Deli iz zlitine Incoloy: 825 proti 800 za korozivne storitve 

Ko inženir določi incoloy del za jedko linijo je izbira med zlitino 825 in zlitino 800 redko odvisna od tega, katera zlitina je »boljša«. Gre za to, katera zlitina ustreza dejanskim pogojem uporabe. Incoloy 825 (UNS N08825) je bil zasnovan za zmanjšanje kislin, medijev, ki vsebujejo klorid, in kislih plinov. Incoloy 800 (UNS N08800) je bil zasnovan za visokotemperaturno trdnost in odpornost proti oksidaciji, s korozijsko učinkovitostjo v vodnih medijih kot drugo prednostjo. Zamenjavanje obeh lahko povzroči nepotrebne stroške ali zlitino, ki ne ustreza zahtevam storitve.

Ta primerjava je napisana za inženirje in kupce v kemiji, na morju in toplotnih izmenjevalcih, ki potrebujejo praktičen okvir izbire, ne obsežnega priročnika o materialih. Osredotoča se na metalurško logiko v ozadju vsake zlitine, oblike delov, kjer je izbira najpomembnejša, ter točke izdelave in nakupa, ki določajo, ali je določena zlitina dejansko obstojna pri uporabi.

Incoloy 825 proti 800: razlika v pozicioniranju

Najenostavnejši način za oblikovanje razlike je ta: Zlitina 825 je najprej korozijska; Zlitina 800 je najprej toplotna.

Zlitina 825 spada v družino Ni-Fe-Cr-Mo-Cu. Njegova vsebnost niklja je v razponu od 38 do 46 %, z namerno dodanimi molibdenom (2,5–3,5 %) in bakrom (1,5–3,0 %) ter stabilizacijo s titanom. Ta kombinacija je bila oblikovana za obvladovanje oksidacijskih in redukcijskih kislin, odpornost proti razpokanju zaradi kloridne napetostne korozije in prenašanje kislih delovnih pogojev, ki vsebujejo H₂S.

Zlitina 800 je zlitina Ni-Fe-Cr s približno 30–35 % niklja in 19–23 % kroma, vendar brez namernega dodatka molibdena in bakra. Njegov namen zasnove je uporaba pri visokih temperaturah: odpornost proti oksidaciji, odpornost na naogljičenje in trdnost pri lezenju pri temperaturah do približno 593 °C za osnovni razred 800, pri čemer 800H in 800HT ta obseg še razširjata. V vodnih korozivnih medijih brez močne izpostavljenosti kloridom ali zmanjšanju kisline 800 deluje ustrezno, vendar je njegova odpornost proti koroziji po zasnovi ožja.

Za an incoloy del v kemični procesni liniji, ki obravnava žveplovo kislino s kloridi, je 825 ustrezna specifikacija. Za nosilec peči ali visokotemperaturni povezovalni obroč je 800 pogosto primernejša in bolj ekonomična izbira. Odločitev mora slediti prevladujočemu mehanizmu razgradnje, ne splošnemu ugledu zlitine.

Sestava in mehanizmi odpornosti proti koroziji

Kaj počnejo nikelj, krom, molibden in baker

Odpornost proti koroziji zlitine 825 ni učinek enega elementa. Vsak dodatek zlitine obravnava določen način okvare.

Nikelj zagotavlja osnovo za odpornost proti razpokanju zaradi kloridne napetostne korozije (SCC). Obseg 38–46 % niklja v 825 zadostuje za odpornost na SCC s kloridnimi ioni v mnogih okoljih. Nižja vsebnost niklja v zlitini 800 (30–35 %) ponuja tudi uporabno odpornost na SCC v številnih vodnih medijih, vendar višja vsebnost niklja v 825 zagotavlja večjo mejo pri težkih kloridih.

Krom tvori pasivni oksidni film, ki ščiti pred oksidacijskimi mediji, kot so dušikova kislina in oksidacijske soli. Tako 800 kot 825 se za to funkcijo zanašata na krom in oba vsebujeta približno 19–23,5 % Cr.

