Hastelloy G-30 vs G-35: Dane dotyczące odporności na korozję kwasu fosforowego i mieszanego kwasu

Zawartość

1. Czym są Hastelloy G-30 i G-35 i czym różnią się ich składy?
2. Który stop jest lepiej odporny na{{0}mokry proces kwasu fosforowego?
3. Jak wypada porównanie G-30 i G-35 w kwasie azotowym i mieszanym kwasie utleniającym?
4. Który stop lepiej redukuje kwasy - solny i siarkowy?
5. Jak wypada porównanie G-30 i G-35 pod względem wżerów, korozji szczelinowej i pęknięć spowodowanych korozją naprężeniową chlorków?
6. Czy G-30 i G-35 zachowują odporność na korozję w stanie po spawaniu?
7. Jak porównują się właściwości mechaniczne i charakterystyka wykonania?
8. Które normy ASTM, ASME i normy branżowe regulują G-30 i G-35?
9. Który stop wybrać - G-30 czy G-35?
10. Często zadawane pytania

Czym są Hastelloy G-30 i G-35 i czym różnią się ich składy?

G-35 (UNS N06035) to G-30 (UNS N06030) zawierający więcej-chromu,{4}}molibdenu i niskiego{7}% wydzielania żelaza (UNS N06030), opracowany-przez firmę Haynes International w celu zwiększenia odporności na korozję poza pierwotną powłokę kwasu fosforowego G-30 wytwarzaną w procesie mokrym na bardziej silnie utleniające i zanieczyszczone chlorkami warunki.

Obydwa stopy należą do rodziny niklu-chromu-molibdenu „G” opracowanej specjalnie do-produkcji kwasu fosforowego w procesie mokrym -, w jednym z najbardziej korozyjnych środowisk przemysłowych, ponieważ dostępny na rynku kwas zawiera obok pierwszorzędowego kwasu fosforowego nieprzereagowany kwas siarkowy, jony fluorkowe i jony chlorkowe. G-30 był rozwiązaniem-pierwszej generacji; G-35 wprowadzono później z uboższym składem-chromu, który usuwa większość żelaza i zastępuje strategię G-30 dotyczącą miedzi i wolframu na rzecz wyższej zawartości chromu i molibdenu.

Źródło: Arkusze danych o składzie nominalnym stopów HASTELLOY G-30 i G-35 firmy Haynes International.

Największą pojedynczą różnicą metalurgiczną jest żelazo: G-30 zawiera 15% żelaza, podczas gdy G-35 ma maksymalnie 2%. Żelazo rozcieńcza bogatą w chrom-powłokę pasywną i zasadniczo negatywnie wpływa na działanie kwasów utleniających, co jest głównym powodem, dla którego skład chemiczny G-35 o wyższej-Cr i niskiej zawartości Fe przewyższa zawartość kwasu fosforowego i azotowego, mimo że oba stopy mają podobną filozofię projektowania obejmującą nikiel, chrom i molibden.

Który stop jest lepiej odporny na{{0}mokry proces kwasu fosforowego?

G-35 wykazuje znacznie niższą szybkość korozji niż G-30 w większości komercyjnie istotnych-zakresów kwasu fosforowego stosowanego w procesie mokrym, chociaż oba stopy są zbieżne – a krawędzie G-30 nieznacznie wyprzedzają – w jednym najcięższym testowanym stanie: 85% kwasu w temperaturze wrzenia.

Kwas fosforowy (P₂O₅) uzyskiwany w procesie mokrym- przez fermentację skał fosforytowych kwasem siarkowym i stopniowo zatężany od około 30% do 54% P₂O₅ w szeregu wyparek; obydwa stopy zostały opracowane i przetestowane specjalnie pod kątem tego zadania, z wykorzystaniem rzeczywistego kwasu-procesowego na mokro 36/48/54% w temperaturze 121 stopni (250 stopni F) dostarczonego przez producenta z Florydy. Poniższe dane dotyczące-stopnia wrzenia odczynnika izolują wpływ-mocy kwasu na podobnej-dla-podobnej zasadzie.

