Incoloy sulamist osad: 825 vs 800 söövitava hoolduse jaoks 

Kui insener määrab an incoloy osa söövitava joone puhul valitakse Alloy 825 ja Alloy 800 vahel harva, milline sulam on "parem". Asi on selles, milline sulam vastab tegelikele teenindustingimustele. Incoloy 825 (UNS N08825) oli mõeldud hapete, kloriidi sisaldavate ainete ja hapugaaside keskkonna vähendamiseks. Incoloy 800 (UNS N08800) oli mõeldud kõrge temperatuuri tugevuse ja oksüdatsioonikindluse tagamiseks, kusjuures teiseseks eeliseks on korrosioonikindlus vesikeskkonnas. Nende kahe segi ajamine võib põhjustada tarbetuid kulusid või sulamit, mis ei vasta teenindusnõuetele.

See võrdlus on kirjutatud keemia-, avamere- ja soojusvahetite inseneridele ja ostjatele, kes vajavad praktilist valikuraamistikku, mitte põhjalikku materjalide käsiraamatut. See keskendub iga sulami taga olevale metallurgilisele loogikale, osadele, kus valik on kõige olulisem, ning tootmis- ja ostupunktidele, mis määravad kindlaks, kas määratud sulam ka tegelikult töötab.

Incoloy 825 vs 800: positsioneerimise erinevus

Lihtsaim viis erinevuse raamimiseks on järgmine: Sulam 825 on korrosiooni eeskätt; Alloy 800 on kuumuse ees.

Sulam 825 kuulub Ni-Fe-Cr-Mo-Cu perekonda. Selle niklisisaldus jääb vahemikku 38–46%, millele on lisatud tahtlikult molübdeeni (2,5–3,5%) ja vaske (1,5–3,0%), millele lisandub titaani stabiliseerimine. See kombinatsioon töötati välja nii, et see talub nii oksüdeerivaid kui ka redutseerivaid happeid, talub kloriidi pingekorrosioonipragusid ja talub H2S-i sisaldavaid hapuid töötingimusi.

Alloy 800 on Ni-Fe-Cr sulam, mis sisaldab ligikaudu 30–35% niklit ja 19–23% kroomi, kuid ilma tahtliku molübdeeni ja vase lisandita. Selle disaini eesmärk on teenus kõrgel temperatuuril: oksüdatsioonikindlus, karburatsioonikindlus ja roometugevus temperatuuril kuni ligikaudu 593 °C baasklassi 800 puhul, kusjuures 800H ja 800HT laiendavad seda vahemikku veelgi. Veepõhises söövitavas keskkonnas ilma tugeva kloriidi või happega kokkupuutumiseta toimib 800 küllaldaselt, kuid selle korrosioonikindlus on disainilt kitsam.

An incoloy osa väävelhapet koos kloriididega töötlevas keemilises protsessiliinis on 825 sobiv spetsifikatsioon. Ahju toe või kõrge temperatuuriga ühendusrõnga jaoks on 800 sageli sobivam ja säästlikum valik. Otsus peaks lähtuma domineerivast lagunemismehhanismist, mitte sulami üldisest mainest.

Koostis ja korrosioonikindluse mehhanismid

Mida teevad nikkel, kroom, molübdeen ja vask

Alloy 825 korrosioonikindlus ei ole üheelemendiline efekt. Iga legeeriv lisand käsitleb konkreetset rikkerežiimi.

Nikkel loob aluse vastupidavusele kloriidi pingekorrosioonipragunemisele (SCC). 38–46% nikli vahemik 825-s on piisav, et paljudes keskkondades taluda kloriidioonide SCC-d. Alloy 800 madalam niklisisaldus (30–35%) pakub ka kasulikku SCC-kindlust paljudes vesikeskkondades, kuid kõrgem niklisisaldus 825-s annab suurema marginaali tugevate kloriidide kasutamisel.

Kroom moodustab passiivse oksiidkile, mis kaitseb oksüdeerivate ainete, nagu lämmastikhape ja oksüdeerivad soolad, eest. Nii 800 kui ka 825 toetuvad selle funktsiooni täitmiseks kroomile ja mõlemad sisaldavad ligikaudu 19–23,5% Cr.

