Incoloy легирани делови: 825 vs 800 за корозивна услуга 

Кога инженерот одредува еден необоен дел за корозивна линија, изборот помеѓу легура 825 и легура 800 ретко е за тоа која легура е „подобра“. Станува збор за тоа која легура одговара на вистинските услови за услуга. Incoloy 825 (UNS N08825) е дизајниран за редуцирање на киселини, медиуми што содржат хлорид и средини со кисело гас. Incoloy 800 (UNS N08800) е дизајниран за јачина на висока температура и отпорност на оксидација, со перформанси на корозија во водени медиуми како секундарна придобивка. Збунувањето на двете може да доведе до непотребни трошоци или до легура што не одговара на барањата за услугата.

Оваа споредба е напишана за хемиски инженери, офшор и разменувачи на топлина и купувачи на кои им е потребна практична рамка за избор, а не сеопфатен прирачник за материјали. Тој се фокусира на металуршката логика зад секоја легура, на деловите каде што изборот е најважен и на точките за изработка и купување кои одредуваат дали наведената легура навистина работи во употреба.

Incoloy 825 наспроти 800: Разликата во позиционирањето

Наједноставниот начин да се постави разликата е овој: Легурата 825 е прва на корозија; Легурата 800 е на прво место на топлина.

Легура 825 припаѓа на семејството Ni-Fe-Cr-Mo-Cu. Неговата содржина на никел се движи во опсег од 38-46%, со намерно додавање на молибден (2,5-3,5%) и бакар (1,5-3,0%), плус стабилизација на титаниум. Оваа комбинација е формулирана за да се справи и со оксидирачки и со редуцирачки киселини, да се спротивстави на пукање од корозија на хлорид на стрес и да толерира кисели услови на услуга што содржат H2S.

Легурата 800 е легура на Ni-Fe-Cr со приближно 30-35% никел и 19-23% хром, но без намерно молибден и без додаток на бакар. Нејзината дизајнерска намера е услуга на висока температура: отпорност на оксидација, отпорност на карбуризација и јачина на лази на температури до приближно 593°C за основната класа 800, со 800H и 800HT кои го продолжуваат тој опсег дополнително. Во водени корозивни медиуми без силен хлорид или намалена изложеност на киселина, 800 работи соодветно, но неговата отпорност на корозија е потесна според дизајнот.

За еден необоен дел во линијата за хемиски процеси за справување со сулфурна киселина со хлориди, 825 е соодветна спецификација. За поддршка на печката или прстен за поврзување со висока температура, 800 често е посоодветен и поекономичен избор. Одлуката треба да го следи доминантниот механизам на деградација, а не општата репутација на легурата.

Состав и механизми за отпорност на корозија

Што прават никелот, хромот, молибденот и бакарот

Отпорноста на корозија на легура 825 не е ефект од еден елемент. Секој додаток на легирање се однесува на специфичен режим на дефект.

Никелот ја обезбедува основата за отпорност на пукање од корозија на хлорид (SCC). Опсегот од 38–46% никел во 825 е доволен за да се спротивстави на SCC на хлорид-јони во многу средини. Пониската содржина на никел на легура 800 (30–35%), исто така, нуди корисна отпорност на SCC во многу водени медиуми, но повисокиот никел во 825 обезбедува поголема маржа во тешка услуга на хлорид.

Хромот формира пасивен оксиден филм кој штити од оксидирачки медиуми како што се азотна киселина и оксидирачки соли. И 800 и 825 се потпираат на хром за оваа функција и обете содржат приближно 19-23,5% Cr.

Молибденот е местото каде што двете легури најјасно се разликуваат. 2,5-3,5% Mo во 825 ја подобрува отпорноста на корозија од дупчиња и пукнатини, особено во средини со хлориди. Легурата 800 не содржи намерно додавање молибден. Ова отсуство не е дефект во дизајнот на 800-тите; тоа едноставно одразува дека 800 не бил формулиран за отпорност на дупчење на хлориди.

Бакар, присутен со 1,5-3,0% во 825 година, работи со молибден за да се спротивстави на редуцирачките киселини, особено сулфурната и фосфорната киселина. Легурата 800 не содржи додаток на бакар. Во услугата со разредена сулфурна киселина, содржината на бакар на 825 е примарна причина поради која е наведено каде 800 нема да биде.

Титаниумот во 825 служи како стабилизатор, врзувајќи го јаглеродот за да спречи таложење на хром карбид при заварување и намалувајќи го ризикот од сензибилизација. Ова е причината зошто 825 е опишан дека има отпорност на интергрануларна корозија во состојба на заварување.