Pri molibdenu se obe zlitini najbolj jasno razlikujeta. 2,5–3,5 % Mo v 825 poveča odpornost proti luknjičasti in razpokani koroziji, zlasti v okoljih, ki vsebujejo klorid. Zlitina 800 ne vsebuje namernega dodatka molibdena. Ta odsotnost ni napaka v zasnovi 800; preprosto odraža, da 800 ni bil formuliran za odpornost proti kloridnim luknjičastim učinkom.

Baker, prisoten pri 1,5–3,0 % v 825, skupaj z molibdenom deluje proti redukcijskim kislinam, zlasti žveplovi in fosforni kislini. Zlitina 800 ne vsebuje dodatka bakra. Pri servisiranju z razredčeno žveplovo kislino je vsebnost bakra v 825 glavni razlog, da je navedeno tam, kjer 800 ne bi bilo.

Titan v 825 služi kot stabilizator, veže ogljik, da prepreči obarjanje kromovega karbida med varjenjem in zmanjša tveganje preobčutljivosti. Zato je 825 opisan kot odporen proti interkristalni koroziji v zvarjenem stanju.

Kaj pomanjkanje Mo in Cu v 800-ih pomeni v praksi

Zlitine 800 ne bi smeli zavreči kot "manj odporne proti koroziji" v vsakem kontekstu. V visokotemperaturnih oksidativnih atmosferah vsebnost kroma 800 in ravnovesje niklja zagotavljata odlično odpornost proti oksidaciji in naogljičenju, zato ostaja standardni material za komponente reformerja in peči. Zlitina nudi splošno korozijsko odpornost na številne vodne medije in je odporna na napetostno korozijsko razpokanje v številnih okoljih.

Omejitev se pojavi, ko delovno okolje vključuje kloride in redukcijsko kislino ali ko sta luknjičasta in razpokana korozija verjetna grožnja. V teh pogojih je 800 zaradi pomanjkanja molibdena ranljiv za lokalizirane napade, ki se jim je 825 zasnovan za upiranje. Eksperimentalno delo na odsekih predgretja z visoko koncentracijo klorida (5500 ppm Cl⁻) pri povišani temperaturi je pokazalo, da je Incoloy 800 pokazal luknjičasto korozijo, medtem ko Incoloy 825 ni pokazal pomembne površinske korozije pod enakimi pogoji. Ta vrsta primerjalnih dokazov, čeprav je specifična za preskusno okolje, ponazarja praktično posledico razlike v sestavi.

Za an incoloy del pri izmenjevalniku toplote, hlajenem z morsko vodo, je ta razlika pomembna. Morska voda združuje klorid, občasne redukcijske pogoje zaradi biološke aktivnosti in razpoke na prirobnicah in spojih cevi in cevne pločevine. Vsebnost Mo in Cu v zlitini 825 neposredno obravnavata te mehanizme. Alloy 800 ne.

Tipični obrazci delov Incoloy in scenariji uporabe

Incoloy podložke in komponente pritrdilnih elementov

Podložke sedijo na posebej neprizanesljivem mestu v vijačnem spoju: stisnjene so med dvema površinama in ustvarjajo špranjo, kjer lahko pomanjkanje kisika in koncentracija klorida pospešita napad. Pri uporabi s kloridom mora biti material podložke odporen proti splošni koroziji in koroziji v razpokah, hkrati pa ohraniti prednapetost.

Podložke iz zlitine 825 so ustrezna specifikacija za prirobnične povezave v sistemih za ravnanje s kislim plinom, morsko vodo in kislino. Vsebnost molibdena zagotavlja odpornost proti luknjičasti in razpokani koroziji, ki 800 ni kos. Za visokotemperaturne dimne pline ali aplikacije v pečeh, kjer ni kloridov in je toplotna stabilnost prednostna naloga, je mogoče upoštevati 800 podložk.

