特殊 化学 圧力 容器 は 何 です か

根本的な質問に答えます特殊化学圧力容器とは何か? 標準的な炭素鋼機器と区別される材料と設計の特徴は?特殊化学圧力容器は,攻撃的な化学サービスのために設計されたASME第8節コード容器です標準的な炭素やステンレス鋼以外の耐腐蝕合金と内膜を使用する高純度流体材料には,ハステロイC-276 (PREN=65.3),チタン Gr.2/Gr.7 (PREN=23.7-34.3),タンタラム覆い (炭素鋼に覆い),PTFEまたはガラス内膜が含まれます.6%のFeCl3溶液の *Critical Pitting Temperature (CPT) *は,35°C (316L) から>100°C (Hastelloy C-276) までである.塩化物を含有するプロセスストリームの材料の選択を導く.

1材料選択の基本原則

特殊化学サービスのための容器材料の選択は,腐食性環境,温度,濃度,複数の合金ファミリー間のコスト・パフォーマンストレードオフ.

• **穴と裂け目の腐食の評価:**クロリド誘導によるピッティングは,特殊化学容器における主要な故障モードである. *PREN (ピッティング抵抗等価数) * = %Cr + 3.3*%Mo + 16*%Nは抵抗を定量化する:316L (PREN = 23-26) は 35°C CPT に制限されています■ 2205デュプレックス (PREN = 34-38) は60°Cから70°Cまで伸び,ハステロイC-276 (PREN = 65-70) は100°Cを超えています.裂けやすいジオメトリ (ガスケット表面) の設計を規定するASTM G48 メソッドC (6% FeCl3 + 1% HCl) はCPTを決定し,メソッドDは標準合金比較のためにCCTを決定する.
• **チタンにおける水素吸収と脆化:**チタン容器 (一般化学用2級,パラディウム添加による減酸化酸7級) は,300ppmH以上の水素吸収に敏感である.水素降水と壊れやすい骨折を引き起こす水素吸収は,酸性サービスや活性金属 (アルミ,亜鉛) との電磁接触で80°C以上の温度で加速する.設計対策には,使用温度を300°C以下に制限する酸化条件 (Fe3+イオンまたは酸素) を維持してTiO2の受動膜を維持し,低貴金属からチタンを電気的に隔離することでカソド領域を避ける.定期的な水素分析 (2〜5年ごとに) は,水素の進行を監視する..
• **カバーと覆面の溶液:**固体合金製の建造物が 高額な大型船舶では*爆発性帯状プラーク* (3-10mmの耐腐蝕合金で炭素鋼ベース) または*溶接層* (2-6mmはGTAWまたはSAWによって堆積される) は,コストの70~90%削減を可能にしますタンタルス層 (0.5-1.0 mm) は,濃縮されたH2SO4を150°C以上の環境とHClを100°C以上の環境で処理し,HastelloyC-276でさえ失敗します.ガラス内膜 (GFS) は,高温200°Cまでで,全pH範囲 (0-14) の化学的惰性を提供します.薬剤および精密化学サービスにおける製品の汚染を防止する *Ra < 0.8 μm* 表面仕上げ.

2特殊化学圧力容器の主要タイプ

特殊化学容器は,取り扱っている主要な腐食媒質と対応する材料戦略によって分類される.3つの代表的なアプリケーションは,材料工学のスペクトルを示しています:

