یک پیمانکار در نزدیکی هامبورگ سفارش می دهدصفحه Hastelloy C2000، 6 میلی متر، برای مخزن اسید سولفوریک 40٪، عمر طراحی 20 سال. سوال در RFQ این نیست که از چه آلیاژی استفاده شود - که قبلاً ته نشین شده است - بلکه این است که آیا 6 میلی متر فلز کافی پس از خوردگی یکنواخت باقی می گذارد یا خیر. پاسخ یک ضرب ساده است، با این حال اکثر خریداران در جدول نرخ خوردگی هاینز توقف می کنند و هرگز آن را به عدد ضخامت دیوار تبدیل نمی کنند. این صفحه محاسبات را نشان می دهد.
محصول در یک جدول
جدول 1 - ردیف مشخصات صفحه Hastelloy C2000 (ASTM B575، آنیل شده با محلول)
|
مورد |
ارزش |
|
UNS / W.Nr. |
N06200 / 2.4675 |
|
شیمی |
Ni bal، Cr 22.0–24.0، Mo 15.0–17.0، Cu 1.3–1.9، Fe کمتر یا مساوی 3.0، Co کمتر یا مساوی 2.0، منگنز کمتر یا مساوی 0.50، Si کمتر یا مساوی 0.08 یا مساوی 0.08 یا مساوی 0، C، C برابر است. 0.010 |
|
مکانیکی (صفحه، دمای اتاق) |
دقیقه کششی 690 مگاپاسکال / دقیقه بازده 310 مگاپاسکال / دقیقه کشیدگی 45 درصد |
|
تراکم |
8.50 گرم بر سانتی متر مکعب |
|
محدوده ذوب |
1370-1410 درجه |
|
عملیات حرارتی |
محلول آنیل 1050-1150 درجه، خنک شدن سریع |
|
PREN |
~76 (Cr + 3.3Mo + 16N، N≈0) |
|
استانداردهای مرتبط |
صفحه/ورق/نوار B575؛ لوله جوشی B619; لوله بدون درز B622; اتصالات B366 |
شیمی محصول است. کروم 22 تا 24 درصد اسیدهای اکسید کننده را کنترل می کند، 15 تا 17 درصد مولیبدن کلریدهای احیاکننده را کنترل می کند، و 1.3 تا 1.9 درصد مس آلیاژ را به سمت مقاومت اسید سولفوریک کج می کند. این افزودنی Cu است که C2000 را از C276 در یک دیتاشیت جدا می کند.
داده های نرخ خوردگی: نقطه شروع
Haynes International داده های غوطه وری 24 ساعته را برای C2000 آنیل شده با محلول منتشر می کند. برای طراحی اسید سولفوریک، ردیف های مربوطه عبارتند از:
جدول 2 - نرخ خوردگی صفحه Hastelloy C2000 در اسید سولفوریک (میلی متر در سال، آنیل شده با محلول)
|
غلظت H2SO4 |
24 درجه |
50 درجه |
75 درجه |
100 درجه |
جوشیدن |
|
10% |
<0.025 |
<0.025 |
<0.025 |
<0.025 |
0.09 |
|
20% |
<0.025 |
<0.025 |
<0.025 |
0.03 |
0.18 |
|
40% |
<0.025 |
<0.025 |
<0.025 |
0.05 |
0.42 |
|
60% |
<0.025 |
<0.025 |
0.02 |
0.16 |
1.13 |
|
80% |
<0.025 |
<0.025 |
0.07 |
0.37 |
0.91 |
|
96% |
<0.025 |
<0.025 |
<0.025 |
0.05 |
0.19 |
این مقادیر آزمایشگاهی در نمونه های تمیز هستند. مخازن واقعی رنگ حرارت جوش، رسوبات، اختلالات راه اندازی و گاه به گاه انتقال کلرید را مشاهده می کنند. ضریب میدان 2-3× برای طراحی محافظه کارانه است.
فرمول کمک هزینه خوردگی
برای خوردگی یکنواخت، مقدار مجاز خوردگی مورد نیاز عبارت است از:
مجاز خوردگی (mm)=نرخ خوردگی (mm/y) × عمر طراحی (y) × ضریب میدان
ASME VIII-1 فاکتور فیلد را تنظیم نمی کند. این یک تصمیم پروژه است. روش معمول برای تجهیزات فرآیند غیر قابل جابجایی استفاکتور میدان=2.0و عمر طراحی=20 سال. اگر قطعه قابل بازرسی و تعویض باشد، ممکن است ضریب 1.5 پذیرفته شود.