Źródło: Tabele korozji kwasu fosforowego klasy odczynnikowej firmy Haynes International-, arkusze danych stopów HASTELLOY G-30 i G-35 (Corrosion Laboratory Jobs 5-03, 30-04, 449-82).

Przy zawartości kwasu 60-80% szybkość korozji G-35 jest o 30–75% niższa niż w przypadku G-30 – znacząca różnica w zakresie trwałości rur parownika. Odwrócenie przy wrzeniu 85% jest użytecznym przypomnieniem, że ranking stopów w środowisku kwasowym zależy od warunków: w przypadku najbardziej stężonych i najgorętszych punktów pracy kwasu fosforowego dane eksploatacyjne lub badania próbne w rzeczywistym stanie instalacji powinny potwierdzić wybór, a nie zakładać, że ogólny trend utrzymuje się na skrajnym końcu zakresu.

Jak wypada porównanie G-30 i G-35 w kwasie azotowym i mieszanym kwasie utleniającym?

Wyższa zawartość chromu w G-35 zapewnia stałą, około 2-3x niższą szybkość korozji w porównaniu z G-30 przy każdym dobranym stężeniu wrzącego kwasu azotowego, co czyni go silniejszym kandydatem do kąpieli trawiących w kwasie azotowym, trawienia ze stali mieszanej azotowo-fluorowodorowej i innych silnie utleniających lub mieszanych strumieni zawierających kwas azotowy.

Źródło: Międzynarodowe tabele korozji kwasu azotowego Haynes, arkusze danych stopów HASTELLOY G-30 i G-35 (Corrosion Laboratory Job 6-03).

Zawartość chromu jest głównym czynnikiem bierności w kwasach utleniających, a własne porównawcze wykresy linii 0,1 mm/rok firmy Haynes International plasują wydajność G-35 na poziomie zbliżonym do stopu 625 w kwasie solnym i siarkowym - o znacznie wyższą poprzeczkę niż G-30, którego linia 0,1 mm/rok w kwasie siarkowym znajduje się nieco powyżej 625. W przypadku każdego strumienia-mieszanego kwasu, w którym w mechanizmie korozji dominuje składnik utleniający (typu azotu), G-35 jest bardziej konserwatywną i zazwyczaj bardziej ekonomiczną specyfikacją długoterminową, ponieważ niższy naddatek na korozję może przełożyć się na cieńsze przekroje ścianek i dłuższe okresy międzyobsługowe.

Który stop lepiej redukuje kwasy - solny i siarkowy?

G-35 wykazuje niższą szybkość korozji niż G-30 we wrzącym, rozcieńczonym kwasie solnym i siarkowym, ale G-30 jest mierzalnie – w niektórych przypadkach dramatycznie – lepszy niż G-35 w średnim stężeniu (30-70%) kwasu siarkowego w temperaturze 66-93 stopni (150-200 stopni F), gdzie dodatek miedzi do G-30 nadal zapewnia rzeczywiste, wymierne korzyści. Żaden ze stopów nie jest pierwszym wyborem do stosowania w przypadku stężonego kwasu redukującego; Ogólnie lepiej nadają się do tego stopy Hastelloy, takie jak C-276 lub B-3.

Gotowanie, rozcieńczony kwas: G-35 naprzód

Źródło: Tabele korozji kwasu solnego i siarkowego Haynes International, arkusze danych stopów HASTELLOY G-30 i G-35.

Wynik 2% wrzącego HCl jest wyjątkowym punktem danych: szybkość korozji G-30 skacze do 9,47 mm/rok -, co jest w zasadzie szybkością bezużyteczną dla granicy ciśnienia -, podczas gdy G-35 utrzymuje się na poziomie 0,05 mm/rok, prawie 200 razy mniej. Sama ta luka wyklucza G-30 w przypadku dowolnego punktu pracy wrzenia, rozcieńczonego HCl, z którym G-35 może wygodnie sobie poradzić.