Molübdeen on koht, kus need kaks sulamit erinevad kõige selgemalt. 2,5–3,5% Mo 825-s suurendab vastupidavust punkt- ja pragukorrosioonile, eriti kloriidi sisaldavates keskkondades. Alloy 800 ei sisalda tahtlikku molübdeeni lisamist. See puudumine ei ole 800. aasta disaini defekt; see lihtsalt peegeldab seda, et 800 ei olnud valmistatud kloriidi kahjustuskindluse jaoks.

Vask, mille sisaldus 825-s on 1,5–3,0%, töötab koos molübdeeniga, et seista vastu redutseerivatele hapetele, eriti väävel- ja fosforhappele. Alloy 800 ei sisalda vaselisandit. Lahjendatud väävelhappe teenuses on 825 vasesisaldus peamine põhjus, miks määratakse kindlaks, kus 800 ei oleks.

Titaan 825-s toimib stabilisaatorina, seob süsinikku, et vältida kroomkarbiidi sadestumist keevitamise ajal ja vähendada sensibiliseerimise ohtu. Seetõttu kirjeldatakse, et 825 on keevitatud olekus vastupidav teradevahelisele korrosioonile.

Mida 800. aastate Mo ja Cu puudumine praktikas tähendab

Alloy 800 ei tohiks igas kontekstis maha jätta kui „vähem korrosioonikindlat”. Kõrgtemperatuurilises oksüdeerivas keskkonnas tagab 800 kroomisisaldus ja nikli tasakaal suurepärase oksüdatsiooni- ja süsivesikukindluse, mistõttu jääb see reformeri ja ahju komponentide standardmaterjaliks. Sulam pakub üldist korrosioonikindlust paljudele vesikeskkondadele ja talub pingekorrosioonipragusid paljudes keskkondades.

Piirang ilmneb siis, kui teeninduskeskkond sisaldab kloriide ja redutseerivat hapet või kui punkt- ja pragukorrosioon on usaldusväärsed ohud. Nendes tingimustes muudab 800-i molübdeeni puudumine selle haavatavaks lokaalse rünnaku suhtes, millele 825 on loodud vastu pidama. Kõrge kloriidi kontsentratsiooniga (5500 ppm Cl-) kõrgel temperatuuril eelkuumutatud sektsioonide eksperimentaalne töö näitas, et Incoloy 800-l ilmnes punktkorrosioon, samas kui Incoloy 825-l ei ilmnenud samades tingimustes olulist pinnakorrosiooni. Seda tüüpi võrdlevad tõendid on küll testikeskkonnale omased, kuid illustreerivad koostise erinevuse praktilisi tagajärgi.

An incoloy osa mereveega jahutatavas soojusvahetis on see eristamine oluline. Merevesi ühendab endas kloriidi, aeg-ajalt bioloogilisest aktiivsusest tingitud redutseerivaid tingimusi ning pragusid äärikutes ja torude ja torude ühenduskohtades. Alloy 825 Mo- ja Cu-sisaldus käsitleb otseselt neid mehhanisme. Alloy 800 mitte.

Tüüpilised Incoloy osade vormid ja rakendusstsenaariumid

Incoloy seibid ja kinnitusdetailid

Seibid asuvad poltliigendis eriti andestamatus kohas: need surutakse kahe pinna vahele, tekitades prao, kus hapnikuvaegus ja kloriidi kontsentratsioon võivad rünnakut kiirendada. Kloriidiga laagrite kasutamisel peab seibi materjal vastu pidama nii üldisele korrosioonile kui ka pragude korrosioonile, säilitades samal ajal eelkoormuse.

Alloy 825 seibid on sobiv spetsifikatsioon hapugaasi, merevee ja happekäitlussüsteemide äärikühenduste jaoks. Molübdeenisisaldus tagab punkt- ja pragukorrosioonikindluse, mida 800 ei suuda võrrelda. Kõrge temperatuuriga suitsugaaside või ahjurakenduste puhul, kus kloriidid puuduvad ja termiline stabiilsus on prioriteet, võib kaaluda 800 seibi kasutamist.

