Korrozyona Dirençli Reaktör Nedir?

Temel soruya cevap vermek için:Korozyona dayanıklı bir reaktör nedir ve agresif kimyasal işleme ortamları için malzemeler nasıl seçilir?Korozyona dayanıklı bir reaktör, güçlü asitlerin (HCl, H2SO4,HNO3), alkali çözeltiler (NaOH, KOH), klorürler ve oksidleyici ortamlar yüksek sıcaklıklarda ve basınçlarda.3 x % Mo + 16 x % N), 316L için 26+ değerleri, 904L için 35+ değerleri, 254 SMO için 42+ değerleri ve Hastelloy C-276 için 52+ değerleri ile.Hastelloy C-276/C-22 gibi yaygın malzemeler, Titanyum Sınıf 2, zirkonyum, tantalum, cam kaplı çelik ve PTFE/PFA kaplı karbon çelik, her biri belirli ortamlar, sıcaklıklar,NACE MR0175 ve ASME Bölüm VIII standartlarına göre basınç kapakları.

1Korozyona dayanıklı reaktörler için temel malzeme seçimi ilkeleri

Korozyona dayanıklı reaktör malzemesi seçimi üç mühendislik ilkesine uyar:

• Çukur direnci eşdeğer sayısı (PREN) ve kritik çukur sıcaklığı (CPT)PREN, bir alaşımın yerelleştirilmiş klorür saldırısına direncini ölçer: PREN = %Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N. 316L için (Cr 17, Mo 2.5, N 0.06), PREN = 26.2254 SMO için (Cr 20, Mo 6.2, N 0.22), PREN = 46.4Hastelloy C-276 (Cr 16, Mo 16, N 0) için PREN = 68.8Kritik çukurlama sıcaklığı (ASTM G150 başına CPT), 1 M NaCl'de çukurlama başladığı en düşük sıcaklığı tanımlar: 316L 5-15C'de, 904L 25-35C'de, 254 SMO 70-80C'de,ve Hastelloy C-276 90C üzerinde.
• Galvanik, yarık ve stres korozyon çatlaklaması (SCC) değerlendirmesiMalzeme uyumluluğu, tekdüze korozyonun ötesine geçer. Galvanik korozyon, farklı metaller (örneğin, karbon çelik kapındaki titanyum flens) elektrokimyasal hücreler oluşturduğunda ortaya çıkar.Çatlak korozyonu dikişlerin altında başlar.Klorür stres korozyon çatlaklaması (Cl-SCC) austenitik paslanmaz çelikleri (304,316) 60C'den yüksek klorür konsantrasyonlarında 10 ppm'den yüksekKaustik gerginlik korozyon kraklaması, NaOH konsantrasyonlarının %10'dan fazla olması durumunda karbon çelik üzerinde 80C'den fazla karbon çelik etkisini gösterir.
• Döşeme Sistemleri ve Engelleme KorumasıKatı alaşım yapısı ekonomik olarak yasak olduğunda, bariyer kaplamalar karbon çelik altyapılarında korozyon koruması sağlar.Cam kaplama (şüşeli emaye) borosilikat camı 800-900C'de çelikle kaynaştırır, Ra <0,1 mikron yüzey kabalığı ile çoğu asit (HF ve sıcak yoğunlaşmış H3PO4 hariç) karşı kimyasal direnç elde eder.PTFE/PFA kaplama (rotolin veya gevşek levha) 180-200C (PTFE) veya 260C (PFA) 'ya kadar hemen hemen tüm kimyasallara dayanıklılık sağlarTantalum ekleme astarı, 200C'ye kadar sıcaklıklarda yoğunlaşmış HCl, H2SO4 ve aqua regia'ya dayanıklılık sağlar.

2Korozyona Dirençli Reaktörler için Ana Malzemeler

Endüstriyel korozyona dayanıklı reaktör malzemeleri alaşım ailesi ve uygulamasıyla sınıflandırılır:

