ความต้านทานการกัดกร่อนเฉพาะที่ โดยเฉพาะต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกของโลหะผสมเหล่านี้ทำให้การใช้งานท่อมีประสิทธิภาพเหนือกว่าสเตนเลสมาตรฐานในท่ออย่างไร

1: อะไรคือความแตกต่างด้านองค์ประกอบพื้นฐานระหว่าง Hastelloy C-276 และ Hastelloy C-22 และความแตกต่างเหล่านี้ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการใช้งานท่ออย่างไร

Hastelloy C-276 และ C-22 เป็นโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียม-โมลิบดีนัมจากตระกูล Haynes International ซึ่งมีชื่อเสียงในด้านความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม ความแตกต่างที่สำคัญอยู่ที่องค์ประกอบซึ่งกำหนดขอบเขตประสิทธิภาพ

Hastelloy C-276 (UNS N10276) ประกอบด้วย Ni ประมาณ 57%, Cr 16%, Mo 16%, W 4% และมีธาตุเหล็กในปริมาณเล็กน้อยที่ควบคุมได้ คุณลักษณะที่กำหนดคือมีปริมาณคาร์บอนและซิลิกอนต่ำมาก ซึ่งช่วยลดการก่อตัวของขอบเกรนตกตะกอนระหว่างการเชื่อม ซึ่งให้ความต้านทานการกัดกร่อนของรอยเชื่อม-ที่ยอดเยี่ยมโดยไม่ต้องผ่านการบำบัดความร้อนหลังการเชื่อม

Hastelloy C-22 (UNS N06022) มีองค์ประกอบที่สมดุลคือ Ni ประมาณ 56%, Cr 22%, Mo 13% และ W 3% ปริมาณโครเมียมที่สูงกว่าให้ความต้านทานที่เหนือกว่าต่อตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนออกซิไดซ์ เช่น สารที่มีคลอเรต เฟอร์ริกไอออน หรือไฮโปคลอไรต์ โมลิบดีนัมที่ต่ำกว่าเล็กน้อยได้รับการชดเชยด้วยโครเมียมและทังสเตนที่เพิ่มขึ้น ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกโดยรวมได้ดีเยี่ยม

ผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของท่อ:
สำหรับระบบท่อหมายถึง:

C-ท่อ 276 มักเป็นตัวเลือกแรกสำหรับการจัดการสภาพแวดล้อมที่ลดลงอย่างรุนแรง (เช่น กรดไฮโดรคลอริกร้อนและกรดซัลฟิวริก) และในกรณีที่ระบบท่อต้องการการผลิตและการเชื่อมที่ครอบคลุมและซับซ้อนบนไซต์- เนื่องจากยังคงความต้านทานการกัดกร่อนในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจากการเชื่อม

C-22 ท่อมีความเป็นเลิศในสภาพแวดล้อมที่มีกรดผสมหรือสภาวะออกซิไดซ์ ซึ่งพบได้ทั่วไปในระบบการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ของก๊าซไอเสีย (FGD) โรงฟอกขาว และการเผาขยะ มีความทนทานเป็นพิเศษต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการกัดกร่อนจากความเค้นในสารละลายที่มีคลอไรด์ แม้ว่าจะมีความสามารถในการเชื่อมที่ดี องค์ประกอบที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมทำให้เป็นโลหะผสมที่ "สมดุล" อเนกประสงค์มากขึ้นสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมกระบวนการทางเคมีเชิงรุก (CPI) ที่หลากหลายยิ่งขึ้น

2: ท่อ Hastelloy C-276 และ C-22 ถือว่ามีความสำคัญในอุตสาหกรรมและการใช้งานเฉพาะใดบ้าง และเพราะเหตุใด

โลหะผสมเหล่านี้ได้รับการระบุในกรณีที่ระบบท่อล้มเหลวจะนำไปสู่ผลที่ตามมาด้านความปลอดภัย สิ่งแวดล้อม หรือเวลาหยุดทำงานอย่างรุนแรง การใช้งานที่สำคัญได้แก่:

