Локализованная коррозионная стойкость и надежность процесса сплава 28 (UNS N08028) в серной и фосфорной кислотах

В отраслях промышленности, начиная от химической переработки и производства удобрений до переработки нефти и переработки отходов, потребность в материалах, которые могут противостоять агрессивным кислотным средам, особенно серной (H2SO4) и фосфорной (H3PO4) кислотам, имеет первостепенное значение. Сплав 28 (УНС Н08028), аустенитный нержавеющий сплав с высоким содержанием никеля и хромия, предлагает выдающее сопротивление и к форме и к локализованной корозии в этих жестких окружающих средах.

Не похож на обычные нержавеющие стали или сплавы никеля низк-ранга, сплав 28 обеспечивает главные питтинг, кревисе, и межзерновую коррозионную устойчивость, пока поддерживающ превосходные воркабилиты и велдабилиты. В этой статье рассматриваются механизмы производительности материала в кислых средах с акцентом на надежность процесса в системах фосфорной/серной кислоты и включают данные о скорости коррозии при различных концентрациях.

Химический состав и конструкция сплава

Сплав 28 конструирован с оптимизированным балансом сплавляя элементов:

Ключевые металлургические особенности включают:

• Высокое → Cr и Mo формирует стабильный пассивный фильм, критический в хлорид-содержащих кислотных системах.

• → Содержания никеля> 30% увеличивает сопротивление к уменьшению кислот и хлорида СКК.

• Низкое → к и н уменьшает сенсибилизацию и межзерновую постсварку атаки.

Этот баланс обеспечивает что сплав 28 выполняет хорошо и в окислять и в уменьшать кислотные окружающие среды-редкий для одиночного сплава.

Поведение коррозии серной кислоты

Серная кислота, особенно в высокой концентрации или загрязненных формах, является одним из наиболее агрессивных промышленных химикатов. Ключевые замечания:

• Низкая концентрация (<20%) H₂SO₄ способствует общей коррозии.

• Средний уровень (20-60%) часто вызывает локализованную атаку, особенно при жаре и застое.

• Высокая концентрация (>80%) создает пассивное поведение из-за эффектов кислотного обезвоживания.

Это пассивное поведение связано с образованием слоя оксида, богатого Cr, усиленного Мо против точечной коррозии.

Производительность в системах фосфорной кислоты

В установках фосфорных удобрений и установках фосфорной кислоты мокрого процесса:

• H3PO4 часто загрязнен фтором, хлоридами и взвешенными твердыми веществами.

• Эти условия создают высокий риск SCC для низкосортной нержавеющей стали.

Сплав 28 показал:

• Незначительная ямка или щелевая атака в 30-50% H₃PO₄ при 70-90 ° C.

• Отсутствие SCC в длительных испытаниях погружения (ASTM G36).

• Превосходная совместимость с испарителем, реактором, и оборудованием кристаллизатора.

Кроме того, дополнения Cu улучшают сопротивление сплава 28 в окислять-уменьшая смешанные кисловочных условиях, часто встречающихся в заводах удобрения multi-шага.

Свариваемость и микроструктурная стабильность

Не похож на много высокопроизводительных сплавов, сплав 28:

• Полностью сваривается с использованием стандартных методов GTAW или SMAW.

• Совместим с присадочными металлами, такими как ERNiCrMo-3 или ERNiCrMo-10.

• Отсутствие термической обработки пост-сварки требуемой в большинств условиях эксплуатации.

Микроскопический анализ сварных соединений показывает:

• Отсутствие высыпания карбида или сенсибилизации границы между зернами после сваривать.

• Стабильная аустенитная микроструктура с равномерным распределением зерна по размерам.

Эти особенности делают сплав 28 соответствующим для приобъектных ремонтов и изготовленных на заказ танков и трубопровода.

Промышленные применения

Сплав 28 используется в:

• Испарители, теплообменники и реакторы на заводах фосфорной кислоты.

• Блоки рекуперации отработаных кислот в сернокислотных системах.

• Теплопроводные трубки в термальных кислотных средах (до 120 ° C).

• Трубопроводы, локти и клапаны в суспензии удобрений.

Тематическое исследование: В блоке алкилирования серной кислоты, трубки сплава 28 показали тариф корозии чем 0,05 мм/еаре после 3 лет деятельности, опередив сплав 316Л и 904Л под идентичными условиями.

Сравнение с другими сплавами

Сплав 28 занимает сладкое пятно представления-цены, предлагая главное сопротивление над стандартными нержавеющими сталями пока был более экономичен чем суперсплавы высоко-никеля как C-276.

Соображения и ограничения дизайна

Будучи универсальным, сплав 28 имеет некоторые ограничения:

• Не идеально выше 300 ° C из-за рисков диффузии границы зерен.

• Избегайте застойных зон, чтобы предотвратить щелевую коррозию хлорированных кислот.

• В средах с комбинациями фтористоводородной кислоты или окислителя с высоким содержанием хлорида могут потребоваться варианты с более высоким содержанием сплавов, такие как C-22.

Советы по дизайну:

• Поддерживайте скорость жидкости> 1,5 м/с в трубопроводах.

• Используйте фланцевые соединения с подкладкой из ПТФЭ для улучшения герметизации.

• Нанесите электрополировку на внутренние поверхности для максимальной пассивности.

Перспективы будущего

С растущим акцентом на производство зеленых удобрений, утилизации отходов кислот и критической переработки минералов ожидается, что сплав 28:

• Расширьтесь в системы производства фосфатов аккумуляторного класса.

• Применяться при выщелачивании серной кислотой редкоземельных руд.

• Используйте в круговых установках концентрации кислоты экономики с высоким допуском примесей.

Новые разработки включают:

• Точная настройка микролегированных версий для еще более высокой стойкости к фториду.

• Методы изготовления используя взрыв-скрепленное плакирование над сталью углерода для уменьшения цены.

Сплав 28-это стратегически спроектированный материал, который заполняет зазор между нержавеющей сталью и полностью никелевыми коррозионными сплавами. Его локализованная коррозионная стойкость, особенно в серной и фосфорной кислотных средах, делает его идеальным для сложных условий в секторах удобрений, химикатов и нефтепереработки.

Совмещающ твердотельные стабильность, легкость изготовления, и длинный срок службы, сплав 28 не только поставляет рентабельное представление но также устанавливает стандарт для надежности в жестких промышленных системах обработки кислоты.