Dijelovi od legura Incoloy: 825 naspram 800 za korozivnu uslugu 

Kada inženjer specificira inkolojski dio za korozivnu liniju, izbor između legure 825 i legure 800 rijetko se odnosi na to koja je legura "bolja". Radi se o tome koja legura odgovara stvarnim uvjetima rada. Incoloy 825 (UNS N08825) dizajniran je za redukciju kiselina, medija koji sadrže kloride i okruženja kiselih plinova. Incoloy 800 (UNS N08800) dizajniran je za čvrstoću na visokim temperaturama i otpornost na oksidaciju, uz učinak korozije u vodenom mediju kao sekundarnu korist. Brkanje to dvoje može dovesti ili do nepotrebnih troškova ili do legure koja ne odgovara zahtjevima usluge.

Ova je usporedba napisana za inženjere kemije, offshore i izmjenjivače topline i kupce koji trebaju praktični okvir za odabir, a ne sveobuhvatan priručnik o materijalima. Usredotočuje se na metaluršku logiku koja stoji iza svake legure, oblike dijelova gdje je izbor najvažniji, te točke izrade i kupnje koje određuju hoće li određena legura stvarno funkcionirati.

Incoloy 825 protiv 800: Razlika u pozicioniranju

Najjednostavniji način za uokvirivanje razlike je sljedeći: Legura 825 je prva korozijska; Legura 800 je prva toplinska.

Legura 825 pripada obitelji Ni-Fe-Cr-Mo-Cu. Njegov sadržaj nikla nalazi se u rasponu od 38-46%, s namjernim dodacima molibdena (2,5-3,5%) i bakra (1,5-3,0%), plus stabilizacija titana. Ova kombinacija je formulirana da se nosi s oksidirajućim i redukcijskim kiselinama, otporna je na pucanje uslijed korozije uslijed naprezanja klorida i tolerira kisele uvjete rada koji sadrže H₂S.

Legura 800 je legura Ni-Fe-Cr s otprilike 30-35% nikla i 19-23% kroma, ali bez namjernog dodatka molibdena i bakra. Njegova namjera dizajna je rad na visokim temperaturama: otpornost na oksidaciju, otpornost na karburizaciju i otpornost na puzanje na temperaturama do približno 593°C za osnovni stupanj 800, s 800H i 800HT koji dalje proširuju taj raspon. U vodenim korozivnim medijima bez jakog izlaganja kloridima ili smanjenoj kiselini, 800 ima odgovarajuće performanse, ali je njegova otpornost na koroziju uža po dizajnu.

za inkolojski dio u kemijskoj procesnoj liniji koja rukuje sumpornom kiselinom s kloridima, 825 je odgovarajuća specifikacija. Za nosač peći ili spojni prsten za visoke temperature, 800 je često prikladniji i ekonomičniji izbor. Odluka bi trebala slijediti dominantni mehanizam razgradnje, a ne opću reputaciju legure.

Sastav i mehanizmi otpornosti na koroziju

Što čine nikal, krom, molibden i bakar

Otpornost na koroziju legure 825 nije učinak jednog elementa. Svaki dodatak legure rješava određeni način kvara.

Nikal predstavlja temelj za otpornost na kloridno korozijsko pucanje (SCC). Raspon od 38–46% nikla u 825 dovoljan je za otpornost na SCC kloridnih iona u mnogim okruženjima. Niži sadržaj nikla u leguri 800 (30–35%) također nudi korisnu otpornost na SCC u mnogim vodenim medijima, ali viši nikal u 825 pruža veću marginu u radu s teškim kloridima.

Krom tvori pasivni oksidni film koji štiti od oksidirajućih medija kao što su dušična kiselina i oksidirajuće soli. I 800 i 825 oslanjaju se na krom za ovu funkciju i oba sadrže otprilike 19–23,5% Cr.

