904L va 316L zanglamaydigan po'latdan sulfat kislotaga qarshilik ko'rsatish

Oltingugurt kislotasi tenglamaga kirganda, zanglamaydigan po'lat navini tanlash shunchaki afzallik masalasi emas -, bu zavod yigirma yil davomida ishonchli ishlashini yoki yigirma oy ichida korroziyaga uchraganligini aniqlashi mumkin. Ushbu maqolada maʼlumotlarga asoslangan qatʼiy-qiyoslash keltirilgan904L (UNS N08904 / EN 1.4539)va316L (UNS S31603 / EN 1.4404), muhandislar kislotali{0}}oʻz ichiga olgan texnologik muhitga duch kelganda eng koʻp baholanadigan ikkita baho

.

Xulosa- topilmalar:

904L deyarli har qanday konsentratsiya va harorat oralig'ida sulfat kislota xizmatida 316L dan sezilarli darajada ustundir, bunda 316L hatto juda cheklangan.

316L - sulfat kislota bo'lmagan yoki atrof-muhit haroratida faqat iz miqdorida mavjud bo'lgan-umumiy maqsadlardagi ilovalar uchun -samarali standart daraja.

Oʻrtacha{0}}-kislota toʻlovi uchun 904L ning yuqori boshlangʻich narxi korroziya tezligining keskin pasayishi, uskunaning ishlash muddatini uzaytirish va rejalashtirilmagan ishlamay qolish vaqtini qisqartirish bilan doimo oqlanadi.

Zanglamaydigan po'latlarning sulfat kislota korroziyasini tushunish

Oltingugurt kislotasi (H₂SO₄) dunyodagi eng koʻp ishlab chiqariladigan sanoat kimyosi boʻlib, oʻgʻit ishlab chiqarish, metallni tuzlash, neftni qayta ishlash, akkumulyator ishlab chiqarish va boshqa oʻnlab jarayonlarda qoʻllaniladi. Nima uchun metallar uchun bunchalik korroziv ekanligini tushunish - va qotishma tanlash nega bunchalik muhimligini tushunish - ushbu sohalarda ishlaydigan har bir muhandis uchun muhim kontekstdir.

Nima uchun H₂SO₄ ayniqsa korroziy

Oltingugurt kislotasi metallarga ikkita asosiy mexanizm orqali ta'sir qiladi: to'g'ridan-to'g'ri kislota ta'siri (vodorod evolyutsiyasi), u taxminan 40% dan past konsentratsiyalarda hukmronlik qiladi va oraliq konsentratsiyalarda passiv{1}}plyonka{2}}eritish mexanizmi. Juda yuqori konsentratsiyalarda (93% dan yuqori) kislota suvsizlanadi va aslida ba'zi qotishmalarda himoya qatlamini hosil qiladi -, lekin bu tor va yuqori haroratga{6}} sezgir oyna.

Amaliy muhandislik maqsadlarida zanglamaydigan po'latlar uchun eng xavfli zona 40 darajadan yuqori haroratlarda 5-70% konsentratsiya oralig'i hisoblanadi. Ushbu diapazonda barcha standart ostenitik navlar, shu jumladan 316L plyonkaning tez passiv parchalanishini boshdan kechiradi, bu esa tezlashtirilgan umumiy korroziyaga olib keladi.

Qotishma elementlarning roli

Ostenitik zanglamaydigan po'latlarda H₂SO₄ qarshiligi uchun uchta qotishma element muhim ahamiyatga ega: molibden (Mo), nikel (Ni) va mis (Cu). Ularning rollarini tushunish 904L va 316L ishlash farqini darhol mantiqiy qiladi.

Molibden (Mo): Mo kislotali muhitni pasaytirishda passiv plyonkani barqarorlashtiradi. 904L tarkibida 4–5% Mo ni oʻz ichiga oladi, 316L da atigi 2–3%. Bu farq sulfat kislotada passiv plyonka barqarorligini taxminan ikki barobar oshiradi.

Nikel (Ni): Ni faol erish tezligini pasaytiradi va muhitni kamaytirishda qotishmani passivlikka siljitadi. 904L tarkibidagi 23–28% Ni (316L da 10–14%), ehtimol, uning kislotalilik samaradorligining eng katta omili.

Mis (Cu): 904L tarkibiga ataylab 1–2% Cu qoʻshilishi, suyultirilgan{3}}to-H₂SO₄. 316L tarkibida mis yoʻqligida korroziya tezligini kamaytirish uchun maxsus ishlab chiqilgan. Bu ikki sinf o'rtasidagi eng hal qiluvchi kompozitsion farqlardan biridir.

Kimyoviy tarkibini taqqoslash

Quyidagi kompozitsiya jadvali ushbu ikki daraja o'rtasidagi har bir ishlash farqini tushunish uchun boshlang'ich nuqtadir. Barcha qiymatlar rasmiy materiallar spetsifikatsiyasiga muvofiq.