• Nikel-molibden-krom alaşımları (Hastelloy Serisi)Hastelloy C-276 (Ni 57, Mo 16, Cr 16, Fe 5, W 4) 70C'ye kadar tüm konsantrasyonlarda HCl'ye, H2SO4'e% 60'a ve 100C'ye kadar ve deniz suyu klorürüne 90C CPT'nin üzerinde direnç gösterir. Hastelloy C-22 (Ni 56,Cr 22, Mo 13) oksidleyici asitlere (HNO3, HNO3 + HCl karışımları) üstün direnç sağlar.ve klor-alkali işleme, 0,05 mm/yılın altında tekdüze korozyon oranları ile.
• Titanyum ve Zirkonyum Reaktif MetallerTitanyum Sınıf 2 (Ti 99.2Fe 0.3, O 0.25), ıslak klora, klorite, hipoklorite ve oksidleyici asitlere (HNO3 % 65'e kadar ve kaynama) dayanıklılık sağlayan pasif bir TiO2 filmi oluşturur.Pasiflik azaltıcı asitlerde (HCl > 5%) parçalanırZirkonyum (Zr 702) kaynama sürecine kadar tüm HCl konsantrasyonlarına, H2SO4'e 70% ve 200C'ye kadar ve NaOH'ya tüm konsantrasyonlarda üstün direnç sunar.Her iki metal de dikkatli kaynak gerektirir (TIG), temizlik gazı) kırılmayı önlemek için.
• Cam kaplı ve PTFE kaplı çelik reaktörlerCam kaplı çelik, karbon çelik yapısal bütünlüğünü borosilikat camın kimyasal direnciyle birleştirir (pH 1-14, HF ve sıcak yoğunlaşmış H3PO4 hariç tüm asitler).Camdan çelik bağ 120C diferansiyel ısı şoklarına dayanır.. PTFE/PFA kaplamalı çelik, camın dayanamadığı HF'ye karşı dayanıklılık avantajı ile 180-260C'ye neredeyse evrensel kimyasal direnç sağlar. 2-8 mm kaplama kalınlıkları standarttır,NACE SP0188'e göre tatil tespiti için kıvılcım testi (4-6 kV) ile.

Korozyona dayanıklı reaktör malzemeleri karşılaştırma matrisi

Sıkça Sorulan Sorular (FAQ)

S: Çukur direnci eşdeğer sayısı (PREN) nedir ve reaktör malzemesi seçimi için nasıl kullanılır?

A: PREN = %Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N. Yerelleştirilmiş klorür çukur korozyonuna karşı bir alaşımın dayanıklılığını ölçer. PREN <26 (304, 316) olan malzemeler 60C'nin üzerinde klorür çukuruna duyarlıdır.PREN 32+ (duplex 2205) orta derecede klorür maruziyetine uygundur.. PREN 42+ (254 SMO, 904L) deniz suyunun çukurlarına dirençlidir. PREN 52+ (Hastelloy C-276) 1 M NaCl'de kritik çukur sıcaklığı 90C'nin üzerinde olan en yüksek direnci sağlar.PREN, klorür içeren ortamlarda reaktör malzemesi seçimi için birincil tarama ölçümüdür..

S: Hidroflorik asit (HF) işleme alınması için hangi reaktör malzemesi önerilmektedir?

A: Hidroflorik asit cam, silikon ve çoğu metalle saldırır. Önerilen malzemeler PTFE veya PFA kaplı karbon çeliklerdir (PTFE için 180C'ye, PFA için 260C'ye kadar tüm HF konsantrasyonlarına dayanıklı),Monel 400 (Ni-Cu alaşımı)Hastelloy C-276 ve Titanyum, HF hizmetleri için önerilmez.Fluorür iyonları pasif oksit filmlerini çözünceNACE SP0188 kaplama denetim standartları uygulanır.

S: Klorür stres korozyon kraklama (Cl-SCC) nedir ve reaktör malzemesi seçimini nasıl etkiler?

A: Cl-SCC, 60 °C'den yüksek sıcaklıklarda klorür iyonlarına maruz kaldıklarında austenitik paslanmaz çelikleri (304, 316L) etkileyen bir kraklama mekanizmasıdır.Klorür, pastif oksit filmine, gerginlik konsantrasyon noktalarında (lesler) nüfuz eder., soğuk işlenmiş alanlar), hızla yayılan transgranular veya intergranular çatlaklara yol açar. Önleme, orta derecede klorür maruziyet için dupleks paslanmaz çelik (2205, PREN 35+) 'e geçmeyi gerektirir.veya süper austenitik/ süper dupleks (2507, PREN 42+) yüksek klorür + sıcaklık ortamları için.

S: Cam kaplı çelik, üretim veya onarımdan sonra kaplama bütünlüğü için nasıl test edilir?

A: Cam kaplı çelik bütünlüğü, cam-çelik bağında iğne delikleri, çatlaklar ve boşlukları belirleyen kıvılcım testi (ASTM D5162'ye göre 4-6 kV'de yüksek voltajlı tatil tespiti) ile doğrulanır.Ek testler, görünür çatlaklar için boya penetranları testini içerir., kalınlık ölçümü (DIN 28062'ye göre en az 0,8 mm) ve soğuk su ve buhar arasında bir termal şok testi döngüsü NACE SP0188 standart kabul kriterleri sağlar,ve bulunan herhangi bir tatil, küçük kusurlar için yeniden camlama (800-900C'de yeniden ateşleme) veya altın folyo yama tamiri gerektirir..