Ena praktična opomba iz izkušenj s strojno obdelavo: zlitine Incoloy se med struženjem in vrezovanjem navojev utrdijo, stopnja utrjevanja za 825 pa je relativno visoka, čeprav je nekoliko nižja od običajnih avstenitnih nerjavnih jekel. Tanke podložke pod približno 1,5 mm se lahko med toplotno obdelavo deformirajo, razen če so podprte z ustreznim pritrjevanjem. Pri navojnih podložkah v uporabi s kloridom je pogosto bolj primerno navijanje navojev kot narezovanje navojev, saj lahko navijanje povzroči podpovršinske strižne poškodbe, ki postanejo mesto začetka za razpoke zaradi napetostne korozije. Opomba o preverjanju: Ta navodila za izdelavo odražajo splošno prakso strojne obdelave zlitin Incoloy; določene parametre je treba potrditi pri dejanskem proizvajalcu.

Incoloy cevi in deli toplotnega izmenjevalnika

ASTM B423 / ASME SB423 zajema brezšivne in hladno obdelane cevi v UNS N08825 za splošno korozivno uporabo. Pri ceveh izmenjevalnika toplote izbira med 825 in 800 običajno sledi kemiji na strani ohišja ali na strani cevi.

Če na strani cevi teče hladilna voda s kloridi ali procesna tekočina vsebuje redukcijske kisline, cev 825 zagotavlja prispevek Mo in Cu, ki je potreben za odpornost proti luknjičastim in kislinskim napadom. Če je aplikacija visokotemperaturni reformer ali peč za pirolizo, kjer temperature kovine presegajo 600 °C in je okolje v bistvu suho ali oksidira, je cev 800H ali 800HT običajna izbira.

Pozornost si zasluži scenarij srednjega razreda: izmenjevalniki toplote s temperaturo procesa okoli 400–500 °C in zmernimi ravnmi klorida. Nobena zlitina tukaj ni univerzalni odgovor. Odločitev mora biti odvisna od tega, ali koncentracija klorida in geometrija špranj ustvarjata verodostojno tveganje za SCC ali luknjičasto tveganje. Če je odgovor pritrdilen, višja vsebnost niklja in molibdena 825 zagotavlja večjo varnostno mejo.

Obloga ventila in strojno obdelane komponente

Notranjost ventila se sooča z erozijo in korozijo, napadom razpok na tesnilnih površinah in v kislih pogojih zaradi sulfidnih napetostnih razpok. Obdelava iz zlitine 825 se uporablja pri odvajanju kislih in kislih plinov, kjer je pomembna kombinacija Mo za odpornost proti luknjičastim luknjam in Ni za odpornost na SCC. Zlitina 800 je manj pogosta pri uporabi mokrih korozivnih ventilov, vendar se pojavlja pri visokotemperaturnih aplikacijah dimnih plinov in ventilov peči.

Opomba o preverjanju: Paleto izdelkov, ki je na voljo na spletnem mestu, je treba potrditi, preden nakažete razpoložljivost obrobe ventila ali drugega strojno obdelani deli Incoloy izven podložk. Če je trenutna ponudba spletnega mesta osredotočena na podložke, je treba ta razdelek brati kot kontekst aplikacije in ne kot trditev o izdelku.

Tabela odločitve o izbiri: glede na medij in temperaturo

Naslednja tabela zgošča izbirno logiko v pogoje, s katerimi se običajno srečujejo incoloy del kupci. Predpostavlja, da je del trdna ali strojno obdelana komponenta (podložka, cev, nastavek, obroba) in da je primarna skrb vodna korozija, razen če ni drugače navedeno.

Pomembna meja na NACE MR0175: Ta standard obravnava odpornost proti sulfidnim napetostnim razpokam in opredeljuje materiale, sprejemljive za storitve, ki vsebujejo H₂S. Ne določa meja luknjičaste ali razpokane korozije. Material, naveden v MR0175, ni samodejno "popolnoma odporen proti koroziji" za vse kisle pogoje; to pomeni, da material izpolnjuje zahteve glede odpornosti proti razpokam znotraj opredeljenega obsega standarda. Za 825 v kisli slanici z visoko vsebnostjo klorida je odpornost proti luknjanju še vedno odvisna od vsebnosti Mo ter dejanske temperature in koncentracije klorida. Pri visoko kloridno kisli uporabi je skladnost z MR0175 izhodišče in ne popolna ocena korozije.