อุตสาหกรรมแปรรูปทางเคมี (CPI): สำหรับท่อป้อนเครื่องปฏิกรณ์ ท่อน้ำทิ้ง และท่อแลกเปลี่ยนความร้อนที่จัดการกับตัวกลางที่มีฤทธิ์รุนแรง ไฮโดรคาร์บอนที่มีฮาโลเจน กรดอะซิติก และกระแสตัวเร่งปฏิกิริยา ทนทานต่อทั้งของเหลวในกระบวนการและการปนเปื้อนโดยไม่ได้ตั้งใจ

การควบคุมมลพิษและการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (FGD): โดยเฉพาะอย่างยิ่ง C-22 ถือเป็นมาตรฐานระดับทองสำหรับการวางท่อ แดมเปอร์ และท่อสเปรย์ในเครื่องฟอกแบบเปียก ทนทานต่อคอนเดนเสทที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงซึ่งประกอบด้วยคลอไรด์ ฟลูออไรด์ และกรดซัลฟูริก/ซัลฟิวรัสที่อุณหภูมิและระดับ pH ที่แตกต่างกัน

ยาและสารเคมีละเอียด: สำหรับท่อกระบวนการที่มีความบริสุทธิ์สูง- (มักขัดด้วยไฟฟ้า) ซึ่งความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์เป็นสิ่งสำคัญยิ่ง และผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนไม่สามารถทนต่อการกัดกร่อนได้ ความต้านทานต่อกรดและคลอไรด์ในวงกว้างเป็นสิ่งสำคัญ

การเผาขยะและการบำบัดน้ำเสีย: ท่อที่จัดการกับกระแสของเสียที่ร้อนและเข้มข้น ของเสียที่มีคลอรีน และกระบวนการบำบัดด้วยความร้อนแบบออกซิเดชั่นอาศัยโลหะผสมเหล่านี้ในการจัดการทั้งอุณหภูมิสูงและสารเคมีที่มีฤทธิ์รุนแรง

ทางทะเลและนอกชายฝั่ง: สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่เกี่ยวข้องกับการฉีดน้ำทะเล ท่อด้านบนในการให้บริการนอกชายฝั่งที่รุนแรง และส่วนประกอบที่สัมผัสกับการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศในทะเล

การนำเชื้อเพลิงนิวเคลียร์มาแปรรูปใหม่: ในอดีต C-276 ใช้สำหรับท่อและอุปกรณ์ในการจัดการกรดไฮโดรคลอริกและตัวกลางที่ประกอบด้วยคลอรีนในโรงงานแปรรูปใหม่

3: ข้อควรพิจารณาในการผลิตและการเชื่อมที่สำคัญเมื่อติดตั้งระบบท่อโลหะผสม Hastelloy คืออะไร

A3: การแปรรูปโลหะผสมประสิทธิภาพสูง-เหล่านี้ต้องใช้ขั้นตอนที่เข้มงวดเพื่อรักษาความต้านทานการกัดกร่อน

การหลีกเลี่ยงการปนเปื้อน: เครื่องมือเฉพาะ แปรงลวดสแตนเลส และพื้นที่ทำงานที่สะอาดเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันการปนเปื้อนของเหล็ก (จากเครื่องมือที่เป็นเหล็กคาร์บอน) หรือการปนเปื้อนข้าม-กับโลหะอื่นๆ (เช่น ทองแดงหรืออะลูมิเนียม) ซึ่งสามารถสร้างเซลล์ไฟฟ้าและลดความต้านทานการกัดกร่อน

การทำงานเย็นและการบำบัดความร้อน: โลหะผสมเหล่านี้-แข็งตัวอย่างรวดเร็ว การดัดและการขึ้นรูปท่อต้องใช้กำลังมากขึ้นและอาจจำเป็นต้องหลอมกลาง อย่างไรก็ตาม การหลอมจะต้องดำเนินการภายใต้สภาวะที่มีการควบคุม (การดับอย่างรวดเร็วจากอุณหภูมิสูง) เพื่อหลีกเลี่ยงการตกตะกอนของเฟสระหว่างโลหะที่เป็นอันตราย

