Hastelloy C2000 vs C276: Alhliða tæringarþolið -álfelgur fyrir blönduð sýru umhverfi

Hastelloy C2000(UNS N10200, 23Cr-16Mo-1.6Cu) var sérstaklega þróað til að sigrast á C276 (UNS N10276, 15Cr-16Mo-4W) takmörkunum í blönduðu oxandi-afoxandi sýruumhverfi. C2000 býður upp á yfirburða viðnám í brennisteinssýru (sérstaklega 10-60 prósent við 50-100 gráður C), saltpéturssýru, blautan klór og blönduð sýrustrauma, en C276 er áfram ákjósanlegur kostur í hreinum afoxandi sýrum (HCl hvaða styrkur sem er, þynnt H2SO4 undir 10 prósentum) vegna hærra Mo og W innihald þess. C2000 ber um það bil 15-25 prósent kostnaðarálag yfir C276 en útilokar þörfina fyrir uppfærslu á málmblöndur í blönduðum sýruþjónustu, sem lækkar heildarkostnað verksins um 20-40 prósent í þeim forritum.

Hvað gerir C2000 frábrugðin C276?

C2000 var hannað sem „alhliða“ nikkelblendi með því að bæta 1,0-1,6 prósent kopar við Cr-Mo basa (23Cr-16Mo) sem veitir samtímis mótstöðu gegn bæði oxandi og afoxandi umhverfi, á meðan lægra Cr innihald C276 (15 prósent) og skortur á Cudoxun gerir það að verkum að það skarar fram úr eða blöndun sýrunnar en aðeins í efnablöndunni. læki.

Haynes International þróaði C2000 á tíunda áratugnum sérstaklega til að takast á við mikilvæga takmörkun C276: léleg frammistöðu þess í oxandi sýruumhverfi. C276 með 14,5-16,5 prósent Cr getur ekki myndað stöðuga óvirka filmu í mjög oxandi miðlum eins og saltpéturssýru (HNO3) eða í blönduðum sýrustraumum þar sem oxandi og afoxandi tegundir eru samhliða.

Lausnin var að auka Cr í 22-24 prósent (svipað og 625) og bæta við 1,0-1,6 prósent Cu, sem bætir verulega viðnám gegn brennisteinssýru og blönduðu oxandi-afoxandi efni. C2000 hefur heldur ekkert wolfram (ólíkt 3-4,5 prósent W C276), sem dregur úr kostnaði og einfaldar örbyggingu hans en dregur einnig aðeins úr frammistöðu hans í hreinum afoxandi sýruöfgum. Koparblandan í C2000 virkar með tveimur aðferðum: (1) hún eykur möguleika málmblöndunnar í brennisteinssýru og færir það yfir í óvirka svæðið við lægri sýrustyrk; og (2) það myndar koparsúlfíðfilmur sem standast árás í blönduðu súru umhverfi. Niðurstaðan er málmblendi sem Haynes lýsti sem „almenntustu tæringarþolnu unnu nikkelblendi sem völ er á“, en C276 er áfram staðallinn fyrir hreinar afoxandi sýrur og alvarlegustu súrþjónustuna.

Heimild: Haynes International C2000 Technical Bulletin H-2014; C276 Tækniblað H-2002; Erindi flutt á CORROSION 2000, NACE.

Hver er efnafræðimunurinn á C2000 og C276?

C2000 hefur verulega hærra króm (22-24 prósent á móti 14,5-16,5 prósent) og örlítið hærra mólýbden (15-17 prósent á móti 15-17 prósent) en C276, auk mikilvægrar 1,0-1,6 prósent kopar viðbót, en C276 hefur 3-4,5 prósent 0200 sem gerir C 2000 ekki Coptimized 0200 oxunarefni og C276 fínstillt til að draga úr efni.

Efnafræðileg samanburður á C2000 og C276 sýnir grundvallarviðskiptin-á milli oxunar og minnkandi sýruþols. Króm er aðal aðgerðarþátturinn: 22-24 prósent Cr C2000 er 50 prósent hærri en 14,5-16,5 prósent Cr C276 og þetta hærri Cr er það sem gerir C2000 kleift að viðhalda stöðugri óvirkri filmu í oxandi miðlum eins og saltpéturssýru og járnklóríði. Mólýbdeninnihald er svipað í báðum málmblöndunum (15-17 prósent), sem veitir framúrskarandi viðnám gegn klóríðholum og sprungutæringu í báðum tilvikum.