1-jadval: Kimyoviy tarkibi - 316L va 904L (barcha qiymatlar og‘irlikda %)

Uchta muhim kompozitsion farq

Nikel differensial (904Lda +13–14% koʻproq): Nikel kislotalarni kamaytirishda faol erishni kamaytirish uchun yagona muhim element hisoblanadi. 904L va 316L o'rtasidagi nikel tarkibidagi 13-14 foiz punkti bo'shliq 904L ning yuqori korroziya ko'rsatkichlarining katta qismi uchun javobgardir.

Molibden farqi (904L da +2% koʻproq): 904L da qoʻshimcha 2% molibden kislotali sharoitda passiv plyonkani barqarorlashtiradi. Bu kamtarona ko'rinishi mumkin bo'lsa-da, Mo'ning passiv plyonka barqarorligiga ta'siri chiziqli bo'lmagan{5}} va konsentrlangan kislotali muhitda nomutanosib foyda keltiradi.

Mis qo'shilishi (904Lda 1-2%, 316Lda yo'q): Bu eng kam baholangan farq. Mis katod ingibitori vazifasini bajarib, sulfat kislotada vodorod evolyutsiyasi korroziyasini to'g'ridan-to'g'ri kamaytiradi. 316L tarkibida mis umuman yo'q va boshqa hech qanday qotishma miqdori sulfat kislota xizmatida uning yo'qligini qoplay olmaydi.

Mexanik xususiyatlarni taqqoslash

2-jadval: Mexanik xususiyatlar - 316L va 904L

904L 316L ga qaraganda bir oz yuqoriroq minimal hosildorlikni taklif qiladi, chunki u ko'proq nikel va biroz ko'proq boshqariladigan azotni o'z ichiga oladi. Ikkala nav ham barcha haroratlarda, shu jumladan kriogen sharoitlarda ham mukammal egiluvchanlik va qattiqlikni ta'minlaydi. Ko'pgina kimyoviy jarayon ilovalari uchun materialni tanlashda mexanik xususiyatlarning farqlari korroziyaga nisbatan ikkinchi darajali hisoblanadi.

Sulfat kislota korroziya tezligi ma'lumotlari: asosiy dalil

Ushbu bo'lim ushbu maqoladagi eng muhim ma'lumotlarni taqdim etadi. H₂SO₄ kontsentratsiyasi va harorat matritsasi bo'yicha korroziya tezligini taqqoslash kislotali xizmatda material tanlash uchun aniq asosdir. Barcha qiymatlar yiliga millimetrda (mm/y); 0,1 mm/y dan past qiymat odatda uzoq muddatli xizmat uchun maqbul hisoblanadi.

3-jadval: Sulfat kislotada korroziya darajasi - 316L va 904L (mm/yil)

Korroziya darajasi ma'lumotlarini talqin qilish

3-jadvaldagi ma'lumotlar aniq va izchil hikoyani aytib beradi: 904L sanoatda eng keng tarqalgan sulfat kislota sharoitlarida (1-40% konsentratsiya, 20-60 daraja ish harorati) 316L dan 5-12 baravar ko'p ishlaydi. Bundan ham muhimi shundaki, 40 darajadan yuqori haroratlarda 5% dan yuqori konsentratsiyalar uchun 316L tez-tez 1,0 mm/y chegarasidan oshib ketadi -, bu dizayn ruxsatlaridan qat'i nazar, funksional jihatdan yaroqsiz.

40–70% dan yuqori konsentratsiyalarda, uzoq muddatli xizmatda hech bir daraja yetarli qarshilik ko'rsatmaydi. Konsentrlangan sulfat kislotaga (70% dan yuqori) duch kelgan muhandislar konsentrlangan H₂SO₄ xizmati uchun maxsus ishlab chiqilgan qotishma 20 (UNS N08020), Hastelloy B-3 (UNS N10675) yoki yuqori kremniyli quyma temir kabi maxsus qotishmalarni baholashlari kerak.

Koʻp-Atrof-muhitning korroziyaga chidamliligini taqqoslash

Sulfat kislota kamdan-kam hollarda sanoat jarayonidagi yagona korroziy tur hisoblanadi. Quyidagi jadvalda ushbu ikki daraja barcha asosiy korroziya mexanizmlari va kislota turlari bo'yicha qanday ishlashi haqida kengroq ko'rinish berilgan.

4-jadval: Koʻp-Atrof-muhitning korroziyaga chidamliligi - 316L va 904L

Nitrat kislotasi: 316L chegarasi bo'lgan yagona hudud

Nitrat kislota (HNO₃) oksidlovchi kislota bo'lib, oksidlovchi kislota muhitida xrom tarkibi qarshilik mexanizmida ustunlik qiladi. Ikkala nav ham bir xil xrom darajalariga ega (316Lda 16–18%; 904Lda 19–23%), lekin 316L ning pastki molibdeni aslida uni sof HNO₃ xizmatiga biroz mosroq qiladi, chunki Mo yuqori oksidlovchi muhitda zararli boʻlishi mumkin. Biroq, bu tor istisno - HNO₃-ni HCl yoki H₂SO₄ (aralash kislotalar) bilan aralashtirishning har qanday jarayoni darhol ustunlikni 904L ga qaytaradi.