Premisleki glede izdelave in nakupa

Utrjevanje in strojna obdelava

Zlitini 825 in 800 se obdelujeta hitreje kot avstenitna nerjavna jekla. Konkretno za 825 je stopnja utrjevanja nekoliko nižja od običajnih avstenitnih nerjavnih razredov, vendar še vedno razmeroma visoka, oprema za oblikovanje pa mora biti ustrezno napajana, da kompenzira povečanje meje tečenja med deformacijo. Pri strojni obdelavi zadrževanje ali drgnjenje orodja ob površino utrdi rezano plast in pospeši obrabo orodja. Za an incoloy del z ozkimi tolerancami, kot je podložka z zahtevami glede ravnosti ali navojni priključek, se morata zaporedje obdelave in pot orodja izogibati nepotrebnim prehodom, ki obdelujejo površino.

To ni teoretična skrb za tanke dele. Podložke z debelino pod 1,5 mm se lahko deformirajo med žarjenjem v raztopini ali končno toplotno obdelavo, če niso ustrezno podprte. Podložke z velikim premerom bodo morda zahtevale nadzorovane stopnje hlajenja, da preprečite upogibanje robov. To so podrobnosti izdelave, o katerih je treba razpravljati v fazi ponudbe, ne pa jih odkriti med prvim pregledom artikla.

Površinska obdelava in njen vpliv na odpornost proti koroziji

Jamična in špranjska korozija se začneta na površinskih nezveznostih: praskah, vdelanem železu, toplotnem odtenku zaradi varjenja in grobih strojno obdelanih površinah. Za 825 delov v kloridni uporabi stanje površine tesnilnih površin in površin, ki tvorijo reže, neposredno vpliva na življenjsko dobo.

Strojno obdelan zaključek Ra ≤ 0,8 µm je značilen za splošne površine, odporne proti koroziji. Elektropoliranje do Ra ≤ 0,2 µm se lahko določi za kritične tesnilne površine v farmacevtskih ali kemičnih storitvah visoke čistosti, kjer se zahtevata odpornost proti koroziji in možnost čiščenja. Za podložke v morski vodi ali kisli uporabi je odstranjevanje toplotnega odtenka in zagotavljanje čiste, pasivne površine po strojni obdelavi pomembnejše od doseganja ultra nizkega števila Ra.

Standardni in certifikacijski pregledi

Pri nakupu an incoloy del, je treba potrdilo o materialu preveriti glede na navedeno številko UNS in veljavni standard:

• Zlitina 825: UNS N08825. Cevi in cevi so lahko določene v skladu z ASTM B423 / ASME SB423. Palice in kovane oblike spadajo pod različne specifikacije, odvisno od oblike izdelka. Skladnost z NACE MR0175 mora biti izrecno navedena na certifikatu, če je zahtevana kisla storitev.
• Zlitina 800: UNS N08800 (ali N08810/N08811 za 800H/800HT). Standardi izdelkov se razlikujejo glede na obliko; palični material, plošča in odkovki imajo ločeno pokritost ASTM.

Obstoječa stran izdelka za podložke Incoloy na spletnem mestu navaja zmožnost strojne obdelave podložk Incoloy do določenih toleranc in površinske obdelave. Za druge oblike delov, kot so cevi ali strojno obdelane komponente po meri, je treba razpoložljiv obseg proizvodnje potrditi neposredno, namesto da bi ga predvidevali na strani za pranje.

pogosta vprašanja

Ali je Incoloy 825 vedno boljša izbira za korozivne storitve v primerjavi z 800?
Ne. Zlitina 825 je boljša izbira, ko storitev vključuje kloride, redukcijske kisline ali kisli plin, ker njeni dodatki Mo in Cu ciljajo na te mehanizme. Alloy 800 je bolj primeren in bolj ekonomičen za visokotemperaturna oksidacijska ali naogljičena okolja, kjer korozijo poganja toplota in ne vodna kemija. Uporaba 825 v aplikaciji za visokotemperaturne peči bi povečala stroške brez dodajanja zmogljivosti.