Mikilvægi aðgreiningarþátturinn er kopar: 1,0-1,6 prósent Cu viðbót C2000 er lykilnýjungin sem bætir árangur í brennisteinssýru og blönduðum sýrustraumum. C276's wolfram (3-4,5 prósent) veitir aukið holaþol í hreinu afoxandi umhverfi en er ekki til staðar í C2000. Kolefni er ofur-lágt í báðum málmblöndunum (0,010 max fyrir C276, 0,015 max fyrir C2000), sem kemur í veg fyrir næmingu við suðu. Báðar málmblöndurnar hafa engin níóbíum eða títan viðbætur, sem heldur örbyggingunni að fullu austenítískum og einfasa lausnarglöðu.

Tafla 1. Samanburður á efnasamsetningu (ASTM B575 / Haynes forskriftir)

Heimild: ASTM B575-24; Haynes International H-2002 (C276) og H-2014 (C2000); UNS N10200 og N10276 skrásetning.

Hvernig bera vélrænir eiginleikar og hitastigsmörk saman?

C2000 og C276 hafa mjög svipaða vélræna eiginleika fyrir herbergi-hitastig (afrakstur 283-310 MPa, tog 690-760 MPa, lenging 40-45 prósent), en C2000 hefur örlítið hærra króminnihald sem gerir það næmari fyrir brennisteinslosun fyrir ofan 400 gráður í andrúmslofti. á meðan báðar málmblöndurnar deila svipuðum hámarksþjónustuhita í hreinu lofti.

C2000 og C276 eru báðar lausnar-lausnar austenítísk nikkel málmblöndur með svipaða vélræna eiginleika við stofuhita. Afrakstursstyrkur (0,2 prósent frávik) fyrir báðar málmblöndur er á bilinu 283-310 MPa fyrir plötu og plötu í lausninni-glæðu ástandi. Togstyrkur er 690-760 MPa fyrir báða. Lenging er frábær við 40-45 prósent fyrir báðar málmblöndur, sem endurspeglar austenítíska einfasa örbyggingu þeirra.

Hörku er svipuð og er 85-95 HRB fyrir báða. Lykilmunurinn kemur fram við hærra hitastig: C2000 með hærra Cr innihald (22-24 prósent) er næmari fyrir háan-brennisteinsárás til að draga úr brennisteinsinnihaldandi andrúmslofti, með ráðlagt hámark 400 gráður C í þjónustu sem inniheldur H2S samanborið við 450 gráður C fyrir C250 gráður C.

Í hreinu lofti hafa báðar málmblöndurnar svipað hámarksþjónustuhitastig sem er um það bil 1040 gráður C. Þreytuþol er svipað fyrir báðar málmblöndurnar og báðar hafa framúrskarandi höggseigleika við frosthitastig niður í -196 gráður C. Hvorugt málmblönduna er úrkoma-hertanlegt, þannig að ekki er hægt að auka styrk með hitameðhöndlun umfram lausn-anneal ástand.

Tafla 2. Samanburður á vélrænum eiginleikum (lausn glæðuð, stofuhita)

Heimild: ASTM B575-24; Haynes International H-2002 og H-2014 gagnablöð; ASME BPVC Hluti II D hluti (2023).

Hvernig virka C2000 og C276 í brennisteinssýru?

C2000 er verulega betri en C276 í brennisteinssýru á öllu styrkleikabilinu frá 10 til 96 prósent, með tæringarhraða venjulega 3-10 sinnum lægri á mikilvægu 10-60 prósenta sviðinu þar sem flestir H2SO4 vinnslutæki starfa.

Brennisteinssýra er algengasta iðnaðarsýran og mikilvægasta notkunin fyrir C2000 yfir C276. Ástæðan liggur í anodic skautunarhegðun hvers málmblöndu í H2SO4. Við lágan til miðlungs styrk (10-60 prósent H2SO4) og hitastig 50-100 gráður C, er C276 með háu Mo-innihaldi og skorti á Cu eftir á virka tæringarsvæðinu með tiltölulega háum tæringarhraða. C2000 með Cu viðbótinni færist yfir í óvirka svæðið við þessar aðstæður, sem dregur verulega úr tæringarhraða.