Што значи недостаток на Mo и Cu во 800-тите во пракса

Легурата 800 не треба да се отфрли како „помалку отпорна на корозија“ во секој контекст. Во високотемпературни оксидирачки атмосфери, содржината на хром 800 и балансот на никел обезбедуваат одлична отпорност на оксидација и карбуризација, поради што останува стандарден материјал за реформаторите и компонентите на печката. Легурата нуди општа отпорност на корозија на многу водени медиуми и се спротивставува на пукање од корозија на стрес во многу средини.

Ограничувањето се појавува кога опкружувањето на услуги вклучува хлориди плус редуцирачка киселина, или кога корозијата на дупчињата и пукнатините се веродостојни закани. Во тие услови, недостатокот на молибден на 800 го прави ранлив на локализиран напад на кој 825 е дизајниран да се спротивстави. Експерименталната работа на прегревање на делови со висока концентрација на хлорид (5.500 ppm Cl-) на покачена температура покажа дека Incoloy 800 покажал дупчеста корозија додека Incoloy 825 не покажал значителна корозија на површината под истите услови. Овој тип на компаративни докази, иако е специфичен за околината за тестирање, ја илустрира практичната последица на композициската разлика.

За еден необоен дел во разменувач на топлина што се лади со морска вода, оваа разлика е важна. Морската вода комбинира хлорид, повремено намалување на условите од биолошката активност и пукнатини на прирабниците и спојниците од цевка до цевка. Содржината на Mo и Cu на легура 825 директно се однесува на овие механизми. Легура 800 не.

Типични Incoloy делови форми и сценарија за апликација

Incoloy подлошки и компоненти за прицврстување

Подлошките седат на особено непростливо место во спој со завртки: тие се компресирани помеѓу две површини, создавајќи пукнатина каде што намалувањето на кислородот и концентрацијата на хлорид може да го забрзаат нападот. При сервисирање со хлорид, материјалот на машината за перење мора да се спротивстави и на општата корозија и на корозија на пукнатините додека го одржува претходното оптоварување.

Подлошки од легура 825 се соодветна спецификација за прирабнички приклучоци во системи за кисело гас, морска вода и киселинско ракување. Содржината на молибден обезбедува отпорност на корозија на дупчиња и пукнатини што 800 не може да се совпадне. За високотемпературни димни гасови или апликации во печки каде што отсуствуваат хлориди, а термичката стабилност е приоритет, може да се земат предвид 800 подлошки.

Една практична забелешка од искуството во машинската обработка: легурите во боја се стврднуваат за време на вртењето и навојувањето, а стапката на стврднување за 825 е релативно висока иако е нешто пониска од обичните аустенитни нерѓосувачки челици. Тенките подлошки под приближно 1,5 mm може да се изобличат за време на термичка обработка, освен ако не се поддржани со соодветно прицврстување. Најчесто се претпочита тркалање на конец наместо чукање за дизајни на мијалник со навој во услугата со хлорид, бидејќи тапкањето може да доведе до оштетување на подземниот смолкнување што станува место за иницирање за пукање од корозија на стрес. Забелешка за верификација: Ова упатство за изработка ја одразува општата практика на обработка на легурите Incoloy; специфичните параметри треба да се потврдат кај вистинскиот производител.

Делови за цевки и разменувач на топлина Incoloy

ASTM B423 / ASME SB423 покрива лесна и ладно обработена цевка во UNS N08825 за општа корозивна услуга. Во цевките со разменувач на топлина, изборот помеѓу 825 и 800 обично ја следи хемијата на страната на обвивката или на цевката.

Ако страната на цевката носи вода за ладење со хлориди, или процесната течност содржи редуцирачки киселини, цевката 825 обезбедува придонес во Mo и Cu потребни за да се спротивстави на дупчење и напад на киселина. Ако апликацијата е реформатор на висока температура или печка за пиролиза каде што температурите на металот надминуваат 600°C, а околината е суштински сува или оксидирачка, цевката 800H или 800HT е конвенционален избор.

Сценарио со среден опсег заслужува внимание: разменувачи на топлина со температури на процесот околу 400–500°C и умерени нивоа на хлориди. Ниту една легура не е универзален одговор овде. Одлуката треба да влијае на тоа дали концентрацијата на хлорид и геометријата на пукнатините создаваат веродостоен SCC или ризик од дупчење. Ако одговорот е да, поголемата содржина на никел и молибден на 825 обезбедува поголема безбедносна маржа.