جدول 3 - مثال محاسبه کمک هزینه خوردگی: 40% H2SO4, 75 درجه , عمر 20 ساله
|
ورودی |
ارزش |
|
خدمات |
40% H2SO4، 75 درجه |
|
نرخ آزمایشگاه صفحه C2000 |
<0.025 mm/y (use 0.025) |
|
فاکتور میدان |
2.0 |
|
زندگی طراحی |
20 y |
|
کمک هزینه خوردگی مورد نیاز |
0.025 × 20 × 2.0 = 1.0 mm |
|
حداقل سازه (پروژه) |
3.0 mm |
|
ضخامت اسمی مشخص شده |
6.0 mm |
|
دیوار باقی مانده پس از 20 سال |
6.0 − 1.0 = 5.0 mm |
برای این مورد، 6 میلی متر سخاوتمندانه است. اما اگر درجه حرارت تا 40% اسید در حال جوش افزایش یابد، سرعت به 0.42 میلی متر در سال می رسد و مقدار مجاز مورد نیاز قبل از فاکتور میدان به 16.8 میلی متر می رسد. به همین دلیل است که همان اسید در دو دمای مختلف می تواند ضخامت صفحه را بیش از 10 میلی متر جابجا کند.
صفحه C2000 در مقابل C276 در مقابل C22: هزینه هر میلی متر از دست رفته
کمک هزینه خوردگی تنها نیمی از تصمیم است. نصف دیگر آن چیزی است که هر میلی متر از فلز از دست رفته هزینه می کند، زیرا آلیاژها با سرعت یکسان خورده نمی شوند و قیمت یکسانی ندارند.
جدول 4 - مقایسه آلیاژ صفحه برای سرویس اسید سولفوریک (نشان دهنده)
|
آلیاژ |
UNS |
H2SO4 40٪، نرخ 75 درجه (mm/y) |
کمک هزینه 20 ساله، F=2 (میلی متر) |
قیمت نسبی بشقاب |
هزینه به ازای هر میلی متر از دست رفته (شاخص شده) |
|
هاستلوی C2000 |
N06200 |
0.025 |
1.0 |
1.25 |
1.0 |
|
هاستلوی C276 |
N10276 |
0.08 |
3.2 |
1.20 |
3.0 |
|
هاستلوی C22 |
N06022 |
0.06 |
2.4 |
1.30 |
2.6 |
|
904L |
N08904 |
0.50 |
20.0 |
0.35 |
قابل اجرا نیست |
|
316L |
S31603 |
>2.0 |
>80 |
0.10 |
قابل اجرا نیست |
جدول ساده شده است - نرخ های واقعی با ناخالصی ها، جریان و شرایط جوش متفاوت است - اما پیام واضح است: برای اسید سولفوریک داغ و کاهنده، نرخ خوردگی پایین C2000 می تواند قیمت پایه بالاتر آن را توجیه کند، زیرا مقدار مجاز خوردگی مورد نیاز کمتر است. برای خدمات اکسید کننده کلرید، مقایسه به سمت C22 تغییر می کند. برای کاهش خالص HCl، C276 اغلب برنده است.
مرز اسید هیدروکلریک
C2000 همچنین HCl را در غلظت‌های پایین بهتر از C276 کنترل می‌کند، اما با دما سرعت آن به سرعت افزایش می‌یابد:
جدول 5 - نرخ خوردگی صفحه Hastelloy C2000 در اسید هیدروکلریک (میلی متر در سال)
|
غلظت HCl |
24 درجه |
50 درجه |
جوشیدن |
|
1% |
<0.025 |
<0.025 |
0.05 |
|
5% |
<0.025 |
0.05 |
0.13 |
|
10% |
<0.025 |
0.08 |
0.25 |
|
20% |
0.05 |
0.13 |
0.51 |
برای جوشاندن 10% HCl، مقدار 20 سال در F=2 10 میلی متر خواهد بود. به همین دلیل است که با وجود عملکرد بهتر اسید سولفوریک C2000، سرویس HCl بالاتر از تقریباً 50 درجه معمولاً طراحی را به جای C2000 به سمت C-22 یا B-3 سوق می دهد.