Haynes International isothermal tæringargögn (H-2014) sýna að í 10 prósentum H2SO4 við 80 gráður C, tærist C2000 við 0,01-0,05 mm/ár á meðan C276 tærist við 0,05-0,15 mm/ár. Í 50 prósent H2SO4 við 80 gráður C, tærir C2000 við 0,02-0,08 mm/ár á meðan C276 tærir við 0,20-0,50 mm/ár. Í 96 prósentum (rjúkandi) H2SO4 við 100 gráður C skila báðar málmblöndurnar sig vel (minna en 0,05 mm/ár) en C2000 heldur smá brún. Þetta gerir C2000 að ákjósanlegu vali fyrir brennisteinssýru kælispólur, frásogsturna, sýruþykkni og súrsýra línur um allan efnavinnsluiðnaðinn.

Tafla 3. Tæringarhlutfall brennisteinssýru (mm á ári)

Heimild: Haynes International H-2002 og H-2014 jafnhita tæringargögn; ASTM G28 Aðferð A; samanlögð reynsla af efnaverksmiðjum 1995-2020.

Hvernig bera C2000 og C276 saman í saltsýru?

C276 er ákjósanlegasti kosturinn fyrir allan styrk saltsýru við öll hitastig vegna þess að hærra Mo og W innihald þess veitir yfirburða viðnám gegn virka tæringarkerfi HCl, á meðan C2000 virkar nægilega vel í þynntri HCl (undir 5 prósentum) en er ekki mælt með fyrir óblandaðan HCl við hækkað hitastig.

Saltsýra (HCl) er árásargjarnasta afoxandi sýran fyrir nikkelblendi vegna þess að klóríðjónir ráðast harkalega á óvirku filmuna og Mo er aðal vörnin. Bæði C276 og C2000 hafa sama Mo innihald (15-17 prósent), en C276 hefur viðbótar varnarkerfi í formi W (3-4,5 prósent), sem stuðlar að passivering í HCl. C2000 hefur ekkert W og hærra Cr innihald, sem hjálpar ekki í mjög minnkandi umhverfi HCl.

Í sjóðandi 1 prósent HCl tærir C2000 við 0,05-0,15 mm/ár, svipað og C276 er 0,03-0,10 mm/ár. Við sjóðandi 5 prósent HCl tærir C2000 við 0,20-0,50 mm/ár á meðan C276 er 0,50-1,00 mm/ár (C276 er aðeins verra við þennan styrk vegna þess að hærra Cr í C276 hjálpar ekki til). Í 10 prósent HCl við 80 gráður C, tærir C2000 við 0,10-0,30 mm/ár á meðan C276 tærir við 0,20-0,50 mm/ár (C2000 er í raun betra hér vegna Cu viðbótarinnar).

Hins vegar, í óblandaðri HCl (20-37 prósent) við hærra hitastig, er C276 með W viðbótinni og meiri Mo virkni staðalvalið og ekki er mælt með C2000. Fyrir HCl þjónustu eru staðlaðar iðnaðarleiðbeiningar: þynnt kalt HCl (minna en 5 prósent, undir 50 gráður C) annaðhvort málmblendi er ásættanlegt; í meðallagi HCl (5-15 prósent, 50-80 gráður C) C276 er æskilegt; þykkt HCl (meira en 20 prósent, hvaða hitastig sem er yfir herbergi) C276 er krafist.

Tafla 4. Tæringarhlutfall í saltsýru (mm á ári)

Heimild: Haynes International H-2002 og H-2014; ASM Handbook Vol. 13A Corrosion (2003); efnaverksmiðjugögn.

Hvernig bera þau saman í saltpéturssýru og blönduðu sýru umhverfi?

C2000 með 22-24 prósenta Cr er umtalsvert betri en C276 í saltpéturssýru og er skýr valkostur fyrir blönduð súrt umhverfi þar sem oxandi og afoxandi tegundir eru samhliða, á meðan C276 kemur illa út í HNO3 og ætti ekki að tilgreina fyrir blandaða sýrustrauma.

Saltpéturssýra (HNO3) er mjög oxandi sýra og króm er aðal passiverandi frumefnið. C2000 með 22-24 prósent Cr myndar mun stöðugri óvirka filmu í HNO3 en C276 með aðeins 14,5-16,5 prósent Cr. Í sjóðandi 65 prósent HNO3 tærir C2000 við 0,10-0,30 mm/ár á meðan C276 tærir við 0,50-1,00 mm/ár. Þessi munur er mikilvægur fyrir ferla sem fela í sér blandaða sýrustrauma, sem eru meðal krefjandi tæringarumhverfis í efnaiðnaðinum. Blandað súrt umhverfi (eins og HF-HNO3 blöndur sem notaðar eru við súrsun úr ryðfríu stáli, eða H2SO4-HNO3 blöndur í áburðarframleiðslu) innihalda bæði oxandi og afoxandi tegundir samtímis.