Üks praktiline märkus töötlemiskogemusest: Incoloy sulamid kõvastuvad treimise ja keermestamise ajal ning 825 kõvastumise määr on suhteliselt kõrge, kuigi see on mõnevõrra madalam kui tavalistel austeniitsetel roostevabadel terastel. Õhukesed, alla 1,5 mm paksused seibid võivad kuumtöötlemise ajal deformeeruda, välja arvatud juhul, kui neid toetab õige kinnitus. Keermega seibide puhul eelistatakse kloriiditöötlemisel sageli keerme rullimist, mitte koputamist, kuna keermestamine võib tekitada pinnaaluseid nihkekahjustusi, millest saab pingekorrosioonipragunemise alguskoht. Kinnitusmärkus: see valmistamisjuhend kajastab Incoloy sulamite üldist töötlemispraktikat; konkreetsed parameetrid tuleks kinnitada tegeliku tootjaga.

Incoloy toru ja soojusvaheti osad

ASTM B423 / ASME SB423 katab õmblusteta ja külmtöödeldud toru UNS N08825 üldiseks söövitavaks hoolduseks. Soojusvaheti torude puhul järgib valik 825 ja 800 vahel tavaliselt kestapoolset või torupoolset keemiat.

Kui toru pool kannab jahutusvett kloriididega või protsessivedelik sisaldab redutseerivaid happeid, annab 825 toru Mo- ja Cu-panuse, mis on vajalik aukude tekke ja happerünnaku vastu. Kui rakendus on kõrgtemperatuuriline reformer või pürolüüsiahi, kus metalli temperatuur ületab 600 °C ja keskkond on põhiliselt kuiv või oksüdeeriv, on tavaline valik 800H või 800HT toru.

Tähelepanu väärib keskmine stsenaarium: soojusvahetid, mille protsessitemperatuur on umbes 400–500 °C ja mõõdukas kloriidisisaldus. Kumbki sulam pole siin universaalne vastus. Otsus peaks lülitama sisse, kas kloriidi kontsentratsioon ja pragude geomeetria loovad usaldusväärse SCC või täppide tekke riski. Kui jah, siis 825 kõrgem nikli- ja molübdeenisisaldus tagab suurema ohutusvaru.

Klapi trimm ja töödeldud komponendid

Klapi siseosad kogevad erosiooni-korrosiooni, tihenduspindade pragude rünnakut ja hapu kasutuse korral sulfiidpinge pragunemist. Alloy 825 viimistlust kasutatakse happe ja hapugaasi mahalaskmise teenuses, kus Mo- ja Ni kombinatsioon SCC-kindluse jaoks on asjakohane. Alloy 800 on märgade söövitavate ventiilide kasutamisel vähem levinud, kuid seda kasutatakse kõrge temperatuuriga suitsugaaside ja ahjuventiilide puhul.

Kinnitusmärkus: Veebisaidil saadaolev tootevalik tuleks kinnitada enne, kui viitate klapi trimmi või muu olemasolule töödeldud Incoloy osad peale seibide. Kui saidi praegune pakkumine on keskendunud seibidele, tuleks seda jaotist lugeda rakenduse kontekstiks, mitte toote väiteks.

Valikuotsuste tabel: söötme ja temperatuuri järgi

Järgmine tabel koondab valikuloogika tingimusteks, mida tavaliselt kohtab incoloy osa ostjaid. See eeldab, et osa on tahke või töödeldud komponent (seib, toru, liitmik, viimistlus) ja kui pole teisiti märgitud, on peamine probleem veepõhine korrosioon.

NACE MR0175 oluline piir: see standard käsitleb vastupidavust sulfiidpinge pragunemisele ja määratleb materjalid, mis on vastuvõetavad H₂S-i sisaldavate teenuste jaoks. See ei kehtesta aukude või pragude korrosiooni piire. MR0175-s loetletud materjal ei ole automaatselt "täielikult korrosioonikindel" kõigis hapudes tingimustes; see tähendab, et materjal vastab pragunemiskindluse nõuetele standardis määratletud ulatuses. Kõrge kloriidisisaldusega hapus soolvees 825 puhul sõltub täppide tekkekindlus ikkagi Mo-sisaldusest ning tegelikust temperatuurist ja kloriidi kontsentratsioonist. Kõrge kloriidisisaldusega hapu teenuse puhul on MR0175 vastavus lähtepunktiks, mitte täielik korrosioonihindamine.