• **ハロゲンおよびハロゲン酸のサービス容器:**これらの容器は,塩素ガス (乾燥,<150°C),ブロム,塩化水素酸 (0-37%の濃度) と水素酸化水素を処理する.湿気塩素およびHClサービスでは,チタンGr.2 (乾燥Cl2 ≤ 150°C) またはハステロイC-276 (湿ったCl2およびすべてのHCl濃度 ≤ 70°C) が指定されています.HF サービスでは,モネル 400 (Ni-Cu 合金) が 100°C まで標準で,100°C 以上では,炭素鋼 (無水性 HF に限定) またはインコネル 625 が使用されます.溶接シームで電磁腐食を避けるために,溶接のフィラー金属は,ベース金属化学と一致する必要があります1060-1120°CでHAZの耐腐蝕性を回復する.
• **酸化酸と過酸化酸のサービス容器:**濃縮硫酸 (>90%環境温度150°C) と窒素酸 (0-100%環境温度80°C) の場合,材料の選択は,同腐食曲線に従って行われます.316Lは,5%以下のH2SO4とすべてのHNO3濃度に対応する濃縮H2SO4については,炭酸鋼 (90%以上,< 38°C) またはタンタル (> 150°C) の覆いが必要である.水素過酸化物 (0-50%),高純度316L (S ≤ 0.005%) またはアルミニウム (H2O2 >35%) は,触媒分解を防止します.電気磨きされた表面 (Ra < 0.4 μm) で,O2進化のための核化部位を排除する.
• **高純度製薬用および精密化学用容器:**これらのASME-BPE準拠容器は,製品接触表面のために316Lステンレス鋼 (S ≤ 0.035%,Ra ≤ 0.4 μm電極化後) を搭載している.ASME-BPE SF5 (機械磨き) または SF1 (電極磨き) 仕上げ仕様-20°Cから200°Cの温度制御を保証するジャケット構造 (半パイプまたはドンプルジャケット)清潔な場所 (CIP) のスプレーボール 21 CFR Part 11 と ICH Q7 GMP 要件に基づく検証を保証するタンタルまたはガラスで覆われたバージョンは,316Lの腐食率が年間0.1mmを超えた場合,酸に敏感な合成に使用されます.

特殊化学圧力容器材料 比較マトリックス

よくある質問 (FAQ)

Q: 材料の選択に際して 臨界ピット温度 (CPT) はどのように決定され,どのように使用されますか?

A: CPT は ASTM G48 メソッド C によって決定されます.クーポンサンプルを24時間間にわたって2. 5°Cの温度上昇で 6% FeCl3 + 1% HCl 溶液に浸します.CPT は,穴が観測される最低温度です.容器材料CPTは,塩化物を含有した使用における最大使用温度 (この限界は裂け目の腐食を考慮し,穴を掘るよりも低い温度で発生する)例えば,プロセスストリームが70°Cで1,000ppmCl−を含んでいる場合,CPT > 85°Cの材料が必要です.

Q: 防爆板とは何か? 特殊化学物質容器ではいつ使われますか?

A: 爆発結合は,耐腐蝕合金 (CRA) 層 (3-10mm) を高圧下で炭素または低合金鋼のベースプレートに押し込むために制御された爆発電荷を使用します.熱帯のない金属結合を作り出すプレートは,炭素鋼基板のコストでCRAの腐食耐性を提供し,大型船舶の固体CRA構造よりも70~90%の節約を提供します.壁の厚さが25~30mmを超え,CRAコスト (Hastelloy) が高くなった場合溶接上層 (GTAW経由でCRAを堆積する) は,より小さな表面や修理作業の代替です.

Q: なぜ水素ピックアップは特殊化学容器におけるチタン使用温度を制限するのか?

A:チタンは,特に80°C以上で活性金属との電磁接触で,酸性環境で水素を積極的に吸収します.脆いチタンヒドリド (TiH2) が粒の境界部に沈着する, 柔らかいから脆い移行と潜在的な壊滅的な破裂を引き起こす. 消極的なTiO2フィルムは通常,水素の浸透を制限しますが,無気化または減少状態 (酸素やFe3+イオンがない) で,設計対策には,温度を制限し,酸化条件を維持 (FeCl3またはCuSO4を加え),アルミと亜鉛からチタンを分離する,そして2〜5年ごとに定期的な水素含有量監視 (ASTM E1447).

Q: 医薬品用圧力容器にはどのようなASME-BPE仕上げ分類が適用されますか?

A: ASME-BPEでは,表面塗装をSF1 (電極磨き,Ra ≤ 0.4μm,医薬品用),SF2 (電極磨き,Ra ≤ 0.6μm),SF3 (機械磨き,Ra ≤ 0.4μm) と定義しています.SF4 (機械的に磨く), Ra ≤ 0.6 μm),およびSF5 (機械的に磨き,Ra ≤ 0.8 μm,工業用) SF1またはSF2は,無菌加工における製品接触表面のために必要である.SF4 または SF5 は不滅菌な接触面では許容される.Ra の値は,複数の場所でのプロフィロメーター測定で確認されます.そして電極磨きは,汚染物質を隠したり,製品の分解を誘発したりする微小の裂け目を取り除くために,材料の25-40μmを取り除く..

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