Molibden je mjesto gdje se dvije legure najjasnije razlikuju. 2,5–3,5% Mo u 825 povećava otpornost na rupičastu i pukotinsku koroziju, osobito u okruženjima koja sadrže kloride. Legura 800 ne sadrži namjerni dodatak molibdena. Ovaj nedostatak nije nedostatak u dizajnu 800-ih; to jednostavno odražava da 800 nije formuliran za otpornost na kloridnu točku.

Bakar, prisutan s 1,5–3,0% u 825, zajedno s molibdenom odolijeva redukcijskim kiselinama, osobito sumpornoj i fosfornoj kiselini. Legura 800 ne sadrži dodatak bakra. U radu s razrijeđenom sumpornom kiselinom, sadržaj bakra u 825 primarni je razlog zbog kojeg je navedeno gdje 800 ne bi bio.

Titan u 825 služi kao stabilizator, vezujući ugljik kako bi se spriječilo taloženje krom karbida tijekom zavarivanja i smanjio rizik od preosjetljivosti. Zbog toga je 825 opisan kao otporan na interkristalnu koroziju u zavarenom stanju.

Što nedostatak Mo i Cu u 800-ima znači u praksi

Legura 800 ne bi se trebala odbaciti kao "manje otporna na koroziju" u svakom kontekstu. U visokotemperaturnim oksidirajućim atmosferama, sadržaj kroma 800 i ravnoteža nikla pružaju izvrsnu otpornost na oksidaciju i pougljičenje, zbog čega ostaje standardni materijal za komponente reformera i peći. Legura nudi opću otpornost na koroziju u mnogim vodenim medijima i otporna je na pucanje uslijed korozije u mnogim okruženjima.

Ograničenje se pojavljuje kada radno okruženje uključuje kloride plus reducirajuću kiselinu ili kada su rupičasta i pukotinska korozija vjerojatne prijetnje. U tim uvjetima, nedostatak molibdena u modelu 800 čini ga ranjivim na lokalizirani napad kojem je model 825 dizajniran da se odupre. Eksperimentalni rad na dijelovima predgrijavanja s visokom koncentracijom klorida (5500 ppm Cl⁻) na povišenoj temperaturi otkrio je da Incoloy 800 pokazuje rupičastu koroziju dok Incoloy 825 nije pokazao značajnu površinsku koroziju pod istim uvjetima. Ova vrsta usporednih dokaza, iako je specifična za ispitno okruženje, ilustrira praktičnu posljedicu razlike u sastavu.

za inkolojski dio u izmjenjivaču topline hlađenom morskom vodom, ova je razlika važna. Morska voda kombinira kloride, povremene redukcijske uvjete uzrokovane biološkom aktivnošću i pukotine na prirubnicama i spojevima cijevi i ploče cijevi. Sadržaj Mo i Cu u leguri 825 izravno utječe na ove mehanizme. Alloy 800 ne.

Tipični oblici Incoloy dijelova i scenariji primjene

Incoloy podloške i komponente za pričvršćivanje

Podloške se nalaze na posebno nepopustljivom mjestu u vijčanom spoju: stisnute su između dvije površine, stvarajući pukotinu u kojoj gubitak kisika i koncentracija klorida mogu ubrzati napad. U radu s kloridima, materijal podloške mora biti otporan i na opću koroziju i na koroziju u pukotinama uz održavanje predopterećenja.

Podloške od legure 825 odgovarajuća su specifikacija za prirubničke spojeve u sustavima za rukovanje kiselim plinom, morskom vodom i kiselinom. Sadržaj molibdena pruža otpornost na rupičastu i pukotinsku koroziju koju 800 ne može mjeriti. Za visokotemperaturne dimne plinove ili primjene u pećima gdje nema klorida, a toplinska stabilnost je prioritet, može se uzeti u obzir 800 ispirača.