การเชื่อม – การดำเนินการที่สำคัญ: การเชื่อมอาร์กทังสเตนด้วยแก๊ส (GTAW/TIG) เป็นวิธีการหลัก

โลหะตัวเติม: ต้องตรงกันหรือเกินกว่าความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสม ERNiCrMo-4 สำหรับ C-276 และ ERNiCrMo-10 สำหรับ C-22 เป็นมาตรฐาน สำหรับ C-22 บางครั้งมีการใช้ ERNiCrMo-14 (สำหรับ C-2000) สำหรับคุณสมบัติที่ได้รับการปรับปรุง

อินพุตความร้อน: ต้องได้รับการควบคุมและรักษาให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การป้อนความร้อนสูงหรือการระบายความร้อนช้าอาจทำให้เกิดการแยกตัวของโมลิบดีนัมและทังสเตน และอาจตกตะกอนขั้นตอนที่เป็นอันตรายในแนวเชื่อมและความร้อน-เขตที่ได้รับผลกระทบ (HAZ) ทำให้พื้นที่เฉพาะที่เสี่ยงต่อการถูกโจมตี

อุณหภูมิระหว่างทาง: ได้รับการดูแลอย่างเข้มงวดที่อุณหภูมิต่ำกว่า 125 องศา (250 องศา F) เพื่อป้องกันการสะสมความร้อนมากเกินไป

การล้างกลับ: จำเป็นสำหรับการรูทพาส การใช้ก๊าซสำรองอาร์กอนเฉื่อยไม่สามารถ-ต่อรองได้เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและ "การเกิดน้ำตาล" (การก่อตัวของเม็ดบีดที่มีรูพรุนและออกซิไดซ์) ที่ด้านในของรอยเชื่อมท่อ ซึ่งจะเป็นจุดเริ่มต้นการกัดกร่อนอย่างรุนแรง

หลัง-การอบชุบด้วยความร้อนในการเชื่อม (PWHT): โดยทั่วไปแล้วไม่จำเป็นหรือแนะนำสำหรับเกรดเหล่านี้ เนื่องจากสามารถส่งเสริมการตกตะกอนได้ โลหะผสมได้รับการออกแบบมาเพื่อให้บริการในสภาพ-ที่มีการเชื่อม

4: ความต้านทานการกัดกร่อนเฉพาะจุดโดยเฉพาะต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกของโลหะผสมเหล่านี้ทำให้การใช้งานท่อเหนือสเตนเลสมาตรฐานในท่อได้อย่างไร

สแตนเลสมาตรฐาน (เช่น 316L) ใช้ชั้นโครเมียมออกไซด์แบบพาสซีฟบางในการปกป้อง ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูง ฟิล์มนี้สามารถสลายตัวได้ในท้องถิ่น นำไปสู่ภัยพิบัติแบบรูพรุนหรือการกัดกร่อนตามรอยแยก

Hastelloy C-276 และ C-22 ต่อสู้กับสิ่งนี้ด้วยแนวทางการทำงานร่วมกันหลายองค์ประกอบ:

นิกเกิล (Ni): เมทริกซ์ฐานให้ความเสถียรทางโลหะโดยธรรมชาติและความต้านทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นคลอไรด์ (SCC) ซึ่งเป็นโหมดความล้มเหลวทั่วไปสำหรับสเตนเลสออสเทนนิติก

โครเมียม (Cr): สร้างฟิล์มพาสซีฟหลัก (Cr₂O₃) Cr ที่สูงกว่าใน C-22 (22% เทียบกับ. 16% ใน C-276) ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อออกซิไดซ์เงื่อนไขที่สามารถทำลายฟิล์มนี้ได้

โมลิบดีนัม (Mo): องค์ประกอบสำคัญในการต้านทานลดสภาวะและคลอไรด์-ทำให้เกิดการโจมตีเฉพาะจุด โมเพิ่มคุณค่าให้กับฟิล์มแบบพาสซีฟและปิดกั้นบริเวณที่เกิดการละลาย โดยจะเพิ่มอุณหภูมิ Critical Pitting Temperature (CPT) และ Critical Crevice Temperature (CCT) ได้อย่างมาก โลหะผสมทั้งสองมีปริมาณ Mo สูงมาก (13-16%) ทำให้ทนทานต่อการเกิดรูพรุนแม้ในน้ำเกลือคลอไรด์เข้มข้นที่ร้อน