Tootmis- ja ostukaalutlused

Töö karastamine ja mehaaniline töötlemine

Sulam 825 ja 800 kõvenevad mõlemad kiiremini kui austeniitsed roostevabad terased. Konkreetselt 825 puhul on kõvenemise määr mõnevõrra madalam kui tavalistel austeniitsetel roostevaba terase klassidel, kuid siiski suhteliselt kõrge, ning vormimisseadmed peavad olema piisavalt toidetud, et kompenseerida voolavuspiiri suurenemist deformatsiooni ajal. Töötlemistoimingutes kõvastab tööriista pikutamine või hõõrumine vastu pinda lõikekihti ja kiirendab tööriista kulumist. An incoloy osa Kitsaste tolerantside korral, nagu tasasusnõuetega seib või keermestatud liitmik, peaks töötlemisjärjestus ja tööriista teekond vältima tarbetuid pinda töötlevaid läbikäike.

See ei ole teoreetiline mure õhukeste osade pärast. Alla 1,5 mm paksused seibid võivad lahuse lõõmutamise või lõpliku kuumtöötluse ajal deformeeruda, kui neid ei toetata korralikult. Suure läbimõõduga seibid võivad vajada kontrollitud jahutuskiirust, et vältida servade kõverdumist. Need on valmistamise üksikasjad, mida tuleks arutada pakkumise etapis, mitte avastada artikli esimese kontrollimise käigus.

Pinna viimistlus ja selle mõju korrosioonikindlusele

Punkt- ja praokorrosioon algavad pinnakatkestuste korral: kriimustused, sisseehitatud raud, keevitamise kuumusvarjund ja töötlemata pinnad. 825 kloriidi hoolduses kasutatava osa puhul mõjutab tihenduspindade ja pragusid moodustavate pindade pinna seisund otseselt kasutusiga.

Töödeldud viimistlus Ra ≤ 0,8 µm on tüüpiline üldistele korrosioonikindlatele pindadele. Elektropoleerimine kuni Ra ≤ 0,2 µm võib olla ette nähtud kriitiliste tihenduspindade jaoks farmaatsia- või kõrge puhtusastmega keemiateenistuses, kus on nõutav nii korrosioonikindlus kui ka puhastatavus. Merevees või hapukas hoolduses olevate pesurite jaoks on kuumtooni eemaldamine ja puhta, passiivse pinna tagamine pärast töötlemist olulisem kui ülimadala Ra-arvu saavutamine.

Standard- ja sertifitseerimiskontrollid

Ostes an incoloy osa, tuleks materjali sertifikaati kontrollida määratud UNS numbri ja kohaldatava standardi alusel:

• sulam 825: UNS N08825. Toru ja toru võib täpsustada ASTM B423 / ASME SB423 järgi. Varras- ja sepistatud vormid kuuluvad sõltuvalt toote vormist erinevate spetsifikatsioonide alla. NACE MR0175 vastavus tuleks sertifikaadile selgesõnaliselt märkida, kui nõutakse hapu teenust.
• sulam 800: UNS N08800 (või N08810/N08811 800H/800HT jaoks). Tootestandardid on vormiti erinevad; Baarivarul, plaadil ja sepistel on eraldi ASTM-i katvus.

Veebisaidi olemasolev Incoloy pesuri tooteleht näitab suutlikkust töödelda Incoloy seibe kindlaksmääratud tolerantside ja pinnaviimistlusega. Muude osavormide, näiteks torude või eritellimusel töödeldud komponentide puhul tuleks saadaolevat tootmismahtu kinnitada otse, mitte eeldada pesuri lehelt.