Jedna praktična napomena iz iskustva strojne obrade: Incoloy legure otvrdnjavaju tijekom tokarenja i urezivanja navoja, a stopa otvrdnjavanja za 825 je relativno visoka iako je nešto niža od uobičajenih austenitnih nehrđajućih čelika. Tanke podloške ispod otprilike 1,5 mm mogu se iskriviti tijekom toplinske obrade osim ako nisu poduprte odgovarajućim pričvršćivanjem. Za konstrukcije podloški s navojem u radu s kloridom često se preferira valjanje navoja umjesto narezivanja navoja, jer narezivanje navoja može uzrokovati oštećenje od smicanja ispod površine koje postaje početno mjesto za pucanje uslijed korozije pod naponom. Napomena o provjeri: Ove smjernice za izradu odražavaju opću praksu strojne obrade za Incoloy legure; specifične parametre treba potvrditi sa stvarnim proizvođačem.

Incoloy cijevi i dijelovi izmjenjivača topline

ASTM B423 / ASME SB423 pokriva bešavne i hladno obrađene cijevi u UNS N08825 za opću korozivnu upotrebu. U cijevima izmjenjivača topline, odabir između 825 i 800 obično slijedi kemijski sastav na strani omotača ili na strani cijevi.

Ako strana cijevi nosi vodu za hlađenje s kloridima ili procesna tekućina sadrži redukcijske kiseline, cijev 825 daje doprinos Mo i Cu koji je potreban da se odupre pitingu i napadu kiseline. Ako je primjena visokotemperaturni reformer ili peć za pirolizu gdje temperature metala prelaze 600°C, a okolina je uglavnom suha ili oksidirajuća, cijev 800H ili 800HT je uobičajeni izbor.

Scenarij srednjeg raspona zaslužuje pozornost: izmjenjivači topline s procesnim temperaturama oko 400–500°C i umjerenim razinama klorida. Nijedna legura ovdje nije univerzalan odgovor. Odluka bi trebala ovisiti o tome stvaraju li koncentracija klorida i geometrija pukotina vjerodostojan SCC ili rizik od udubljenja. Ako da, viši sadržaj nikla i molibdena 825 osigurava veću sigurnosnu marginu.

Obloga ventila i strojno obrađene komponente

Unutarnji dijelovi ventila doživljavaju eroziju-koroziju, napad pukotina na brtvenim površinama, a u kiselom radu, pucanje uslijed naprezanja sulfidom. Dopuna legure 825 koristi se u uslugama otpuštanja kiselog i kiselog plina gdje je relevantna kombinacija Mo za otpornost na točku i Ni za otpornost na SCC. Legura 800 je manje uobičajena u mokrim korozivnim ventilima, ali se pojavljuje u primjenama visokotemperaturnih dimnih plinova i ventila za peći.

Napomena o provjeri: Asortiman proizvoda koji je dostupan na web-mjestu treba potvrditi prije nego što se implicira dostupnost obloge ventila ili drugog strojno obrađeni Incoloy dijelovi onkraj perilica. Ako je trenutna ponuda web-mjesta usmjerena na perilice, ovaj odjeljak treba čitati kao kontekst aplikacije, a ne kao tvrdnju o proizvodu.

Tablica odluke o odabiru: prema mediju i temperaturi

Sljedeća tablica sažima logiku odabira u uvjete s kojima se obično susreću inkolojski dio kupaca. Pretpostavlja se da je dio čvrsta ili strojno obrađena komponenta (podloška, cijev, fiting, obloga) i da je primarna briga vodena korozija, osim ako nije drugačije navedeno.

Važna granica na NACE MR0175: Ova norma se bavi otpornošću na sulfidno pucanje uslijed naprezanja i definira materijale prihvatljive za upotrebu koja sadrži H₂S. Ne utvrđuje granice rupičaste ili pukotine korozije. Materijal naveden u MR0175 nije automatski "potpuno otporan na koroziju" za sve kisele uvjete; to znači da materijal zadovoljava zahtjeve otpornosti na pucanje unutar definiranog opsega standarda. Za 825 u kiseloj slanoj vodi s visokim udjelom klorida, otpornost na piting i dalje ovisi o sadržaju Mo i stvarnoj temperaturi i koncentraciji klorida. U visokom udjelu kiselog klorida, usklađenost s MR0175 je početna točka, a ne potpuna procjena korozije.