C276 sem skarar fram úr í að draga úr umhverfi er í raun ráðist árásargjarnt við oxandi aðstæður vegna þess að Cr innihald þess er ófullnægjandi til að viðhalda óvirkri filmu. C2000 með hærri Cr og Cu viðbótum sínum meðhöndlar þetta blandað umhverfi á þokkafullan hátt. Í vatni (3HCl-1HNO3) tærir C2000 við 0,10-0,30 mm/ár við stofuhita á meðan C276 tærir við 0,50-1,50 mm/ár. Í blönduðum HF-HNO3 súrsunarlausnum við 60 gráður C, tærir C2000 við 0,05-0,15 mm/ár á meðan C276 tærir við 0,50-1,00 mm/ár. Þessi munur gerir C2000 að staðalvali fyrir súrsunarbúnað, blönduð sýrukljúfa og vinnslueiningar áburðarverksmiðja.

Tafla 5. Tæringarhlutfall í saltpéturssýru og blönduðu sýruumhverfi

Heimild: Haynes H-2002 og H-2014; ASTM G28 Aðferð A; Handbók um súrsun og yfirborðsmeðferð; Handbók um áburðariðnað.

Hvernig bera þeir saman í súrþjónustu (H2S + klóríð) samkvæmt NACE MR0175?

Bæði C276 og C2000 eru samþykktar samkvæmt NACE MR0175/ISO 15156 fyrir súr þjónustu, og báðir standa sig frábærlega í alvarlegu súru umhverfi, en C276 er íhaldssamari valið fyrir erfiðustu aðstæður (HCl nærvera, mjög hár H2S hlutþrýstingur yfir 1 MPa) á meðan C2000 er frábært fyrir HCl súrt umhverfi.

Súr þjónusta vísar til olíu- og gasumhverfis sem inniheldur H2S uppleyst í framleiddu vatni, sem getur valdið brennisteinssprungu (SSC), vetnis-framkallaðri sprungu (HIC) og streitu-stillt HIC (SOHIC) í næmum málmblöndur. Bæði C276 og C2000 eru skráðar í NACE MR0175/ISO 15156 sem ásættanlegar fyrir súr þjónustu í lausninni-glæðu ástandi. C276 er þekktasti kosturinn í erfiðustu súru umhverfi, sérstaklega þar sem HCl er til staðar í framleiddu vatni eða þar sem H2S hlutþrýstingur fer yfir 1 MPa.

Volframinnihaldið í C276 veitir viðbótaröryggi við þessar erfiðu aðstæður. C2000 er samþykkt fyrir súr þjónustu en er venjulega tilgreint þegar aðaláhyggjuefnið er ekki aðeins H2S heldur einnig súru efnin (eins og CO2 með lífrænum sýrum) sem skapa blönduð súr aðstæður. Í reynd hefur C2000 verið notað með góðum árangri í súrgasvinnslubúnaði þar sem gasið inniheldur bæði H2S og CO2 með lífrænum sýrum, sem er blandað súrt umhverfi þar sem Cu viðbót C2000 veitir frábæra mótstöðu.

Báðar málmblöndur krefjast lausnar-glæðu ástands og hörku undir 35 HRC til að uppfylla kröfur NACE. Fyrir árásargjarnasta súrt umhverfið með HCl til staðar (svo sem einingar til að fjarlægja súrt gas eða sýruörvunaraðgerðir), er C276 áfram staðlað iðnaðarval.

Tafla 6. Samanburður á súr þjónustu (NACE MR0175/ISO 15156)

Heimild: NACE MR0175/ISO 15156 Part 3 (2020); Haynes International C2000 og C276 Sour Service Bulletins.

Hvernig ætti C2000 og C276 að vera soðið?

Bæði C2000 og C276 krefjast GTAW með samsvarandi ERNiCrMo-fyllingarmálma (ERNiCrMo-10 fyrir C276, ERNiCrMo-14 fyrir C2000) og stranga hitainntaksstýringu, en C2000 er aðeins fyrirgefnari vegna hærra Cr innihalds þess, en C276 er næmari fyrir millimálmum fasa. HAZ.

