संक्षारण प्रतिरोधी रिएक्टर क्या है?

मूल प्रश्न का उत्तरःसंक्षारण प्रतिरोधी रिएक्टर क्या है और आक्रामक रासायनिक प्रसंस्करण वातावरण के लिए सामग्री का चयन कैसे किया जाता है?संक्षारण प्रतिरोधी रिएक्टर एक दबाव कंटेनर है जो विशेष मिश्र धातुओं, अस्तरित धातुओं या गैर-धातु मिश्र धातुओं से बनाया गया है जो मजबूत एसिड (एचसीएल, एच 2 एस ओ 4,HNO3), क्षारीय घोल (NaOH, KOH), क्लोराइड और ऑक्सीकरण मीडिया उच्च तापमान और दबाव पर। सामग्री का चयन पिटिंग प्रतिरोध समकक्ष संख्या (PREN = %Cr + 3) के आधार पर किया जाता है।3 x %Mo + 16 x %N), 316L के लिए 26+, 904L के लिए 35+, 254 SMO के लिए 42+ और Hastelloy C-276 के लिए 52+ के मान के साथ। स्वीकार्य सामग्री डिजाइन परिस्थितियों में 0.1 मिमी / वर्ष से कम एक समान संक्षारण दर प्रदर्शित करती है।आम सामग्रियों में हैस्टेलॉय सी-276/सी-22 शामिल हैं, टाइटेनियम ग्रेड 2, ज़िरकोनियम, टैंटलम, ग्लास अस्तर वाला स्टील और पीटीएफई/पीएफए अस्तर वाला कार्बन स्टील, प्रत्येक विशिष्ट मीडिया, तापमान के लिए चुना गया,और दबाव लिफाफे NACE MR0175 और ASME खंड VIII मानकों के अनुसार.

1संक्षारण प्रतिरोधी रिएक्टरों के लिए मुख्य सामग्री चयन सिद्धांत

संक्षारण प्रतिरोधी रिएक्टर सामग्री का चयन तीन इंजीनियरिंग सिद्धांतों का पालन करता हैः

• पिटिंग रेसिस्टेंस इक्विवलेंट नंबर (PREN) और क्रिटिकल पिटिंग तापमान (CPT)PREN स्थानीय क्लोराइड हमले के लिए एक मिश्र धातु के प्रतिरोध को मापता हैः PREN = %Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N. 316L के लिए (Cr 17, Mo 2.5, N 0.06), PREN = 26.2254 एसएमओ (सीआर 20, एमओ 6) के लिए।2, N 0.22), PREN = 46.4; हैस्टेलॉय सी-276 (सीआर 16, मो 16, एन 0) के लिए, पीआरईएन = 68.8महत्वपूर्ण पिटिंग तापमान (सीपीटी प्रति एएसटीएम जी150) सबसे कम तापमान को परिभाषित करता है जिस पर 1 एम एनएसीएल में पिटिंग शुरू होती हैः 316 एल 5-15 सी पर विफल होता है, 904 एल 25-35 सी पर, 254 एसएमओ 70-80 सी पर,और हैस्टेलॉय सी-276 90C से ऊपर.
• गैल्वानिक, दरार और तनाव संक्षारण क्रैकिंग (SCC) मूल्यांकनसामग्री संगतता समान संक्षारण से परे फैली हुई है। गैल्वानिक संक्षारण तब होता है जब असमान धातु (जैसे, कार्बन स्टील पोत पर टाइटेनियम फ्लैंज) विद्युत रासायनिक कोशिकाओं का निर्माण करते हैं।गैसकेट के नीचे दरार जंग शुरू होती है, जमा या क्लोराइड वातावरण में अपूर्ण वेल्ड प्रवेश (एएसटीएम जी 48) क्लोराइड तनाव जंग क्रैकिंग (सीएल-एससीसी) ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स (304,316) 60C से ऊपर 10 ppm से अधिक क्लोराइड सांद्रता पर, जिसके लिए डुप्लेक्स (2205) या सुपर-ऑस्टेनटिक मिश्र धातुओं की आवश्यकता होती है। कास्टिक तनाव जंग क्रैकिंग 10% से अधिक NaOH सांद्रता में 80C से अधिक कार्बन स्टील को प्रभावित करती है।
• अस्तर प्रणाली और बाधा संरक्षणजब ठोस मिश्र धातु का निर्माण आर्थिक रूप से अवरोधक होता है, तो बाधा अस्तर कार्बन स्टील के सब्सट्रेट पर संक्षारण सुरक्षा प्रदान करते हैं।कांच का अस्तर (गिलास इनामेल) बोरोसिलिकेट कांच को 800-900C पर स्टील में फ्यूज करता है, अधिकांश एसिड (एचएफ और गर्म केंद्रित एच 3 पी ओ 4 को छोड़कर) के लिए रासायनिक प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए सतह मोटापा Ra < 0.1 माइक्रोन के साथ।पीटीएफई/पीएफए अस्तर (रोटलिनिंग या ढीली शीट) लगभग सभी रसायनों के लिए 180-200C (पीटीएफई) या 260C (पीएफए) तक प्रतिरोध प्रदान करता हैटैंटलम इन्सर्ट अस्तर 200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर केंद्रित HCl, H2SO4 और aqua regia का प्रतिरोध प्रदान करता है।