Średnie-stężenie kwasu siarkowego w temperaturze 66–93 stopni: G-30 Ahead

Źródło: Międzynarodowe tabele korozji kwasu siarkowego Haynes, arkusze danych stopów HASTELLOY G-30 i G-35 (Corrosion Laboratory Jobs 449-82 i 45-02).

Tutaj ranking się całkowicie odwraca: przy 40% kwasie siarkowym i temperaturze 93 stopni G-30 działa około dziesięć razy wolniej niż G-35 (0,54 w porównaniu z. 5.41 mm/r). Jest to praktyczna korzyść z dodatku miedzi i wolframu do G-30, co oznacza, że ​​nowszy, mocniej stopowy G-35 nie jest uniwersalnym ulepszeniem – dla zakładu wykorzystującego strumienie kwasu siarkowego o średniej mocy w tym przedziale temperatur, G-30 jest najprawdopodobniej lepszym technicznie i bardziej ekonomicznym wyborem.

Jak wypada porównanie G-30 i G-35 pod względem wżerów, korozji szczelinowej i pęknięć spowodowanych korozją naprężeniową chlorków?

G-35 zapewnia znacznie szerszy margines ochrony przed miejscowym atakiem chlorków niż G-30 -, ma o 40 stopni wyższą krytyczną temperaturę wżerów i o 20 stopni wyższą krytyczną temperaturę szczeliny w zakwaszonym chlorku żelaza - i jest odporny na chlorkowe pękanie korozyjne naprężeniowe w nieskończoność we wrzącym 45% chlorku magnezu, podczas gdy G-30 ostatecznie pęka.

Chlorki gromadzą się pod kamieniem i osadami w parownikach kwasu fosforowego, więc lokalna-odporność na korozję -, a nie tylko odporność na kwasy w masie - często decyduje o rzeczywistej-żywotności rur. Jest to specyficzny tryb awaryjny, w którym G-35 został zaprojektowany do odpychania.

Źródło: Dane dotyczące krytycznej temperatury wżerów/szczelin firmy Haynes International (zakwaszony 6% FeCl3, ASTM G48) i dane dotyczące-pękania korozyjnego naprężeniowego (wrzenie 45% MgCl2, ASTM G36), arkusze danych stopów HASTELLOY G-30 i G-35.

Krytyczna temperatura wżerowa G-35 wynosząca 95 stopni plasuje go w tej samej klasie co stop Alloy 625, a jego nieokreślona odporność na pękanie w 1008-godzinnym teście chlorku magnezu - ten sam wynik uzyskany przez 625 - jest zdecydowaną zaletą w przypadku parowników, wymienników ciepła i wszelkich urządzeń ze szczelinami, uszczelkami lub niedostatecznymi osadami w fosforowym lub mieszanym kwasie zawierającym chlorki strumienie.

Czy G-30 i G-35 zachowują odporność na korozję w stanie po spawaniu?

Tak. Żaden ze stopów nie wymaga-obróbki cieplnej po spawaniu w celu zapewnienia odporności na korozję, - oba zachowują odporność zbliżoną do kutego metalu nieszlachetnego podczas-spawania, a metal spoiny G-35 faktycznie przewyższa swój własny kuty metal nieszlachetny w stężonym (90%) kwasie siarkowym.

Źródło: Dane dotyczące korozji-spawów-metali wszystkich-spoin- firmy Haynes (wielo-przepustów GMAW w kształcie krzyża) w porównaniu z kutymi-metalami nieszlachetnymi, arkusze danych stopów HASTELLOY G-30 i G-35.