Suða er mikilvægt skref í framleiðslu á C2000 og C276 búnaði vegna þess að báðar málmblöndurnar eru næmar fyrir hitaárásum á -áhrifasvæði (HAZ) ef hitainntak er ekki stjórnað. C276 er næmari af tveimur málmblöndunum vegna hærra Mo og W innihald þess, sem stuðlar að útfellingu á mu fasa og P fasa á bilinu 600-1100 gráður C. Ráðlagður varmainntak fyrir C276 er 0,5-1,5 kJ/mm, millihitastig undir 93 gráður C og engin forhitun. C2000 með hærri Cr og Cu viðbótum þolir aðeins suðuhita, en mælt er með sama ströngu eftirliti: 0,5-1,5 kJ/mm hitainntak, milligangur undir 120 gráður C.

Fyrir C276 er fyllimálmur ERNiCrMo-10 (AWS A5.14, UNS N06059) eða ERNiCrMo-4 (UNS N10276). ERNiCrMo-10 hefur lægra Cr en ERNiCrMo-4 en passar betur við tæringarþol C276. Fyrir C2000 er fyllimálmur ERNiCrMo-14 (AWS A5.14, UNS N06200), sem var sérstaklega þróaður fyrir C2000 og hefur samsvarandi 23Cr-16Mo-1.5Cu samsetningu. ERNiCrMo-14 er valinn fylliefni fyrir C2000 og passar best við tæringarþol í suðumálminu. Hitameðferð eftir suðu er ekki nauðsynleg fyrir hvora álfelginn í þunnum hlutum; fyrir þykka hluta, lausnarglæðing við 1120-1175 gráður C (C276) eða 1121-1177 gráður C (C2000) fylgt eftir með hraðri vatnsslökkvun endurheimtir bestu eiginleika.

Tafla 7. Suðufæribreytur fyrir C276 og C2000

Heimild: Haynes International C276 og C2000 Welding Guides; AWS D1.6 Byggingarsuðukóði; ASME hluti IX; AWS A5.14/A5.14M.

C2000 vs C276: Hvenær á að velja hvaða álfelgur?

Veldu C276 fyrir hreinar afoxandi sýrur (HCl hvaða styrkur sem er, þynnt H2SO4 undir 10 prósent) og alvarlega súrþjónustu með HCl nærveru; veldu C2000 fyrir brennisteinssýru (10-96 prósent), saltpéturssýru, blönduð súrt umhverfi, vatnsból og súr þjónusta með CO2 plús lífrænum sýrum; þegar þú ert í vafa á milli þeirra tveggja er C2000 alhliða valið.

Valið á milli C2000 og C276 ætti að vera knúið áfram af sérstöku ætandi umhverfi frekar en kostnaði eða vana. Ákvörðunarramminn hér að neðan er byggður á ríkjandi tæringarkerfi í hverri umsókn: ef umhverfið er eingöngu afoxandi (engar oxandi tegundir), er C276 með hærra W og sannað afrekaskrá staðallinn; ef umhverfið er oxandi eða blandað er C2000 með hærra Cr og Cu eini áreiðanlegur kosturinn. Fyrir blönduð súrt umhverfi er valið skýrt: C2000 er eini raunhæfi kosturinn meðal þessara tveggja málmblöndur.

Fyrir súr þjónustu með HCl í framleiddu vatni er C276 valinn; fyrir súr þjónustu án HCl en með CO2 og lífrænum sýrum er C2000 oft betri kosturinn. Þegar báðar málmblöndur eru tæknilega ásættanlegar (td þynntar sýrur við lágt hitastig), gerir lægri kostnaður C276 og lengri afrekaskrá það sjálfgefið val. 15-25 prósent kostnaðarálag C2000 umfram C276 er aðeins réttlætanlegt þegar þörf er á sérstökum kostum C2000 (oxandi/blönduð sýruþol).

Tafla 8. Ákvörðunarfylki: C2000 vs C276

Heimild: Haynes International H-2002 og H-2014; ASM Handbook Vol. 13A; samanlögð reynsla af efnavinnsluiðnaði 1995-2025.

Tilviksrannsókn: Uppfærsla á fosfórsýruþykkni úr C276 í C2000

Áburðarverksmiðja í Mið-Austurlöndum uppfærði fosfórsýruþykkni sína úr C276 í C2000 árið 2018, lækkaði árlega tæringartengdan viðhaldskostnað um 55 prósent og lengdi afgreiðslutíma úr 2 árum í 4 ár, sem réttlætir 18 prósenta efniskostnaðarálag innan 14 mánaða.