Ali se podložke Incoloy 800 lahko uporabljajo v prirobnicah z morsko vodo?
Ni priporočljivo. Morska voda ustvarja pogoje za razpoke na ploskvah podložk in ravni kloridov, ki spodbujajo luknjičaste luknje. Zlitina 800 ne vsebuje namernega dodatka molibdena, ki je glavni legirni element za odpornost proti luknjam v kloridnih medijih. Podložke iz zlitine 825 zagotavljajo vsebnost Mo, potrebno za to storitev.

Kaj dejansko pomeni odobritev NACE MR0175 za del Incoloy 825?
To pomeni, da material izpolnjuje zahteve standarda glede odpornosti na sulfidne napetostne razpoke v okoljih, ki vsebujejo H₂S, znotraj opredeljenega obsega standarda. Ne potrjuje odpornosti proti luknjičasti koroziji, razpokani koroziji ali splošni koroziji zaradi izgube teže. Del je lahko skladen z MR0175 in še vedno trpi zaradi luknjanja v kisli slanici z visoko vsebnostjo klorida, če vsebnost Mo in stanje površine nista primerna za posebne pogoje.

Ali ASTM B423 zajema podložke Incoloy 825?
Št. ASTM B423 zajema brezšivne cevi v UNS N08825. Podložke in druge strojno obdelane oblike se običajno kupijo na podlagi potrdila o materialu, ki prikazuje številko UNS in kemijo, namesto standarda oblike izdelka za podložke. Certifikat mora potrditi kemijo N08825 in morebitno zahtevano skladnost z NACE.

Zakaj je površinska obdelava pomembna za del Incoloy pri uporabi klorida?
Jamice se začnejo na površinskih napakah, kjer se koncentrirajo kloridi in se razpoložljivost kisika razlikuje od okolja v razsutem stanju. Groba strojno obdelana površina, toplotna niansa ali vdelani tuji delci ustvarjajo iniciacijska mesta. Za 825 v morski vodi ali kisli slanici je določitev čiste, pravilno pasivirane površine na tesnilnih površinah in površinah, obrnjenih proti razpokam, praktičen način za podporo inherentne odpornosti zlitine proti koroziji.

Ujemanje zlitine s storitvijo

Izbira med Incoloy 825 in 800 za an incoloy del mora slediti prevladujočemu mehanizmu degradacije v dejanskem storitvenem okolju. Če so prisotni kloridi, reducirajoče kisline ali H₂S in bo del deloval v vodnem ali mokrem okolju, vsebnost molibdena, bakra in niklja v 825 odpravi te posebne grožnje. Če je uporaba visokotemperaturna oksidacija, naogljičenje ali suha peč, je primerna družina 800 ali njegove različice z višjo trdnostjo.

Pri podložkah in strojno obdelanih komponentah v jedki uporabi mora odločitev o izbiri upoštevati tudi geometrijo špranje, površinsko obdelavo in podrobnosti izdelave, ki določajo, ali določena zlitina deluje, kot je predvideno. Certificirana podložka 825 s slabo površinsko obdelavo lahko odpove pri delu s kloridom, prav tako kot pravilno obdelana podložka 800 ne more nadomestiti 825, kjer je potreben molibden.

Za pregled razpoložljivih specifikacij podložke Incoloy, vključno z razredi materiala, tolerancami in možnostmi površinske obdelave, obiščite stran izdelka podložke Incoloy. Za oblike delov, ki presegajo podložke, potrdite trenutni obseg proizvodnje neposredno pred določitvijo.