Obydwa stopy nadają się do obróbki GTAW, GMAW i SMAW przy użyciu odpowiednich spoiw - ERNiCrMo-11/ENiCrMo-11 dla G-30 i ERNiCrMo-22/ENiCrMo-22 dla G-35 -. Obydwa są dostarczane w stanie wyżarzonym w walcowaniu, a ponowne wyżarzanie wymagane jest dopiero po formowanie na gorąco lub praca na zimno przekraczające w przybliżeniu 7% wydłużenia włókien zewnętrznych, a nie jako wymóg odporności na korozję dla spoin.

Jak porównują się właściwości mechaniczne i charakterystyka wykonania?

G-30 i G-35 mają zasadniczo identyczne minimalne poziomy wytrzymałości w temperaturze pokojowej, ale G-35 oferuje wyższą ciągliwość i twardość w stanie wyżarzonym w walcowaniu, a oba stopy utwardzają się szybciej niż austenityczne stale nierdzewne, co wymaga wyżarzania pośredniego podczas ciężkiego formowania na zimno.

Źródło: Dane dotyczące rozciągania i twardości firmy Haynes International, arkusze danych stopów HASTELLOY G-30 i G-35.

Które normy ASTM, ASME i normy branżowe regulują G-30 i G-35?

Obydwa stopy są objęte niemalże{{0}równoległym zestawem specyfikacji produktów-ASTM/ASME i mają te same kwalifikacje-usługowe NACE MR0175/ISO 15156, ale mają różne numery specyfikacji dla blachy/płyty i pręta/pręta oraz różne szczegóły-wypełniaczy AWS-, które mają znaczenie przy pisaniu specyfikacji zaopatrzenia i-recenzji certyfikatów walcowni.

Źródło: Tabele „Specyfikacje i kody” firmy Haynes International, arkusze danych stopów HASTELLOY G-30 i G-35.

Który stop wybrać - G-30 czy G-35?

Określ G-35 dla nowego sprzętu do mokrego-procesu kwasu fosforowego, pracy z kwasem azotowym lub mieszanym utleniającym-kwasem oraz wszelkich usług-zanieczyszczonych-chlorkami lub podatnych na szczeliny-; należy określić G-30 dla istniejących systemów już zakwalifikowanych do tej chemii oraz dla średniego stężenia (30-70%) kwasu siarkowego w umiarkowanej temperaturze, gdzie jest on silniejszy i bardziej ekonomiczny.

• Wybierz G-35 dla:Wyższe stężenia kwasów i temperatury w wyparkach kwasu fosforowego lub-nowych wiązkach rur parowników.
• Wybierz G-35 dla:Obwody trawienia i czyszczenia kwasu azotowego lub mieszanego-kwasu azotowego.
• Wybierz G-35 dla:Sprzęt ze szczelinami, uszczelkami, osadami lub innymi warunkami podatnymi na wżery chlorkowe, ataki szczelin lub pęknięcia{{0}korozyjne pod wpływem chlorków.
• Wybierz G-35 dla:Zespoły spawane, w których ceniona jest wyższa ciągliwość i wytrzymałość w stanie-po spawaniu.
• Wybierz G-30 dla:Kwas siarkowy o średnim-stęeniu (30-70%) w temperaturze 66–93 stopni, przy czym dodatek miedzi zapewnia rzeczywistą, popartą danymi przewagę nad G-35.
• Wybierz G-30 dla:Istniejące zakłady i programy części zamiennych są już zakwalifikowane i magazynowane na platformie G-30, gdzie zmiana stopów zwiększa złożoność zakupów bez konieczności powodowania korozji.
• Wybierz G-30 dla:Projekty-o ograniczonym budżecie, w których niższa zawartość niklu, chromu i molibdenu w G-30 zapewnia rzeczywistą przewagę w zakresie pierwszego kosztu, a warunki usług mieszczą się w sprawdzonych granicach.