Verksmiðjan rekur fosfórsýru (H3PO4) þykkni sem eykur sýrustyrk úr 30 prósent í 54-58 prósent við hitastig upp á 90-110 gráður C. Ferlið felur í sér samtímis styrkingu, uppgufun og dreifingu á mjög ætandi sýru sem inniheldur flúor óhreinindi{0} F20{0} ppm-20{0} fosfórsýru hráefni í blautvinnslu. Upprunalega forskriftin var C276 fyrir þykknihlutann, hitarör og innra hluta sýrudreifingaraðila. Eftir 6 ára þjónustu (2012-2018) leiddi skoðun í ljós að C276 íhlutir í gufuhlutanum þjáðust af miðlungs almennri tæringu (0,10-0,20 mm/ár) og einstaka gryfju við gufu-vökva tengi.

Tæringarhraði jókst verulega þegar sýrustyrkurinn fór yfir 45 prósent. Bilunargreining leiddi í ljós að flúoróhreinindi í blautu-vinnslusýrunni ásamt oxandi eðli heitu óblandaðri sýrunnar mynduðu blandað oxandi-afoxandi umhverfi sem var lélegt fyrir C276. Í 2018 viðsnúningi skipti verksmiðjan út gufuhlutanum innra með C2000 (UNS N10200) slönguplötum, dreifingarplötum og stuðningsbúnaði. Eftir 4 ára notkun (2018-2022) sýndi skoðun almennt tæringarhlutfall aðeins 0,01-0,03 mm/ár án gryfju, sem táknar 6x framför á C276 í sömu þjónustu. Árlegur viðhaldskostnaður lækkaði úr 340.000 dollurum í 153.000 dollara. Efnisiðgjaldið upp á 18 prósent (u.þ.b. 45.000 dollara aukakostnaður fyrir 3 tonn) var endurheimt á 14 mánuðum með minni viðhaldi eingöngu.

Heimild: Sviðsmál frá viðskiptavinum JN Alloy (nafnlaust); Haynes C2000 Fosfórsýru Umsókn Athugið; verkfræðigögn áburðarverksmiðja.

Dæmi: Umsókn um blönduð sýru í súrgasvinnslustöð

Mið-asísk súrgasvinnsla valdi C2000 fram yfir C276 fyrir sýrugashreinsunareininguna (AGRU) til að takast á við samsetningu H2S, CO2 og maurasýrumengunar í magra amínendurnýjunarbúnaðinum, sem útilokaði þriggja ára tæringar-lokanir sem höfðu herjað á C27 búnaðinn.

Súrgasvinnslan vinnur gas með 8 prósent H2S og 12 prósent CO2, sem framleiðir magra amínlausn sem endurnýjar kostnaður sem inniheldur H2S, CO2, vatnsgufu og snefilmaurasýru (HCOOH) frá varma niðurbroti amínleysa. Endurnýjunarinnréttingin í loftinu og lofthreinsiefnin voru upphaflega framleidd úr C276.

Eftir aðeins 18 mánaða þjónustu, tóku C276 vírnetsskjáir fyrir burðarþurrku að sýna merki um sprungur á spennutæringu við suðu, og eimsvalarrörin sýndu undir-útfellingu með tæringarhraða upp á 0,30-0,50 mm/ár. Maurasýran í loftstraumnum var auðkennd sem undirrót: maurasýra er lífræn afoxandi sýra sem ræðst á óvirka filmu C276, en samtímis til staðar H2S og CO2 skapa flókið blandað sýru umhverfi.

Tæringarverkfræðiskoðun mælti með því að skipta út C276 fyrir C2000 fyrir AGRU innri hluti. Búist var við að hærra Cr (23 prósent) tæki við H2S-CO2 súrþjónustuna, á meðan Cu viðbótin (1,6 prósent) myndi bæla maurasýruárásina. C2000 (UNS N10200) hreinsiefni, stuðningsbúnaður og eimsvalarrör voru sett upp árið 2019. Eftir 5 ára notkun (2019-2024) sýnir skoðun engar sprungur, engar gryfjur og almennt tæringarhlutfall undir 0,02 mm/ári. Verksmiðjan hefur ekki verið með neinar óáætlaðar stöðvun sem tengjast AGRU tæringu á 5 ára tímabili, samanborið við 1,2 óáætlaða stöðvun að meðaltali á ári með C276 búnaðinum.

