakaplano na Pagkabigo : Kadalasang lumalampas sa pagkakaiba ng mga gastos sa materyales

• Paggawa sa Batas ng Kalikasan : Parehong nagbibigay ng maaasahang pagtugon sa pamantayan

• Mga Implikasyon sa Kaligtasan : Kaunting pagkakaiba sa pagitan ng mga alloy

*Talahanayan: Comparative Lifecycle Cost Analysis (20-Taong Pananaw)*

6 Pinakabagong Pag-unlad sa Teknolohiya at Mga Kaso

6.1 Karanasan sa Industriya at Datos sa Pagganap

Mga Aplikasyon sa Paggawa ng Enerhiya

• Mga Coal-Fired Plant : Parehong nagpapakita ang mga alloy ng 20+ taong habang-buhay sa maayos na disenyo ng sistema

• Mga Pasilidad sa Waste-to-Energy : Inirerekumenda ang C-22 para sa mga komplehadong kemikal na kapaligiran

• Industriyal na boilers : Karaniwang ginagamit ang C-276 sa mga simpleng sistema na may maasahang komposisyon

Pagpapatotoo ng pagganap

• Pagsusuri sa Field : Maramihang 5-taong pagsusuri sa field ay nagpapakita ng <0.1 mm/taon na rate ng pagkakalbo para sa parehong mga alloy

• Mga Pag-aaral sa Laboratoryo : Ang mabilis na pagsubok ay nagpapatunay sa mga inaasahang pagkakaiba sa pagganap

• Pagsusuri ng Pagkakamali : Ang bihirang pagkabigo ay karaniwang nauugnay sa mga isyu sa disenyo/operasyon kaysa sa mga limitasyon ng materyales

6.2 Mga Pag-unlad sa Pagmamanupaktura

• Additive Manufacturing : Ang parehong mga alloy ay matagumpay na naproseso sa pamamagitan ng laser powder bed fusion

• Mga Teknolohiya sa Cladding : Ang explosive at weld overlay cladding ay magagamit para sa parehong mga alloy

• Pagsasakatiling-buhay : Tumaas ang availability ng mga standard fittings sa parehong mga alloy

7 Pamamaraan sa Pagpili at Balangkas ng Desisyon

7.1 Sistemang Paraan ng Pagpili

Hakbang 1: Paglalarawan sa Kapaligiran

• Kumpletong pagsusuri ng kemikal ng inaasahang kapaligiran

• Pagsusuri ng temperatura at presyon

• Pagkilala sa kondisyon ng pagkabalisa

Hakbang 2: Mga Kinakailangan sa Pagganap

• Tiyak na haba ng disenyo

• Mga target sa pagkakatiwalaan

• Filosopiya ng pagpapanatili

Hakbang 3: Pagsusuri sa Ekonomiya

• Modelo ng gastos sa buong siklo ng buhay

• Paggawa ng desisyon batay sa panganib

• Kalkulasyon ng kabuuang gastos sa pagmamay-ari

7.2 Mga Kasangkapan sa Suporta sa Desisyon

Protocol sa Pagsubok ng Korosyon

• Pagsusulit sa laboratoryo sa ilalim ng mga kondisyong pinagmumulan

• Pagsusulit ng coupon sa tunay na kapaligiran

• Elektrokemikal na pagkakakilanlan

Pangangatag ng Kompyuter

• Dinamika ng likido sa kompyuter para sa prediksyon ng pagsusuot

• Pangangatag ng termodinamika para sa katatagan ng yugto

• Pag-aanalisa ng elemento para sa mekanikal na integridad

8 Kongklusyon at Rekomendasyon

8.1 Pangkalahatang Gabay para sa Mga Aplikasyon ng FGD

Ginustong Hastelloy C-276 Kapag:

• Lumalampas sa 500 ppm ang konsentrasyon ng chloride sa mga temperatura na higit sa 80°C

• Nangingibabaw ang reducing conditions sa kapaligiran ng proseso

• Ang erosion-corrosion ay isang makabuluhang alalahanin

• Ang sensitivity sa gastos ay isang pangunahing salik

Ginustong Hastelloy C-22 Kapag:

• Nangingibabaw ang oxidizing conditions

• Mga halo-halong acid kabilang ang oxidizing acids ay naririnig

• Mas mataas na temperatura ng operasyon (>100°C) ang inaasahan

• Pinakamataas na paglaban sa localized corrosion ang kinakailangan

8.2 Mga darating na Tren at Pag-unlad

• Mga Solusyon na Hibrid : Component-specific alloy selection ang naging mas karaniwan

• Advanced manufacturing : Additive manufacturing ang nagbibigay-daan sa optimized geometries

• Mga Teknolohiya sa Pagmamanman : IoT-enabled corrosion monitoring ang nakakaapekto sa maintenance strategies

• Mga Pag-unlad sa Materyales : Mga bagong alloys ang patuloy na lumalabas na mayroong pinahusay na mga katangian

8.3 Panghuling Rekomendasyon

Para sa karamihan ng mga fitting at siko ng tubo sa sistema ng FGD, Ang Hastelloy C-276 ay kumakatawan sa pinakamahusay na balanse ng pagganap, kakayahang iproseso, at kahusayan sa gastos . Gayunpaman, sa mga sistema na may makabuluhang mga kondisyon sa pag-oxidize, kumplikadong mga kapaligiran sa kemikal, o mataas na temperatura ng operasyon, Ang Hastelloy C-22 ay nagpapakita ng kanyang premium na gastos sa pamamagitan ng pinahusay na pagganap at katiyakan .

Dapat batay ang pangwakas na pagpili sa isang komprehensibong pagsusuri ng mga tiyak na kondisyon ng serbisyo, na sinusuportahan ng angkop na pagsubok kung kinakailangan, at isinasaalang-alang ang kabuuang tanawin ng mga gastos sa buong buhay at mga kinakailangan sa operasyon.