Облоги на вентили и машински компоненти

Внатрешните делови на вентилите доживуваат ерозија-корозија, напад на пукнатини на површините за заптивање и при кисело сервисирање, пукање на сулфидниот стрес. Алуминиумската облога 825 се користи во услугата за испуштање на киселински и кисели гасови каде што е релевантна комбинацијата на Mo за отпорност на дупчење и Ni за отпорност на SCC. Легурата 800 е поретка при сервисирање на влажни корозивни вентили, но се појавува во апликациите на високотемпературни димни гасови и вентили во печката.

Забелешка за верификација: Палетата на производи достапна од веб-локацијата треба да се потврди пред да се означи достапноста на облогата на вентилот или друго машински делови Incoloy надвор од подлошки. Ако моменталната понуда на страницата е фокусирана на мијалници, овој дел треба да се чита како контекст на апликацијата наместо како тврдење за производ.

Табела за одлуки за избор: по средина и температура

Следната табела ја кондензира логиката на селекција во услови со кои најчесто се среќава необоен дел купувачи. Се претпоставува дека делот е цврста или обработена компонента (мијалник, цевка, фитинг, облога) и дека примарна грижа е водната корозија, освен ако не е поинаку наведено.

Важна граница на NACE MR0175: Овој стандард се однесува на отпорноста на напукнување на сулфидниот стрес и ги дефинира материјалите прифатливи за услуга што содржи H2S. Не воспоставува граници на корозија на дупчиња или пукнатини. Материјалот наведен во MR0175 не е автоматски „целосно отпорен на корозија“ за сите кисели услови; тоа значи дека материјалот ги исполнува барањата за отпорност на пукање во рамките на дефинираниот опсег на стандардот. За 825 во кисела саламура со висок хлорид, отпорноста на дупчење сепак зависи од содржината на Mo и вистинската температура и концентрацијата на хлорид. Во услугата со висока содржина на хлорид, усогласеноста со MR0175 е почетна точка, а не целосна проценка на корозија.

Размислувања за изработка и купување

Работно стврднување и обработка

Легурата 825 и 800 и двете се стврднуваат побрзо од аустенитичните нерѓосувачки челици. Конкретно за 825, стапката на стврднување на работа е нешто пониска од вообичаените аустенитни нерѓосувачки оценки, но сепак е релативно висока, а опремата за формирање мора да биде соодветно напојувана за да се компензира зголемувањето на јачината на отстапување при деформација. При машинските операции, пребивањето или триењето на алатот на површината го стврднува исечениот слој и го забрзува абењето на алатот. За еден необоен дел со тесни толеранции, како што е мијалник со барања за плошност или фитинг со навој, низата на обработка и патеката на алатот треба да ги избегнуваат непотребните премини што работат на површината.

Ова не е теоретска грижа за тенки делови. Подлошките под дебелина од 1,5 mm може да се искриват за време на варењето на растворот или конечниот термички третман доколку не се соодветно поддржани. Подлошките со голем дијаметар може да бараат контролирани стапки на ладење за да се избегне искривување на рабовите. Ова се детали за изработка кои треба да се дискутираат во фазата на цитат, а не се откриени при прегледот на првата статија.

Површинска завршница и нејзиниот ефект врз отпорноста на корозија

Корозијата на дупчиња и пукнатини започнуваат при дисконтинуитети на површината: гребнатини, вградено железо, топлинска нијанса од заварување и груби обработени површини. За 825 делови во услуга со хлорид, состојбата на површината на заптивните лица и површините што формираат пукнатини директно влијае на работниот век.

Машинската завршница од Ra ≤ 0,8 µm е типична за општи површини отпорни на корозија. Електрополирањето до Ra ≤ 0,2 µm може да биде специфицирано за критичните површини за запечатување во фармацевтските или хемиските услуги со висока чистота, каде што се потребни и отпорност на корозија и можност за чистење. За мијалници во морска вода или кисела услуга, отстранувањето на топлинската нијанса и обезбедувањето чиста, пасивна површина по обработката е поважно од постигнувањето ултра низок Ra број.