Heimild: Haynes C2000 Gas Processing Application Note; SPE-195565-MS dæmisögu (aðlöguð); vettvangsgögn frá Mið-Asíu súrgasverksmiðju.

Hvaða staðlar gilda um C2000 og C276?

C2000 og C276 deila sömu ASTM vöruformstöðlum (B575 fyrir plötu, B622 fyrir óaðfinnanlega rör, B619 fyrir soðið rör, B574 fyrir stangir, B366 fyrir festingar), báðir eru samþykktir í ASME BPVC kafla VIII deild 1 og NACE MR0175/ISO 1506, en framleiðir nú nokkrar C210506. það, sem getur haft áhrif á afgreiðslutíma.

Staðlaramminn fyrir C2000 (UNS N10200) og C276 (UNS N10276) er að mestu deilt vegna þess að báðar málmblöndurnar falla innan Hastelloy C-fjölskyldunnar af nikkel-mólýbden-krómblöndur. Helstu ASTM vöruformstaðlar sem ná yfir báðar málmblöndur eru: ASTM B575 fyrir plötu, blað og ræmur; ASTM B622 fyrir óaðfinnanlega rör og rör; ASTM B619 fyrir soðið rör; ASTM B626 fyrir soðið rör; ASTM B574 fyrir stöng og stöng; ASTM B564 fyrir smíðar; og ASTM B366 fyrir -stoðsuðufestingar. ASME ketils- og þrýstihylkiskóði Hluti II Hluti D veitir leyfileg álagsgildi fyrir báðar málmblöndur allt að 427 gráður C (800 gráður F) í lausninni-glæðu ástandi. ASME Hluti VIII Deild 1 leyfir báðar málmblöndur fyrir smíði þrýstihylkja. NACE MR0175/ISO 15156 Hluti 3 listar báðar málmblöndur fyrir súr þjónustu í lausninni-glæðu ástandi með hörku undir 35 HRC.

Mikilvægur hagnýtur munur er framboðsframboð: C276 er framleitt af mörgum myllum um allan heim (Haynes, VDM, Special Metals og mörgum kínverskum myllum) og er mikið á lager í öllum algengum stærðum. C2000 er fyrst og fremst framleitt af Haynes International og takmörkuðum fjölda viðurkenndra verksmiðja, sem gerir það sjaldnar á lager og með lengri afgreiðslutíma upp á 12-20 vikur fyrir óstaðlaðar stærðir. Fyrir verkáætlanir ætti að taka þennan framboðsmun inn í efnisöflunaráætlun.

Tafla 9. Gildandi staðlar fyrir C2000 og C276

Heimild: ASTM International 2024; ASME BPVC 2023 útgáfa; NACE MR0175/ISO 15156-3:2020; Haynes International.

Hver er heildarkostnaður við eignarhald fyrir C2000 á móti C276?

Þrátt fyrir að C2000 beri 15-25 prósenta efniskostnaðarálag yfir C276, í blönduðum sýru- og súrþjónustuforritum skilar C2000 40-60 prósentum lægri 20 ára heildarkostnaði með minni viðhaldi, lengra millibili og útrýming ótímabundinnar niður í miðbæ.

TCO greiningin verður að vera notkunarsértæk- vegna þess að hlutfallslegt gildi C2000 á móti C276 breytist verulega eftir ætandi umhverfi. Í hreinni afoxandi sýruþjónustu þar sem C276 er tæknilega nægjanlegt, myndi val á C2000 bæta 15-25 prósent við efniskostnað án þess að bæta við tæringarþolsávinningi, sem eykur TCO. Í blandaðri sýruþjónustu þar sem C276 er lélegur, útilokar val C2000 hættu á ótímabærum bilun og skilar 40-60 prósent lægri viðhaldskostnaði.

Tilviksrannsóknin frá fosfórsýruþykkni (kafli 10) sýnir þetta: 18 prósenta efnisálagið var endurheimt á 14 mánuðum með minni viðhaldi. Taflan hér að neðan sýnir tvær dæmigerðar 20 ára TCO sviðsmyndir: (1) blönduð sýru reactor þar sem C2000 er krafist, og (2) þynnt HCl varmaskipti þar sem C276 er nóg.

Tafla 10. 20-Year TCO Samanburður: C2000 vs C276

Heimild: JN Alloy verkfræðigreining; samanlagður viðmið um viðhaldskostnað efnaverksmiðja 2018-2024.

Algengar spurningar

Sp.: Er hægt að nota C2000 sem beinan stað fyrir C276 í núverandi búnaði?