Razmatranja izrade i kupnje

Osposobljavanje i strojna obrada

Legura 825 i 800 otvrdnjavaju brže od austenitnih nehrđajućih čelika. Konkretno za 825, stopa otvrdnjavanja je nešto niža od uobičajenih austenitnih nehrđajućih razreda, ali je još uvijek relativno visoka, a oprema za oblikovanje mora imati odgovarajuće napajanje kako bi se kompenziralo povećanje granice razvlačenja tijekom deformacije. U operacijama strojne obrade, zadržavanje ili trljanje alata o površinu stvrdnjava rezni sloj i ubrzava trošenje alata. za inkolojski dio s uskim tolerancijama, kao što je podloška sa zahtjevima za ravnost ili navojni spoj, redoslijed obrade i putanja alata trebaju izbjegavati nepotrebne prolaze koji obrađuju površinu.

Ovo nije teoretska briga za tanke dijelove. Podloške ispod 1,5 mm debljine mogu se iskriviti tijekom žarenja u otopini ili završne toplinske obrade ako nisu pravilno poduprte. Podloške velikog promjera mogu zahtijevati kontrolirane brzine hlađenja kako bi se izbjeglo savijanje rubova. To su detalji izrade o kojima treba razgovarati u fazi ponude, a ne otkrivati ih tijekom prve inspekcije artikla.

Površinska obrada i njezin učinak na otpornost na koroziju

Jamičasta i pukotinska korozija počinje na površinskim diskontinuitetima: ogrebotine, umetnuto željezo, toplinska nijansa od zavarivanja i grube strojno obrađene površine. Za 825 dijelova u kloridnoj upotrebi, stanje površine brtvenih površina i površina koje stvaraju pukotine izravno utječe na životni vijek.

Strojna obrada od Ra ≤ 0,8 µm tipična je za općenite površine otporne na koroziju. Elektropoliranje do Ra ≤ 0,2 µm može se specificirati za kritične brtvene površine u farmaceutskim ili kemijskim uslugama visoke čistoće, gdje su potrebni i otpornost na koroziju i mogućnost čišćenja. Za perilice u morskoj vodi ili kiseloj vodi, uklanjanje toplinske nijanse i osiguravanje čiste, pasivne površine nakon strojne obrade važnije je od postizanja ultraniskog Ra broja.

Standardne i certifikacijske provjere

Prilikom kupnje inkolojski dio, certifikat materijala treba provjeriti prema navedenom UNS broju i primjenjivom standardu:

• Legura 825: UNS N08825. Cijev i cijev mogu biti specificirane prema ASTM B423 / ASME SB423. Šipke i kovani oblici potpadaju pod različite specifikacije ovisno o obliku proizvoda. Sukladnost NACE MR0175 treba biti izričito navedena na potvrdi ako je potrebna kisela usluga.
• Legura 800: UNS N08800 (ili N08810/N08811 za 800H/800HT). Standardi proizvoda razlikuju se prema obliku; šipka, ploča i otkovci imaju zasebnu ASTM pokrivenost.

Postojeća stranica proizvoda Incoloy podloške na web-mjestu ukazuje na mogućnost strojne obrade Incoloy podložaka prema određenim tolerancijama i završnim obradama površine. Za druge oblike dijelova, kao što su cijevi ili prilagođene strojno obrađene komponente, raspoloživi proizvodni opseg treba potvrditi izravno, a ne pretpostaviti na stranici za pranje.

