1. K: Mis on Incoloy 825 (UNS N08825) keemiline koostis ja kuidas iga legeeriv element aitab kaasa selle toimimisele happe tootmise ja peitsimise keskkonnas?
A:Incoloy 825 (UNS N08825) on nikli-raua-kroomisulam, millele on lisatud kontrollitud molübdeeni, vase ja titaani. Selle nimikoostis on 38,0–46,0% niklit, 19,5–23,5% kroomi, minimaalselt 22,0% rauda, 2,5–3,5% molübdeeni, 1,5–3,0% vaske ja 0,6–1,2% titaani, süsinikusisaldus on maksimaalselt 0,05%. Iga element täidab happelise teeninduse keskkondades kindlat eesmärki.
Nikkel(38–46%) loob aluse vastupidavusele kloriid--ioonpinge-korrosioonipragunemisele (SCC), mis on kriitiline rikkerežiim kloriidide ja hapetega kokkupuutuvates keemilise töötlemise seadmetes. Kõrge niklisisaldus stabiliseerib ka austeniitset struktuuri, tagades elastsuse ja valmistatavuse.
Kroom(19,5–23,5%) annab vastupidavuse oksüdeerivatele ainetele nagu lämmastikhape, nitraadid ja oksüdeerivad soolad. Söötmistoimingutes, kus kasutatakse segatud happeid (lämmastik-vesinikfluoriid), võimaldab kroom sulamil taluda happesegu oksüdeerivat komponenti.
Molübdeen(2,5–3,5%) javask(1,5–3,0%) toimivad sünergistlikult, pakkudes silmapaistvat vastupidavust redutseerivatele keskkondadele, eriti väävel- ja fosforhappele. Vask on eriti tõhus väävelhappe vastu, samas kui molübdeen suurendab vastupidavust punkt- ja pragukorrosioonile-lokaliseeritud ründemehhanismidele, mis suudavad kiiresti tungida läbi torude seinte seisvates või vähese vooluga piirkondades.
Titaan(0,6–1,2%) toimib stabiliseeriva elemendina. Sobiva kuumtöötlemise teel ühineb titaan süsinikuga, moodustades titaankarbiidid, vältides kroomkarbiidi sadenemist terade piiridel. See stabiliseerimine välistab vastuvõtlikkuse teradevahelisele korrosioonile (sensibiliseerimine), mis on eriti oluline keevitatud torude ja torude puhul happetöötlemisel
.
2. K: Millised ASTM-i spetsifikatsioonid reguleerivad Incoloy 825 õmblusteta torusid keemiliste protsesside rakendustes ja kuidas need spetsifikatsioonid erinevad?
A:Incoloy 825 õmblusteta torud ja torud on kaetud mitme ASTM-i spetsifikatsiooniga, millest igaüks käsitleb konkreetseid tootevorme ja teenindustingimusi. Nende erinevuste mõistmine on happe tootmise ja peitsimise seadmete õigeks materjalivalikuks hädavajalik.
ASTM B163reguleerib õmblusteta niklist ja niklisulamist kondensaatorit ja soojus{0}}vaheti torusid. See spetsifikatsioon kehtib spetsiaalselt torudele, mida kasutatakse soojusülekanderakendustes, nagu soojusvahetid, kondensaatorid ja aurustid happetehastes. See kehtestab ranged mõõtmete tolerantsid ja mittepurustavad katsetamise nõuded (tavaliselt pöörisvoolu või ultraheliga), et tagada toru terviklikkus surveteenistuse jaoks.
ASTM B423hõlmab "Nikkel-raud-kroom-molübdeen-vasesulam (UNS N08825 ja N08221) õmblusteta torud." See on keemilise töötlemise rakendustes kasutatavate üldotstarbeliste-õmblusteta torude esmane spetsifikatsioon. See käsitleb tooteid alates väikestest mõõteriistade torudest kuni suure-läbimõõduga protsessitorudeni ning sisaldab nõudeid keemilise koostise, tõmbeomaduste ja kuumtöötluse kohta.
ASTM B424kehtib plaadi, lehe ja riba kohta, samasASTM B425hõlmab varraste ja varraste tooteid. Valmistatud komponentide jaoks, nagu äärikud ja liitmikud,ASTM B564on sepistamise asjakohane spetsifikatsioon.
Happetootmis- ja peitsimisrajatistes on soojusvahetid tavaliselt ASTM B163 järgi, samas kui protsessitorustiku ühendamine järgib ASTM B423. Mõlemad spetsifikatsioonid nõuavad, et materjal tuleb tarnida lahusega lõõmutatud olekus (stabiliseerida lõõmutatud umbes 940–980 kraadi juures), et tagada maksimaalne korrosioonikindlus ja valmistamisel optimaalne elastsus.
3. K: Miks on Incoloy 825 eelistatud materjal väävel- ja fosforhappega töötamiseks ning milliseid korrosioonikindluse eeliseid see roostevaba terase ees pakub?