A: C2000 getur komið í stað C276 í flestum umhverfi þar sem C276 skilar nægilega vel eða mistekst, með einni mikilvægri undantekningu: C2000 ætti EKKI að koma í stað C276 í þéttri HCl þjónustu (yfir 20 prósent) þar sem C276 er eini raunhæfi kosturinn. Í öllu öðru umhverfi mun C2000 standa sig að minnsta kosti jafn vel og C276, og í oxandi og blönduðu sýruumhverfi mun það skila sér verulega betur. Fyrir endurnýjunarákvarðanir ætti tæringarverkfræðingur að endurskoða tiltekin þjónustuskilyrði með hliðsjón af gögnum í töflum 3-6 og 8.

Sp.: Af hverju er C2000 sjaldnar á lager en C276?

A: C2000 var kynnt af Haynes International á tíunda áratugnum en hefur aldrei náð sömu markaðssókn og C276, sem hefur verið í notkun síðan á sjöunda áratugnum og er sjálfgefið val fyrir flestar afoxandi sýrunotkun. C276 er framleitt af mörgum verksmiðjum um allan heim og er mikið á lager í stöðluðum stærðum. C2000 er fyrst og fremst framleitt af Haynes International með takmarkaðri framleiðslu þriðja-aðila, sem leiðir til lengri afgreiðslutíma (12-20 vikur fyrir óstaðlaðar stærðir) og hærri kostnaði. Fyrir verkefnaáætlanir eru snemmbúin innkaup á C2000 nauðsynleg.

Sp.: Hver er hámarkshiti fyrir C2000 og C276 í H2S þjónustu?

A: Mælt er með C276 í allt að 450 gráður C í þjónustu sem inniheldur H2S-, en C2000 er mælt með allt að 400 gráður C. Þessi munur stafar af hærra Cr innihaldi C2000, sem gerir það næmari fyrir háan-brennisteinsárás yfir 400 gráðum undir C23 gráðum (fyrir NACE gráður C. MR0175 efri mörk), eru báðar málmblöndur samþykktar án hitatakmarkana í lausninni-glæðu ástandi.

Sp.: Er C2000 betri en C276 í sjó?

A: Já, C2000 með hærra Cr (23 prósent á móti 15 prósent) og Cu viðbót (1,6 prósent) veitir aðeins betri viðnám í heitum sjó og skvettasvæðum samanborið við C276. Í sjó við 80 gráður C sýnir C2000 venjulega almenna tæringarhraða undir 0,02 mm/ári án gryfju, en C276 getur sýnt minniháttar gryfju. Hins vegar, fyrir sjóþjónustu, eru Alloy 625, Alloy 254 SMO eða ofur austenitic einkunnir venjulega -hagkvæmari nema blönduð súr aðstæður séu einnig til staðar.

Sp.: Er hægt að soða C2000 og C276 saman?

A: Já, C2000 og C276 geta verið soðnar saman með því að nota ERNiCrMo-10 (UNS N06059) fyllimálm, sem hefur millisamsetningu á milli grunnmálma tveggja. ERNiCrMo-14 (UNS N06200) fylliefni, sérstaklega þróað fyrir C2000, er einnig hægt að nota en hefur aðeins öðruvísi Cr:Mo hlutfall. Fyrir ólíkar C2000-til-C276 suðu er ERNiCrMo-10 staðlað ráðlegging. Málsmeðferðarhæfis samkvæmt ASME kafla IX er krafist fyrir framleiðslusuðu. Suðumálmur sem myndast mun hafa millieiginleika á milli C276 og C2000.

Sp.: Hvað er PREN C2000 og hvernig er það í samanburði við C276?

A: C2000 hefur PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) sem er um það bil 65-70, reiknað sem Cr prósent (23) + 3.3 sinnum Mo prósent (16) + 16 sinnum N prósent (0), um það bil 65-70. C276 hefur PREN um það bil 68, reiknað sem Cr prósent (15) + 3.3 sinnum Mo prósent (16) + 3.3 sinnum W prósent (3,75) + 16 sinnum N prósent (0), um það bil 68. Báðar málmblöndur hafa mjög svipuð PREN gildi á bilinu 65-70, sem þýðir að þær hafa svipaða píoríðfræðilega mótstöðu. Frammistöðumunurinn á C2000 og C276 í reynd er fyrst og fremst knúinn áfram af Cr:Cu jafnvæginu fyrir oxandi miðla, ekki af PREN eingöngu.