1. Põhilise sulami koostise ülevaade
Monel 400: koosneb peamiselt niklist ja vasest, niklisisaldus on umbes 63–70% ja vask umbes 28–34%. See sisaldab ainult vähesel määral rauda, süsinikku, mangaani ja muid elemente, ilma tahtliku kroomi lisamiseta. Selle korrosioonikindlus sõltub peamiselt nikli ja vase sünergilisest mõjust.
Inconel 600: niklipõhine sulam, mille peamiste legeerelementidena on kõrge kroomisisaldus (14–17%) ja raud (6–10%). Kroom tagab tugeva passiveerimisvõime oksüdeerivates keskkondades, nikkel aga säilitab stabiilsuse redutseerivates ja leeliselistes tingimustes.
2. Happekorrosioonikindluse võrdlus
(1) Toimivus redutseerivates hapetes
Redutseerivate hapete hulka kuuluvad peamiselt mitteoksüdeerivad happed, nagu vesinikfluoriidhape, lahjendatud väävelhape, vesinikkloriidhape, fosforhape mitteoksüdeerivates tingimustes.
Monel 400: näitab suurepärast korrosioonikindlust enamikus redutseerivates happelistes keskkondades. Sulami vask parandab oluliselt selle stabiilsust vesinikfluoriidhappes ja lahjendatud väävelhappes; see on harva korrodeerunud või sellel on väga madal korrosioonikiirus mitteoksüdeerivates hapnikuvabades redutseerivates happesüsteemides. See on üks väheseid tavalisi niklisulamiid, mis sobivad pikaajaliseks kasutamiseks vesinikfluoriidhappega keskkonnas.
Inconel 600: toimib halvasti tugevates redutseerivates hapetes, eriti vesinikfluoriidhappes ja kontsentreeritud vesinikkloriidhappes. Ilma piisava vasesisalduseta ei saa see redutseerivas happekeskkonnas moodustada stabiilset kaitsekilet. Korrosioonikiirus on suhteliselt kõrge ja kuumutamisel või kõrge kontsentratsiooniga tingimustes tekib tugev ühtlane korrosioon või lokaalne korrosioon. Seetõttu ei soovitata Inconel 600 happesüsteemide redutseerimiseks.
(2) Toimivus oksüdeerivates hapetes
Oksüdeerivate hapete hulka kuuluvad kontsentreeritud lämmastikhape, kontsentreeritud väävelhape, kroomhape ja muud tugevate oksüdeerivate omadustega ained.
Monel 400: talub oksüdeerivates hapetes kiiret ja tugevat korrosiooni. Nikkel-vaskmaatriks ei saa tugeva oksüdatsiooni korral moodustada tihedat ja stabiilset passiivset kilet. See kogeb kiiret ühtlast korrosiooni või teradevahelist korrosiooni, mistõttu see ei ole kohaldatav oksüdeerivate happetingimuste korral.
Inconel 600: saab kasu selle kõrgest kroomisisaldusest, mis moodustab oksüdeerivas keskkonnas pinnale tiheda kroomoksiidi passiivse kile. Sellel on suurepärane korrosioonikindlus oksüdeerivate hapete, näiteks lämmastikhappe suhtes, eriti kuumade ja kontsentreeritud oksüdeerivate hapete süsteemides. See säilitab madala korrosioonikiiruse ja hea struktuurse stabiilsuse, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt oksüdeerivates hapete keemilistes protsessides.
(3) Toimivus orgaanilistes hapetes
Orgaanilistes hapetes, nagu äädikhape, sidrunhape ja piimhape (enamasti nõrgalt redutseeriv või neutraalne),
Monel 400 on hea korrosioonikindlusega ja suudab säilitada stabiilse jõudluse keskmise temperatuuri tingimustes.
Inconel 600 toimib samuti hästi, kuid selle eelis pole Monel 400-ga võrreldes ilmne ja selle maksumus on kõrgem.
3. Leelise korrosioonikindluse võrdlus
Mõlemat sulamit kasutatakse nende suure niklisisalduse tõttu laialdaselt aluselises keskkonnas, kuid siiski on erinevusi.
Monel 400: tal on suurepärane vastupidavus leeliselisele keskkonnale, sealhulgas seebikivi, kaaliumhüdroksiid, kaltsiumhüdroksiid ja muud tugevad leelised. See on stabiilne nii kõrge kontsentratsiooniga kui ka kõrge temperatuuriga leeliselistes lahustes, madala korrosioonikiirusega ja enamikus leeliselistes süsteemides puudub pingekorrosioonipragunemise kalduvus. Seda kasutatakse tavaliselt seebikivi tootmisel aurustamise, kristallimise ja torujuhtmesüsteemides.
Inconel 600: sellel on ka suurepärane leeliseline korrosioonikindlus, eriti kõrge temperatuuriga sulaleelise ja tugeva söövitava keskkonna korral. Kroomikomponent suurendab veelgi passiivse kile stabiilsust, muutes selle töökindlamaks kui Monel 400 ülikõrgete temperatuuride või väga kontsentreeritud leeliselistes tingimustes, nagu sulasoolasüsteemid ja kõrge temperatuuriga leelisetöötlusseadmed. Tavalistes keskmise temperatuuri ja keskmise kontsentratsiooniga leeliselistes keskkondades on kahe sulami jõudluse vahe väike.
4. Toimivus neutraalses soolas ja erilises söövitavas keskkonnas
Nende kohaldatavate stsenaariumide paremaks illustreerimiseks laiendatakse võrdlust kloriidi ja kõrge temperatuuriga atmosfäärikeskkondadele.
Kloori sisaldav keskkond (merevesi, soolvesi): Monel 400-l on suurepärane vastupidavus merevee ja kloriidide korrosioonile ning tugev punkt- ja pragukorrosioonikindlus. Inconel 600 on kloriidi sisaldavates keskkondades altid punkt- ja pragukorrosioonile, eriti seisvates ja kõrge temperatuuriga tingimustes, seega on Monel 400 sobivam.
Kõrge temperatuuriga oksüdeeriv atmosfäär: Inconel 600-l on suurepärane kõrgtemperatuuriline oksüdatsioonikindlus ja aurukorrosioonikindlus kuni ligikaudu 1095 kraadini, ületades tunduvalt Monel 400. Monel 400 on kõrgetel temperatuuridel oksüdeerivas keskkonnas altid kiirenenud korrosioonile ja katlakivi tekkele, mistõttu see ei sobi kõrgel temperatuuril oksüdeerivas keskkonnas.
5. Kokkuvõte ja rakendusjuhised
Redutseerivates hapetes (vesinikfluoriidhape, lahjendatud mitteoksüdeeriv väävelhape, vesinikkloriidhape): Monel 400 on märkimisväärselt parem kui Inconel 600 ja on eelistatud materjal.
Oksüdeerivates hapetes (kontsentreeritud lämmastikhape, kuumad oksüdeerivad happesüsteemid): Inconel 600 on palju parem ja ainus elujõuline valik nende kahe vahel.
Üldistes leeliselistes tingimustes: mõlemal sulmil on suurepärane jõudlus. Monel 400 on ökonoomne tavapäraste leeliseliste keskkondade jaoks, samas kui Inconel 600 sobib paremini kõrge temperatuuriga sulaleelise ja ülikarmide leeliseliste tingimuste jaoks.
Merevee ja kloriidi keskkonnas: Monel 400 on töökindlam. Kõrge temperatuuriga oksüdeerivas keskkonnas on Inconel 600 ainus kasutatav valik.