A:Incoloy 825 pakub erakordset vastupidavust nii redutseerivatele kui ka oksüdeerivatele hapetele, mistõttu sobib see ainulaadselt hapete tootmiseks ja peitsimiseks, kus roostevaba teras läheb enneaegselt rikki. Selle paremus on kõige selgemini väljendunud väävelhappe (H₂SO₄) ja fosforhappe (H₃PO4) keskkondades.
Väävelhappe teenus:Incoloy 825 omab silmapaistvat vastupidavust paljudes väävelhappe kontsentratsioonides ja temperatuurides. Vase ja molübdeeni lisandid pakuvad kaitset lahjendatud väävelhappe redutseeriva olemuse eest, kroom aga tagab vastupidavuse suuremates kontsentratsioonides, kus valitsevad oksüdeerivad tingimused. Seevastu austeniitsed roostevabad terased nagu 304L ja 316L kannatavad väävelhappes kiiresti korrosiooni all, eriti kõrgetel temperatuuridel. Näiteks 10–50% H₂SO₂-s temperatuuril kuni 65 kraadi F (150 kraadi F) hoiab Incoloy 825 korrosioonimäära alla 0,1 mm aastas, samas kui 316L võib esineda üle 1,0 mm aastas.
Fosforhappe teenus:Märg{0}}fosforhappe tootmisel (kasutatakse väetiste tootmisel) sisaldab hape agressiivseid lisandeid, sealhulgas fluoriide, kloriide ja ränidioksiidi. Incoloy 825 on selles keskkonnas vastupidav nii üldisele korrosioonile kui ka lokaalsele rünnakule, samas kui tavalised roostevabad terased kannatavad kiiresti punkt- ja pragukorrosiooni all. Sulamit kasutatakse laialdaselt fosforhappe aurustites, soojusvahetites ja torusüsteemides
.
Pinge{0}}Korrosioonipragunemiskindlus (SCC):Üks Incoloy 825 olulisemaid eeliseid roostevaba terase ees on selle vastupidavus kloriidi{1}}indutseeritud SCC-le. Austeniitsed roostevabad terased on väga vastuvõtlikud SCC-le, kui nad puutuvad kokku kloriididega temperatuuril üle 140 kraadi F (60 kraadi). Kõrge niklisisaldusega (38–46%) Incoloy 825 on kloriid-SCC suhtes praktiliselt immuunne, mistõttu on see materjal rakendustes, kus koos hapetega esineb ka kloriide.
Punktide ja pragude korrosioon:Molübdeenisisaldus (2,5–3,5%) tagab Incoloy 825-le parema vastupidavuse punkt- ja pragukorrosioonile võrreldes 316L roostevaba terasega. See on eriti oluline peitsimisel, kus paigalseisvad tingimused või praod tihendite ja äärikute all võivad põhjustada lokaalset rünnakut.
4. K: Millised on peamised kaalutlused Incoloy 825 torude ja torude keevitamisel happetootmisseadmetes ning milliseid täitemetalle soovitatakse kasutada?
A:Incoloy 825 keevitamine nõuab sulami korrosioonikindluse ja mehaanilise terviklikkuse säilitamiseks spetsiaalseid protseduure. Sulam on kõigi tavapäraste sulakeevitusmeetoditega hästi keevitatav, kuid arvesse tuleb võtta mitmeid kriitilisi tegureid.
Eel{0}}keevispuhastus:Pinnasaasteained -eelkõige väävel, plii ja rasv-võivad keevitamisel põhjustada kuumpragusid. Enne keevitamist tuleb toru või toru pinnad atsetooni või mõne muu sobiva lahustiga põhjalikult rasvatustada. Roostevaba terase lihvkettaid ei tohiks Incoloy 825 puhul kasutada, kuna ristsaastumine võib põhjustada lisandeid.
Soojussisendi juhtimine:Incoloy 825 soojusjuhtivus on madalam ja soojuspaisumine suurem kui austeniitsetel roostevabadel terastel. Moonutuste ja jääkpingete minimeerimiseks peaksid keevitusprotseduurid täpsustama:
Soojussisend alla 1,0 kJ/mm (ligikaudu 25 kJ/in)
Läbipääsu temperatuur alla 100 kraadi (210 kraadi F)
Stringer helmeste tehnika (vältides kudumist)
Tagasi{0}}puhastusgaasi (argooni) kasutamine juurte läbimisel, et vältida oksüdeerumist sisepinnal
Soovitatavad täitemetallid:Incoloy 825 keevitamiseks on saadaval mitu täitemetalli valikut:
ERNiFeCr-1 (AWS A5.14): See on Incoloy 825 jaoks sobiv täitemetall, mida tuntakse ka kui INCOLOY® 65 täitetraadi. See tagab mitteväärismetalliga samaväärse korrosioonikindluse ja sobib TIG (GTAW) ja MIG (GMAW) keevitamiseks.