FAQ

Je li Incoloy 825 uvijek bolji izbor za korozivnu uslugu u usporedbi s 800?
Ne. Legura 825 je bolji izbor kada usluga uključuje kloride, redukcijske kiseline ili kiseli plin, jer dodaci Mo i Cu ciljaju na te mehanizme. Legura 800 je prikladnija i ekonomičnija za visokotemperaturne oksidacijske ili pougljičene okoline gdje koroziju pokreće toplina, a ne vodena kemija. Korištenje 825 u primjeni visokotemperaturne peći povećalo bi troškove bez povećanja performansi.

Mogu li se podloške Incoloy 800 koristiti u prirubnicama s morskom vodom?
Ne preporučuje se. Morska voda stvara uvjete pukotina na stranama perilice i razine klorida koji potiču stvaranje rupa. Legura 800 ne sadrži namjerni dodatak molibdena, koji je primarni legirajući element za otpornost na piting u kloridnim medijima. Podloške od legure 825 osiguravaju sadržaj Mo potreban za ovu uslugu.

Što NACE MR0175 odobrenje zapravo znači za Incoloy 825 dio?
To znači da materijal ispunjava zahtjeve standarda za otpornost na sulfidno pucanje uslijed naprezanja u sredinama koje sadrže H₂S unutar definiranog opsega standarda. Ne potvrđuje otpornost na rupičastu koroziju, koroziju u pukotinama ili opću koroziju zbog gubitka težine. Dio može biti u skladu s MR0175 i još uvijek trpjeti piting u kiseloj slanoj vodi s visokim udjelom klorida ako sadržaj Mo i stanje površine nisu prikladni za specifične uvjete.

Pokriva li ASTM B423 podloške od Incoloya 825?
Br. ASTM B423 pokriva bešavne cijevi u UNS N08825. Podloške i drugi strojno obrađeni oblici obično se kupuju prema certifikatu materijala koji pokazuje UNS broj i kemijski sastav, a ne prema standardu oblika proizvoda za podloške. Certifikat treba potvrditi kemiju N08825 i svu potrebnu usklađenost s NACE.

Zašto je završna obrada površine važna za Incoloy dio u kloridnoj službi?
Jamice nastaju na površinskim defektima gdje se koncentriraju kloridi i gdje se dostupnost kisika razlikuje od sredine u masi. Gruba strojno obrađena površina, toplinska nijansa ili ugrađene strane čestice stvaraju mjesta inicijacije. Za 825 u morskoj vodi ili kiseloj slanoj vodi, specificiranje čiste, pravilno pasivizirane površine na brtvenim površinama i površinama okrenutim prema pukotinama praktičan je način da se podrži inherentna otpornost legure na koroziju.

Usklađivanje legure s uslugom

Izbor između Incoloya 825 i 800 za an inkolojski dio treba slijediti dominantni mehanizam degradacije u stvarnom okruženju usluge. Ako su prisutni kloridi, reducirajuće kiseline ili H₂S, a dio će raditi u vodenom ili vlažnom okruženju, sadržaj molibdena, bakra i nikla u 825 rješava te specifične prijetnje. Ako je primjena visokotemperaturna oksidacija, karburizacija ili suha peć, 800 ili njegove varijante veće čvrstoće odgovarajuća su obitelj.

Za podloške i strojno obrađene komponente u korozivnoj uporabi, odluka o odabiru također treba uzeti u obzir geometriju pukotina, završnu obradu površine i detalje izrade koji određuju hoće li navedena legura funkcionirati kako je predviđeno. Certificirana podloška 825 s lošom završnom obradom površine može zakazati u radu s kloridom baš kao što pravilno završena podloška 800 ne može zamijeniti 825 tamo gdje je potreban molibden.

Za pregled dostupnih specifikacija Incoloy perilice, uključujući stupnjeve materijala, tolerancije i mogućnosti završne obrade površine, posjetite stranicu proizvoda Incoloy perilice. Za oblike dijelova izvan podložaka, potvrdite trenutni opseg proizvodnje izravno prije navođenja.