ทังสเตน (W): ทำงานร่วมกันกับโมลิบดีนัมเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนเฉพาะที่ในตัวกลางคลอไรด์ที่เป็นกรด

สำหรับท่อซึ่งมีรอยแยกที่หน้าแปลน ใต้ปะเก็น และที่วงแหวนรองรับการเชื่อม และอาจเกิดการไล่ระดับของอุณหภูมิและการสะสมตัว ความต้านทานที่เหนือกว่าต่อการโจมตีเฉพาะจุดนี้เป็นเหตุผลหลักที่ทำให้ต้นทุนวัสดุสูงขึ้น ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการบริการ-ในระยะยาวและเชื่อถือได้ในกรณีที่ท่อสแตนเลสเสียหายก่อนเวลาอันควร

5: มาตรฐาน ASTM/ASME ที่สำคัญซึ่งควบคุมข้อกำหนดและการทดสอบท่อ Hastelloy C-276 และ C-22 สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมมีอะไรบ้าง

การรับรองวัสดุที่เหมาะสมและการปฏิบัติตามมาตรฐานมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประกันคุณภาพ

ข้อมูลจำเพาะของวัสดุ:

ท่อไร้รอยต่อและรอย: ครอบคลุม ASTM B622 / ASME SB622ไร้รอยต่อท่อและท่อโลหะผสมนิกเกิล- (รวมถึง C-276 และ C-22) ครอบคลุม ASTM B619 / ASME SB619รอยท่อ. มาตรฐานเหล่านี้ระบุองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล (ความต้านทานแรงดึง ความต้านแรงดึง) การอบชุบด้วยความร้อน และข้อกำหนดในการทดสอบแบบไม่ทำลาย

ข้อต่อ: ASTM B366 / ASME SB366 ครอบคลุมถึงข้อต่อโลหะผสมนิกเกิล-ที่สั่งทำขึ้นจากโรงงาน- (ข้อศอก เสื้อยืด หมวกแก๊ป)

การทดสอบและรับรอง:

การวิเคราะห์ทางเคมี: ต้องเป็นไปตามขีดจำกัดในมาตรฐาน เช่น ASTM B574 (สำหรับแท่ง) หรือช่วงองค์ประกอบที่ระบุใน B622 รายงานการทดสอบโรงงาน (MTR) เป็นสิ่งจำเป็น

การทดสอบการกัดกร่อน: แม้ว่าจะไม่ใช่การทดสอบการจัดส่งตามปกติเสมอไป แต่มาตรฐาน ASTM เช่น G28 วิธี A (สำหรับการตรวจจับความไวต่อการโจมตีตามขอบเกรน) และวิธี G48 A & C (สำหรับการทดสอบการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกในเฟอร์ริกคลอไรด์) มักใช้สำหรับคุณสมบัติหรือการตรวจสอบภายใน-

การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (NDE): ASTM B622 กำหนดให้มีการทดสอบไฮโดรสแตติกหรือนิวแมติกของแต่ละท่อ การทดสอบกระแสเอ็ดดี้เป็นเรื่องปกติสำหรับหลอด สำหรับบริการที่สำคัญ อาจมีการระบุ NDE เพิ่มเติม เช่น การทดสอบการแทรกซึมของสีย้อม (PT) ของรอยเชื่อมหรือ-การทดสอบอัลตราโซนิกทั้งร่างกาย (UT)

มาตรฐานด้านมิติ: ขนาดของท่อมักจะเป็นไปตาม ASME B36.19M (สำหรับท่อโลหะผสมสเตนเลสและนิกเกิล-)

การระบุมาตรฐาน ASTM/ASME ที่ถูกต้องในเอกสารการจัดซื้อช่วยให้มั่นใจได้ว่าท่อที่ให้มานั้นเป็นไปตามมาตรฐานทางเคมี เครื่องกล และคุณภาพขั้นต่ำที่ต้องการ เพื่อการปฏิบัติงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ในการบริการเชิงรุก