2संक्षारण प्रतिरोधी रिएक्टरों के लिए प्रमुख सामग्री

औद्योगिक संक्षारण प्रतिरोधी रिएक्टर सामग्री को मिश्र धातु परिवार और अनुप्रयोग के अनुसार वर्गीकृत किया गया हैः

• निकेल-मोलिब्डेनम-क्रोमियम मिश्र धातु (हैस्टेलॉय श्रृंखला)हेस्टेलॉय सी-276 (नी 57, मो 16, क्र 16, फे 5, डब्ल्यू 4) 70 डिग्री सेल्सियस तक सभी सांद्रता में एचसीएल, 60% और 100 डिग्री सेल्सियस तक एच 2 एस ओ 4 और 90 डिग्री सेल्सियस सीपीटी से ऊपर समुद्री जल क्लोराइड प्रतिरोध प्रदान करता है। हेस्टेलॉय सी-22 (नी 56,Cr 22, Mo 13) ऑक्सीकरण एसिड (HNO3, HNO3 + HCl मिश्रण) के लिए बेहतर प्रतिरोध प्रदान करता है। ये मिश्र धातु दवा एपीआई संश्लेषण, धुआं गैस desulfurization,और क्लोर-अल्काली प्रसंस्करण, एक समान जंग दर 0.05 मिमी/वर्ष से कम है।
• टाइटेनियम और ज़िरकोनियम प्रतिक्रियाशील धातुटाइटेनियम ग्रेड 2 (Ti 99.2फे 0.3, O 0.25) एक निष्क्रिय TiO2 फिल्म बनाता है जो गीले क्लोरीन, क्लोराइट, हाइपोक्लोराइट और ऑक्सीकरण एसिड (HNO3 65% तक और उबलने) के लिए प्रतिरोधी है।निष्क्रियता कम करने वाले एसिड (एचसीएल > 5%) में टूट जाती हैजिरकोनियम (Zr 702) उबलने तक सभी HCl सांद्रता, 70% और 200C तक H2SO4 और सभी सांद्रता में NaOH के लिए बेहतर प्रतिरोध प्रदान करता है।दोनों धातुओं को सावधानीपूर्वक वेल्डिंग (टीआईजी) की आवश्यकता होती है, शुद्धिकरण गैस) को भंगुर होने से रोकने के लिए।
• ग्लास और पीटीएफई से ढकी हुई स्टील रिएक्टरग्लास-लाइन स्टील कार्बन स्टील की संरचनात्मक अखंडता को बोरोसिलिकेट ग्लास के रासायनिक प्रतिरोध (पीएच 1-14, एचएफ और गर्म केंद्रित एच 3 पीओ 4 को छोड़कर सभी एसिड) के साथ जोड़ती है।कांच से इस्पात बंधन 120C अंतर के थर्मल सदमे का सामना करता हैपीटीएफई/पीएफए-लेपित स्टील 180-260 डिग्री सेल्सियस तक लगभग सार्वभौमिक रासायनिक प्रतिरोध प्रदान करता है, जिसमें एचएफ प्रतिरोध का लाभ है, जिसे कांच सहन नहीं कर सकता है। 2-8 मिमी की अस्तर मोटाई मानक हैं,NACE SP0188 के अनुसार छुट्टी का पता लगाने के लिए चिंगारी परीक्षण (4-6 kV) के साथ.

संक्षारण प्रतिरोधी रिएक्टर सामग्री तुलना मैट्रिक्स

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: पिटिंग रेसिस्टेंस इक्विवलेंट नंबर (पीआरईएन) क्या है और इसका उपयोग रिएक्टर सामग्री के चयन के लिए कैसे किया जाता है?