Стандардни и проверки на сертификација

При купувањето на необоен дел, сертификатот за материјалот треба да се потврди според наведениот број UNS и применливиот стандард:

• Легура 825: UNS N08825. Цевката и цевката може да се наведат на ASTM B423 / ASME SB423. Формите за шипки и фалсификувани спаѓаат под различни спецификации во зависност од формата на производот. Усогласеноста со NACE MR0175 треба да биде експлицитно наведена на сертификатот доколку е потребна кисела услуга.
• Легура 800: UNS N08800 (или N08810/N08811 за 800H/800HT). Стандардите на производите се разликуваат според формата; шипката, плочата и кованиците имаат посебна покриеност со ASTM.

Постоечката страница на производот за перење Incoloy на веб-локацијата укажува на способност за обработка на Incoloy подлошки до одредени толеранции и завршни површини. За други форми на делови, како што се цевки или обработени компоненти по мерка, достапниот производствен опсег треба директно да се потврди наместо да се претпоставува од страницата за перење.

Најчесто поставувани прашања

Дали Incoloy 825 е секогаш подобар избор за корозивна услуга во споредба со 800?
Не. Легурата 825 е подобар избор кога услугата вклучува хлориди, редуцирачки киселини или кисел гас, бидејќи неговите додатоци на Mo и Cu се насочени кон тие механизми. Легурата 800 е подобро прилагодена и поекономична за високотемпературни оксидирачки или карбуризирачки средини каде што корозијата е предизвикана од топлина, а не од водена хемија. Користењето на 825 во примена на печка со висока температура би додало трошок без додавање на перформанси.

Може ли Incoloy 800 подлошки да се користат во прирабници со морска вода?
Не се препорачува. Морската вода создава услови на пукнатини на површините за перење и нивоа на хлориди кои промовираат дупчење. Легурата 800 не содржи намерно додавање на молибден, кој е примарен елемент за легирање за отпорност на дупчење во хлоридните медиуми. Подлошките од легура 825 ја обезбедуваат содржината на Mo потребна за оваа услуга.

Што всушност значи одобрението NACE MR0175 за делот Incoloy 825?
Тоа значи дека материјалот ги исполнува стандардните барања за отпорност на пукање на сулфидниот стрес во средини што содржат H2S во рамките на дефинираниот опсег на стандардот. Не потврдува отпорност на дупчење, корозија на пукнатини или општа корозија при губење на тежината. Еден дел може да биде усогласен со MR0175 и сепак да претрпи дупчење во кисела саламура со висок хлорид доколку содржината на Mo и состојбата на површината не се соодветни за специфичните услови.

Дали ASTM B423 ги покрива подлошките Incoloy 825?
Бр. ASTM B423 покрива безшевни цевки и цевки во UNS N08825. Подлошките и другите обработени облици обично се купуваат со сертификат за материјал кој го покажува бројот и хемијата на UNS наместо стандардот за форма на производ за подлошки. Сертификатот треба да ја потврди N08825 хемијата и секоја потребна усогласеност со NACE.

Зошто завршувањето на површината е важно за делот Incoloy во услугата со хлорид?
Јамите започнуваат со дефекти на површината каде што се концентрираат хлориди и достапноста на кислород се разликува од опкружувањето на најголемиот дел. Груба обработена површина, топлинска нијанса или вградени туѓи честички создаваат места за иницијација. За 825 во морска вода или кисела саламура, одредувањето чиста, правилно пасивирана површина на површините за заптивање и свртени кон пукнатините е практичен начин за поддршка на вродената отпорност на корозија на легурата.

Усогласување на легурата со услугата

Изборот помеѓу Incoloy 825 и 800 за ан необоен дел треба да го следи доминантниот механизам на деградација во вистинското опкружување на услугата. Ако се присутни хлориди, редуцирачки киселини или H2S и делот ќе работи во водена или влажна средина, содржината на молибден, бакар и никел на 825 се справува со тие специфични закани. Ако апликацијата е високотемпературна оксидација, карбуризација или сервис на суво печка, 800 или неговите варијанти со поголема цврстина се соодветното семејство.

За подлошки и машински компоненти во корозивни сервиси, одлуката за избор треба да ја земе предвид и геометријата на пукнатините, завршната обработка на површината и деталите за изработка кои одредуваат дали наведената легура функционира како што е предвидено. Сертифицирана машина за перење 825 со лоша завршна површина може да не успее во услугата со хлорид исто како што правилно завршената машина за перење 800 не може да ја замени 825 каде што е потребен молибден.

За да ги прегледате достапните спецификации за перење Incoloy, вклучително и оценките на материјалите, толеранциите и опциите за завршна обработка на површината, посетете ја страницата на производот за перење Incoloy. За делови надвор од подлошките, потврдете го тековниот опсег на производство директно пред да наведете.