We wszystkich przypadkach należy-sprawdzić wybór pod kątem rzeczywistego składu chemicznego roślin -, w tym poziomu zanieczyszczeń chlorkami, fluorkami i wolnym-siarkowym-w kwasie fosforowym-procesowanym na mokro -, ponieważ opublikowane dane dotyczące korozji obu stopów są generowane w postaci-odczynników lub określonych roztworów testowych, a firma Haynes International sama zaleca weryfikację w terenie przed zastosowaniem przemysłowym.

Często zadawane pytania

P: Jaka jest główna różnica między Hastelloy G-30 i G-35?

A: G-35 (UNS N06035) zawiera więcej chromu (33,2% w porównaniu z. 30%) i molibdenu (8,1% w porównaniu z. 5.5%) oraz znacznie mniej żelaza (maksymalnie 2% w porównaniu z. 15%) niż G-30 (UNS N06030). Daje to G-35 lepszą odporność na kwas fosforowy, kwas azotowy i wżery chlorkowe, podczas gdy G-30 zachowuje przewagę w kwasie siarkowym o średnim stężeniu dzięki dodatkowi miedzi.

P: Czy Hastelloy G-35 jest bezpośrednim zamiennikiem G-30?

A: Nie powszechnie. G-35 jest lepszym wyborem w przypadku większości zastosowań wżerowych-fosforowych, azotowych i chlorkowych, ale opublikowane dane Haynes International pokazują, że G-30 ma lepsze wyniki niż G-35 we wrzącym i prawie wrzącym 30-70% kwasie siarkowym, dlatego podstawienie należy sprawdzić pod kątem rzeczywistego składu chemicznego i temperatury kwasu.

P: Który stop jest lepszy do wyparek kwasu fosforowego-w procesie mokrym?

A: G-35 wykazuje niższą szybkość korozji niż G-30 w większości zakresu 50-80% P2O5, a jego krytyczna temperatura wżerów (95 stopni) i temperatura szczeliny (45 stopni) są znacznie wyższe niż G-30 (55 stopni i 25 stopni), co czyni go lepszym wyborem tam, gdzie chlorki koncentrują się pod osadami.

P: Czy G-30 i G-35 wymagają obróbki cieplnej po spawaniu?

A: Nie. Obydwa stopy są-wzmocnione roztworowo i zachowują odporność na korozję zbliżoną do przetworzonego metalu nieszlachetnego w stanie-po spawaniu przy użyciu dopasowanych spoiw GMAW, GTAW lub SMAW.

P: Jak wypada G-35 w porównaniu ze stopem Alloy 625 w kwasach fosforowych i mieszanych?

A: Dane porównawcze Haynes International plasują G-35 w pobliżu stopu 625 pod względem odporności na kwas solny i siarkowy oraz w krytycznej temperaturze wżerów (95 stopni dla G-35 w porównaniu z. 100 stopni dla 625), co czyni G-35 silną, często bardziej opłacalną alternatywą w przypadku kwasu fosforowego i mieszanych kwasów.

P: Jakie normy ASTM obejmują rury i rurki Hastelloy G-30 i G-35?

A: Obydwa stopy mają tę samą normę ASTM B622 dla rur bez szwu i ASTM B619/B626 dla rur i rurek spawanych. Płyta i arkusz różnią się: ASTM B582 dla G-30 w porównaniu z ASTM B575 dla G-35; pręt i pręt różnią się podobnie: ASTM B581 dla G-30 w porównaniu z ASTM B574 dla G-35.

P: Czy można stosować G-30 lub G-35, gdy w kwasie obecne są chlorki?

A: Tak, oba opracowano z myślą o-zanieczyszczonym chlorkiem-procesie kwasu fosforowego na mokro, ale G-35 oferuje znacznie większy margines bezpieczeństwa: jest odporny na pękanie przez ponad 1008 godzin we wrzącym 45% chlorku magnezu, podczas gdy G-30 pęka po 168 godzinach.