Xloridga qarshilik: chuqurchalar va yoriqlar korroziyasi

Chiqib ketish qarshiligining ekvivalent raqami (PREN) xloridga-qo'zg'atilgan chuqurlashuvga. 904 qarshilik miqdorini aniqlaydi. Bu bo'shliq xlorid ionlari-sulfat kislotasi bilan birga - mavjud bo'lgan har qanday qo'llashda muhim ahamiyatga ega, bu sanoat texnologik oqimlari, tutun gazlari muhiti va suvni tozalashda keng tarqalgan.

Fizikaviy va issiqlik xossalari

5-jadval: Jismoniy va issiqlik xossalari - 316L va 904L

Ikkala sinf ham umumiy qotishma darajalari bilan taqqoslanadigan ostenitik qotishmalar uchun kutilganidek, umumiy o'xshash jismoniy va termal xususiyatlarga ega. 316L ning biroz yuqoriroq termal kengayishi issiqlik almashtirgich trubkasi dizayniga tegishli bo'lishi mumkin, ammo kamdan-kam hollarda material tanlashga olib keladi. Ikkala nav ham tavlangan holatda magnit bo'lmagan{3}} bo'lib, ularni past magnit o'tkazuvchanlikni talab qiladigan ilovalar uchun mos qiladi (masalan, MRI qurilmasi qurilishi, muayyan asboblar).

Amaldagi standartlar va xalqaro sertifikatlar

To'g'ri standart belgilash xarid qilish, sifatni tekshirish va me'yoriy hujjatlarga muvofiqlik uchun muhim ahamiyatga ega. Quyidagi jadval ikkala sinf uchun barcha asosiy xalqaro belgilash tizimlarini qamrab oladi.

6-jadval: Standartlar va belgilar - 316L va 904L

Ikkala sinf ham bosimli idishlar, issiqlik almashtirgichlar va quvur tizimlari uchun ASME, ASTM va EN ramkalari ostida to'liq qamrab olingan. FDA{1}}tartibga soluvchi farmatsevtika va oziq-ovqat ilovalari uchun ikkala nav ham qabul qilinadi, 316L oʻrnatilgan tajriba, arzon narxlar va keng global taʼminot zanjiri tufayli-universal standart hisoblanadi.

Narxi, mavjudligi va ishlab chiqarish

Moddiy xarajat ko'pincha eng ko'zga ko'rinadigan qaror omilidir, lekin xizmat ko'rsatish, almashtirish va ishlab chiqarishning to'xtab qolish muddatini o'z ichiga olgan - hayot aylanish qiymati - deyarli har doim kislota xizmatida yuqori -samaradorlik qotishmasini qo'llab-quvvatlaydi. Quyidagi jadvalda asosiy tijorat va ishlab chiqarish parametrlari keltirilgan.

7-jadval: Xarajat, mavjudlik va ishlab chiqarish - 316L va 904L

Payvandlash bo'yicha ko'rsatmalar

To'ldiruvchi metallni to'g'ri tanlash payvandlash zonasida korroziyaga chidamliligini saqlash uchun juda muhimdir:

316L: AWS ER316L plomba (yoki mos keladigan qoplangan elektrod E316L). Kam issiqlik kiritish. Oldindan isitish talab qilinmaydi. Keng jarayon oynasi 316L ni dunyodagi eng oson ishlab chiqarilgan zanglamaydigan po'latga aylantiradi.

904L: AWS ER385 plomba metalli (yoki Avesta 904L / Sandvik 27.31.4.LCu turi). O'tish oralig'idagi haroratni biroz qattiqroq nazorat qilish tavsiya etiladi. To'liq yechim tavlangan post{6}}payvandlash majburiy emas, lekin eng agressiv xizmatlar uchun tavsiya etiladi. Quvurning ildiz o'tishi uchun inert gaz bilan tozalang.

Ikkala sinf: Oldindan isitish talab qilinmaydi. Zanglamaydigan{1}}po'lat simli cho'tkalar va maxsus silliqlash g'ildiraklaridan foydalaning. Temir ifloslanishini olib tashlash va erkin temir korroziyasini oldini olish uchun yuzalarni yaxshilab tozalang.

Ilovalarni tanlash bo'yicha qo'llanma va sanoat misollari

Quyidagi tanlov jadvali muhandislar, xaridlar bo‘yicha mutaxassislar va zavod rahbarlariga berilgan xizmat shartlari uchun qaysi darajani belgilash bo‘yicha to‘g‘ridan-to‘g‘ri, dalillarga-asoslangan ko‘rsatmalarni taqdim etadi.

8-jadval: Ilova va sanoatni tanlash boʻyicha qoʻllanma - 316L va 904L

Xulosa: 316L va 904L

Quyidagi jadval ushbu taqqoslashning har bir o'lchamini bitta qisqacha ma'lumotnomaga aylantiradi.

10-jadval: Toʻliq taqqoslash xulosasi - 316L va 904L