KKK

Kas Incoloy 825 on alati parem valik söövitava hoolduse jaoks võrreldes 800-ga?
Ei. Alloy 825 on parem valik, kui teenus hõlmab kloriide, redutseerivaid happeid või hapugaasi, kuna selle Mo- ja Cu-lisandid on suunatud nendele mehhanismidele. Alloy 800 sobib paremini ja on ökonoomsem kõrgel temperatuuril oksüdeerivates või karburiseerivates keskkondades, kus korrosiooni põhjustab pigem kuumus kui vesikeemia. 825 kasutamine kõrgtemperatuurilises ahjus suurendaks kulusid ilma jõudlust suurendamata.

Kas Incoloy 800 seibe saab kasutada merevee äärikutes?
Ei soovita. Merevesi tekitab seibide pindade ja kloriiditasemete pragusid, mis soodustavad aukude tekkimist. Alloy 800 ei sisalda tahtlikku molübdeeni lisamist, mis on kloriidkeskkonnas täppide tekkekindluse peamine legeeriv element. Alloy 825 seibid pakuvad selle teenuse jaoks vajalikku Mo-sisu.

Mida NACE MR0175 kinnitus tegelikult Incoloy 825 osa jaoks tähendab?
See tähendab, et materjal vastab standardi määratletud reguleerimisala piires standardi nõuetele vastupidavuse kohta sulfiidpinge pragunemise suhtes H₂S-i sisaldavas keskkonnas. See ei tõenda vastupidavust punktkorrosioonile, pragude korrosioonile ega üldisele kaalulanguskorrosioonile. Osa võib olla MR0175-ga ühilduv ja kõrge kloriidisisaldusega hapus soolvees võib sellegipoolest õõnestada, kui Mo-sisaldus ja pinna seisund ei vasta konkreetsetele tingimustele.

Kas ASTM B423 katab Incoloy 825 seibid?
Nr ASTM B423 hõlmab UNS N08825 õmblusteta torusid. Seibid ja muud masinaga töödeldud vormid ostetakse tavaliselt materjalisertifikaadi vastu, mis näitab UNS-i numbrit ja keemiat, mitte seibide tootevormi standardit. Sertifikaat peaks kinnitama N08825 keemiat ja mis tahes nõutavat NACE vastavust.

Miks on Incoloy osade pinnaviimistlus kloriidteenuses oluline?
Süvendid tekivad pinnadefektide korral, kus kloriidide kontsentreerimine ja hapniku kättesaadavus erineb puistekeskkonnast. Töödeldud töötlemata pind, kuumustoon või sisseehitatud võõrosakesed loovad initsiatsioonikohad. Merevees või hapus soolvees oleva 825 puhul on puhta, korralikult passiveeritud pinna määramine tihendus- ja pragude poole jäävatele pindadele praktiline viis sulamile omase korrosioonikindluse toetamiseks.

Sulami sobitamine teenusega

Valik Incoloy 825 ja 800 vahel incoloy osa peaks järgima tegelikus teeninduskeskkonnas domineerivat halvenemismehhanismi. Kui esineb kloriide, redutseerivaid happeid või H₂S ja osa töötab vesi- või märjas keskkonnas, on 825 molübdeeni-, vase- ja niklisisaldus nende konkreetsete ohtudega toime. Kui rakendus on kõrgtemperatuuriline oksüdatsioon, karburiseerimine või kuivahju teenus, on sobiv perekond 800 või selle suurema tugevusega variandid.

Söövitavate seibide ja töödeldud komponentide puhul tuleks valikuotsuse tegemisel arvesse võtta ka pragude geomeetriat, pinnaviimistlust ja valmistamise üksikasju, mis määravad kindlaks, kas määratud sulam toimib ettenähtud viisil. Halva pinnaviimistlusega sertifitseeritud 825 seib võib kloriiditöödel ebaõnnestuda, nagu ka korralikult viimistletud 800 seib ei saa asendada 825, kus on vaja molübdeeni.

Saadaolevate Incoloy pesuri spetsifikatsioonide, sealhulgas materjaliklasside, tolerantside ja pinnaviimistluse valikute ülevaatamiseks külastage Incoloy pesuri tootelehte. Seibidest väljaspool asuvate osavormide puhul kinnitage praegune tootmismaht vahetult enne täpsustamist.