INCOLOY® 135 keevituselektroodid: Käsitsi metalli kaarkeevitamiseks (MMA/SMAW) tagavad need elektroodid sobiva koostise ja mehaanilised omadused.
Spetsiifiliste rakenduste jaoks võib kasutada alternatiivseid täitemetalle, nagu ER383 (27.31.4.LCu), kuid maksimaalse korrosioonikindluse tagamiseks eelistatakse üldiselt sobivat täiteainet.
Keevituse{0}}järgne kuumtöötlus (PWHT):Enamikus rakendustes saab Incoloy 825 kasutada keevitatud-olekus ilma keevitusjärgse-kuumtöötluseta. Väga söövitavates keskkondades või jääkpingetega töötamisel võib aga maksimaalse korrosioonikindluse taastamiseks ja kuumusest mõjutatud tsoonis tundlikkuse kõrvaldamiseks läbi viia lahuse lõõmutamise 930–980 kraadi juures, millele järgneb vesikarastus.
Kvalifikatsioon:Incoloy 825 keevitusprotseduurid kriitilise happe hoolduses peavad olema kvalifitseeritud vastavalt ASME jaotisele IX või kohaldatavatele koodidele, sealhulgas mehaanilistele katsetele ja korrosioonikatsetele, et kontrollida, kas keevisliide vastab nõutavatele toimivusstandarditele.
5. K: Millistes konkreetsetes komponentides happe tootmis- ja peitsimisrajatistes tavaliselt kasutatakse Incoloy 825 torusid ja millised teenindustingimused õigustavad selle valikut?
A:Incoloy 825 torud on ette nähtud paljude hapete tootmise ja peitsimise seadmete jaoks, eriti kui kasutustingimused ületavad odavamate roostevaba terase alternatiivide võimalusi.
Marineerimistoimingud:Terasetöötlemisrajatistes kasutatakse marineerimisliinides terastoodete katlakivi eemaldamiseks segahappeid (tavaliselt väävelhapet ja seejärel lämmastik-vesinikfluoriidhappe segusid). Incoloy 825 kasutatakse laialdaselt:
Marineerimispaagi kütteseadmed(auru- või elektrikümblusspiraalid)
Marineerimispaagid ja paagi vooderdised
Küttespiraalid, korvid ja ketidkasutatakse terastoodete kastmiseks
Retsirkulatsioonitorustik ja pumbadkuumade happelahuste käsitsemine
Sulam peab vastu nende happesegude väga agressiivsele olemusele, säilitades samal ajal mehaanilise terviklikkuse töötemperatuuril kuni 550 kraadi (1022 kraadi F) lühiajalise kokkupuute korral.
Väävelhappe tootmine:Tehastes, mis toodavad väävelhapet kontaktmeetodil, kasutatakse Incoloy 825:
Soojusvahetid(nii kesta{0}}kui ka-toru- ja plaaditüübid) happejahutus- ja kütteteenuste jaoks
Happejaotustorustikkuuma kontsentreeritud H2SO4 käitlemine
Kanalisatsioonid ja pesuridväävli taaskasutusüksustes
Fosforhappe tootmine:Märg{0}}protsessi fosforhappetehased kasutavad Incoloy 825:
Aurustid ja kontsentraatoridkus fosforhape kontsentreeritakse vaakumis
Kahvli torud ja soojusvaheti torudreaktsiooni ja kontsentratsiooni sektsioonides
Puhastid ja torustikkipsi ja muid tahkeid aineid sisaldava happelise läga käitlemine
Muud keemilise protsessi seadmed:Lisaks happe tootmisele leiab Incoloy 825 rakendust:
Saastekontrollisüsteemid: Suitsugaaside väävlitustamise (FGD) seadmed elektrijaamades
Nafta ja gaasi tootmine: hapugaasi (H₂S/CO₂) teenindamiseks mõeldud puurkaevtorud ja pinnatorud
Tuumakütuse ümbertöötlemine: kasutatud tuumkütuse lahustite (väävel- ja lämmastikhappesegud) käitlemise seadmed
Radioaktiivsete jäätmete käitlemine: Lao- ja töötlemisanumad
Valiku põhjendus:Otsus Incoloy 825 eelistamiseks alternatiividele, nagu 316L roostevaba teras, dupleksroostevaba teras või rohkem-legeeritud niklisulamid, nagu C-276, põhineb tavaliselt elutsükli kuluanalüüsil. Kuigi Incoloy 825 algne materjalikulu on kõrgem kui roostevaba teras (tavaliselt 2–4 korda kõrgem kui 316L), tähendab selle suurepärane korrosioonikindlus pikemat kasutusiga, väiksemat hooldusseisakuaega ja enneaegse rikkeohu kõrvaldamist. Võrreldes sulamiga C-276, pakub Incoloy 825 kuluefektiivsemat lahendust rakendustele, kus C-276 äärmist korrosioonikindlust ei nõuta.