A: PREN = %Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N. यह स्थानीय क्लोराइड पिटिंग संक्षारण के लिए एक मिश्र धातु के प्रतिरोध को मापता है। PREN <26 (304, 316) के साथ सामग्री 60C से ऊपर क्लोराइड पिटिंग के लिए संवेदनशील हैं।PREN 32+ (डुप्लेक्स 2205) मध्यम मात्रा में क्लोराइड के संपर्क के लिए उपयुक्त है. PREN 42+ (254 SMO, 904L) समुद्री जल के पिटिंग का प्रतिरोध करता है। PREN 52+ (हैस्टेलॉय C-276) 1 M NaCl में 90C से ऊपर के महत्वपूर्ण पिटिंग तापमान के साथ उच्चतम प्रतिरोध प्रदान करता है।PREN क्लोराइड युक्त वातावरण में रिएक्टर सामग्री के चयन के लिए प्राथमिक स्क्रीनिंग मीट्रिक है.

प्रश्न: हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (एचएफ) को संभालने के लिए किस रिएक्टर सामग्री की सिफारिश की जाती है?

उत्तर: हाइड्रोफ्लोरिक एसिड कांच, सिलिका और अधिकांश धातुओं पर हमला करता है। अनुशंसित सामग्री पीटीएफई या पीएफए-लेपित कार्बन स्टील हैं (पीटीएफई के लिए 180 डिग्री सेल्सियस, पीएफए के लिए 260 डिग्री सेल्सियस तक सभी एचएफ सांद्रता के लिए प्रतिरोधी),मोनेल 400 (Ni-Cu मिश्र धातु), मध्यम तापमान पर 60% तक निर्जल एचएफ और जलीय एचएफ के प्रतिरोधी), और मैग्नीशियम मिश्र धातु (निर्जल एचएफ के लिए) हैस्टेलॉय सी-276 और टाइटेनियम एचएफ सेवा के लिए अनुशंसित नहीं हैं,जैसे ही फ्लोराइड आयन अपनी निष्क्रिय ऑक्साइड फिल्मों को भंग करते हैंNACE SP0188 अस्तर निरीक्षण मानक लागू हैं।

प्रश्न: क्लोराइड तनाव संक्षारण क्रैकिंग (Cl-SCC) क्या है और यह रिएक्टर सामग्री के चयन को कैसे प्रभावित करता है?

एः Cl-SCC एक क्रैकिंग तंत्र है जो ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स (304, 316L) को प्रभावित करता है जब 60 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पर क्लोराइड आयनों (यहां तक कि 10 पीपीएम एकाग्रता पर) के संपर्क में होता है।क्लोराइड तनाव एकाग्रता बिंदुओं (वेल्ड्स) पर निष्क्रिय ऑक्साइड फिल्म में प्रवेश करता है, ठंडे काम क्षेत्रों), तेजी से फैलते हैं जो transgranular या intergranular दरारें शुरू करने के लिए। रोकथाम मध्यम क्लोराइड जोखिम के लिए डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (2205, PREN 35+) पर स्विच करने की आवश्यकता है,या सुपर-ऑस्टेनिटिक/सुपर-डुप्लेक्स (2507, PREN 42+) उच्च क्लोराइड + तापमान वातावरण के लिए।

प्रश्न: निर्माण या मरम्मत के बाद शीशे से ढके हुए स्टील की अस्तर की अखंडता की जांच कैसे की जाती है?

A: कांच-लेपित इस्पात की अखंडता स्पार्क परीक्षण द्वारा सत्यापित की जाती है (ASTM D5162 के अनुसार 4-6 kV पर उच्च-वोल्टेज अवकाश का पता लगाना) जो कांच-स्टील बंधन में पिनहोल, दरारें और अवकाश की पहचान करता है।अतिरिक्त परीक्षणों में दिखाई देने वाले दरारों के लिए रंजक प्रवेश परीक्षण शामिल हैं, मोटाई माप (डीआईएन 28062 के अनुसार न्यूनतम 0.8 मिमी) और ठंडे पानी और भाप के बीच एक थर्मल सदमे परीक्षण चक्र।और किसी भी अवकाश पाया पुनः ग्लासिंग (800-900C पर फिर से आग) या छोटे दोषों के लिए सोने की पन्नी पैच मरम्मत की आवश्यकता होती है.