مشخصات، اندازه و باند قیمت
صفحه C2000 معمولاً به صورت محلول آنیل و ترشی عرضه می شود3-50 میلی مترضخامت در عرض 1000/1200/1500/2000 میلی متر و طول تا 6000 میلی متر. ورق نورد سرد اجرا می شود0.5-6 میلی متر. تلورانس ها از ASTM B575 / ASTM A480 پیروی می کنند. قیمت گذاری شاخص FOB چین است18 تا 32 دلار در کیلوگرمبسته به ضخامت و مقدار سفارش قیمت خط نیکل به اضافه هزینه های اضافی مولیبدن و کبالت را دنبال می کند.
سوالات متداول
س: تفاوت بین صفحه Hastelloy C2000 و C276 چیست؟
A: C2000 1.3-1.9٪ مس را به پایه Ni-Cr-Mo اضافه می کند که مقاومت در برابر اسید سولفوریک و برخی اسیدهای مخلوط را بهبود می بخشد. C276 حامل مولیبدن بیشتری (15-17٪ در مقابل باند مشابه C2000 15-17٪) و تنگستن است که مقاومت بهتری در برابر اسید هیدروکلریک داغ ایجاد می کند. برای اسید سولفوریک، C2000 معمولا برنده است. برای HCl، C276 اغلب خرج بهتری است.
س: آیا می توانم از اعداد نرخ خوردگی هاینز مستقیماً در ASME VIII-1 استفاده کنم؟
پاسخ: خیر. اعداد منتشر شده مقادیر غوطه وری آزمایشگاهی 24 ساعته هستند. کدهای طراحی نیاز به مقدار مجاز خوردگی دارند که عوامل میدان، اثرات جوش، خرابی های راه اندازی و فواصل بازرسی را در نظر بگیرد. نرخ آزمایشگاه را در یک عامل تعریف شده توسط پروژه ضرب کنید، معمولاً 1.5-3.0.
س: آیا صفحه Hastelloy C2000 قابل جوش است؟
پاسخ: بله، در شرایط آنیل شده با محلول با استفاده از پرکننده منطبق با ERNiCrMo-17 یا ERNiCrMo-4، بسته به اینکه می‌خواهید جوش با C2000 مطابقت داشته باشد یا متمایل به شیمی C276 باشد. دمای بینگذر را زیر 150 درجه نگه دارید و از گاز پشتیبان آرگون در پاس های ریشه استفاده کنید.
س: چه چیزی را باید در MTR برای صفحه C2000 تأیید کنم؟
A: بررسی کنید کربن کمتر یا مساوی 0.010٪، مس 1.3-1.9٪، مولیبدن 15.0-17.0٪، و اینکه صفحه در شرایط آنیل شده با محلول عرضه شود. یک نتیجه تست خوردگی بین دانه‌ای G28A اغلب برای سرویس اسید بحرانی اضافه می‌شود.
س: چه زمانی صفحه C2000 انتخاب مناسبی نیست؟
A: برای کلریدهای اکسید کننده قوی مانند کلر مرطوب یا کلرید آهن، C22 یا C276 بهتر از C2000 هستند. برای خدمات طولانی مدت بالاتر از تقریباً 650 درجه، نمرات نیکل محلول جامد مانند 600 یا 800H بهتر است. برای سوزاننده خالص، نیکل 201 انتخاب صحیح ارزانتر است.
چگونه با ما همکاری کنیم؟
به غلظت اسید، دما، عمر طراحی و حداقل ضخامت ساختاری خود پایان دهیدmarket@htpipe.com. ما صفحه Hastelloy C2000 را به ASTM B575 عرضه می‌کنیم، میزان خوردگی را از روی داده‌های نرخ منتشر شده محاسبه می‌کنیم، و به شما به وضوح می‌گوییم که آیا صفحه C276 یا C22 انتخاب کمتری با هزینه چرخه عمر اسید شما است.
آدرس ما
طبقه 7، شهر مدرن جین‌یین چهارم، منطقه جین‌شوی، ژنگژو، هنان، چین
شماره تلفن
+86-371-60953359
+8619339900201
ایمیل
market@htpipe.com
