技术指南
接触化学处理行业攻击性环境的零件和组件需要比传统不锈钢提供的更高腐蚀抗药性
金属环境反应比严酷化学物、高温和高压化学处理更强烈水管、水泵、水阀、容器和其他金属结构必须生存长期接触从温和到严重腐蚀到底部阴暗等条件
腐蚀性化学物无法从过程应用中消除,因此必须用不锈钢和其他高值金属等建筑材料控制攻击
单合金自然无法适应每一项应用确定有理想腐蚀抗药性合金后,必须解决强度、制造量和可用性需求问题
指南和数据用于帮助确定哪些合金可考虑用于各种腐蚀环境这些信息都无意取代腐蚀工程师技术知识但它可起起始点作用
合金元素
镍、、铜和铬等增量元素可用于抗体某些化学过程和油田环境发现的严重腐蚀性条件
多高合金材料可被视为非惯性不锈钢扩展数组单靠冷工作才能硬化另一些则有columbium、tiumium、umum和/或铜加法,通过热处理使其老化硬化
通常不锈钢是铁合金,至少加百分之11%铬,以提供反向薄膜,在材料暴露于天气时阻抗“入侵”。获取更大的腐蚀抗药性,添加更多铬生成不锈品级,铬含量为15%、17%、20%或更高铬阻抗氧化环境,如硝酸,并阻抗插塞和裂缝攻击
可用其他合金元素提高腐蚀抗药性或更高强度lybdenum可能是提高阻抗插片和裂缝腐蚀效果最有效元素
镍提供阻减环境,超过25%提高抗应力腐蚀破解镍和氮通常阻塞二维相位形成,半元性可能对腐蚀抗药性和机械特性产生有害影响
氮元可加增强度并增强腐蚀抗药性,特别是插孔或裂缝攻击高层次元素,如铬和锰在铸造时增加氮溶性
铜加法提高对硫酸普遍腐蚀的抗药性,并增强一些可降水硬化品位管道阻抗性可在某些合金中减少,因为铜含量增加
Columbium和ti与铝一起,这些元素还可用于变硬铁基和镍基合金
环境应用
除合金组成外,服务环境等其他因素和产品应用对腐蚀抗药性有影响以下列条件为例,在选择合金前应仔细考虑:
- 批量解析组成,包括解析pH
- 温度腐烂总体说来,腐蚀率随温度上升而上升低温提供良好服务的某些金属不适于高温使用同一种解决方案
- 源热热从金属转解解法,高金属温度可提高腐蚀率
- 腐蚀介质杂质即使是微量杂质的存在也能显著改变腐蚀率氯化物预期会增加攻击量,但某些杂质实际上可降低腐蚀率
- 并发存款金属表面沉积可引起裂缝腐蚀,特别是在氯化离子杂质出现时
- 感知度闭锁容器中的液无空气循环,可能造成不同程度的腐蚀,而当同液自由接触空气时则会发生不同程度的腐蚀。类似地,大气气体的存在可改变金属腐蚀行为到显性程度
- 速率可同时影响腐蚀类型和严重程度
应当指出,公布的腐蚀表通常只处理大容量溶解组成和流体温度问题。因此,所发现的信息应同刚才提到的其他因素相调和
其他因素
机械性能通常强度常在选择抗腐蚀合金中起关键作用i/视应用而定,描述符可能主要关注材料的硬性性、抗撞击性、疲劳强度或应力阻抗-或多或多或多特性
选择基于理想机械属性合金时,应考虑该属性对材料腐蚀抗药性的潜在作用典型地说,热处理或冷处理合金获取更高强度更容易受压力腐蚀破解
物质条件可能很重要平滑表面完成常提高腐蚀抗药性低合金不锈钢在严重大气接触中尤其如此。最优腐蚀抗药性,表面必须无尺度和异形粒子同时,制成品应根据合金生产者建议消毒
应考虑合金的冶金条件腐蚀抗药性,特别是对压力腐蚀破解抗药性取决于合金是否退火、硬化或冷工作
设计方法搭建合金都很重要设计部件的关键原理是避免裂缝和两种异式金属间的接触
制造应从两个角度考虑-a)机器、冷窗体、焊接热处理材料有多难或多难,b)制造过程对材料腐蚀抗药性将产生何种影响有时有必要修改意图制造程序以纠正或预防潜在的腐蚀问题
热处理编译可成为决定因素焊接或压力解压可影响抗腐蚀,特别是压力腐蚀破解
严重腐蚀合金
优选合金供高度腐蚀性环境使用典型化学成分显示于Fig2. 高合用非不锈钢组阻抗总体腐蚀和数种局部攻击形式,并产生高强度软性强性
7-MPLUS-无色性(UNSSS39295)极强抗氧化介质和局部腐蚀性,约比典型不锈性钢增产强度二倍
镍基合金阻抗非常严重的环境举个例子木工技术定制625PLUS合金UNSN07716可考虑在高温油田环境服务,这些环境可能含桶、硫化氢、二氧化碳和元素硫
开发出方法帮助选择严重腐蚀服务合金Figs图表3至8显示合金易受相关环境攻击或特定腐蚀形式攻击
典型强度水平画横向轴上,但通过变换处理方法可获取每种合金的其他强点隐性强度在大多数情况下使用,但例外木工技术定制625PLUS合金中使用比较典型的老化条件
抵抗每种腐蚀形式还根据退火或退火加老条件中的材料绘制当材料用于其他条件时(例如轮廓式),必须小心确保抗腐蚀性能和机械性能得到维护。
在哪里启动选择过程
木工技术304不锈钢可被视为基准合金,因为它是最常用的18-8不锈合金抗消毒解法、大多数有机化学物和染料以及各种无机化学物仅应考虑化工行业中较温和介质
卡本特技术高超UNSSS20161有类似于腐蚀抗药木工技术304伴之以高超自焚抗药性 和金属对金属穿戴抗药性可考虑对负载下相对运动无润滑油部分使用
抗腐蚀木工技术316不锈钢可能是答案抗磷酸、硫酸酒和硫酸攻击工序行业生产墨水、射线、摄影化工品、纸张、纺织品、漂白剂和橡胶的设备使用这种不锈性
木工技术加犁PLUS提供更高强度和腐蚀抗药木工技术316无色新合金 提供优异自熔和金属对金属穿戴阻抗
硫酸
硫酸是一种常见环境,通常引起大面积腐蚀微博3提供几种素材总排序纯硫酸
硫酸严重性随酸温度、浓度和焦化而大相径庭高铬素素养并有害镍叠合金提高速度通常增加所有合金攻击
铁、铜和铬离子等杂质减少不锈钢对硫酸攻击氧化杂质对不锈钢有利,但对镍叠合金有害
杂质如氯化物往往增加泛攻,并可能造成插孔或压力腐蚀破解镍含量不足的材料也可能经历纯硫酸破解通常明智的做法是确认选择抗腐蚀合金不显示受压破解环境
通常Cr-Ni-MO-CU合金木工技术20Cb-3镍含量超过32%的UNSN08020可考虑在各种硫酸环境中抵制破解和普遍腐蚀
数种Fig素材3可考虑特定硫酸环境常规无色等级等木工技术316低温时只应考虑稀释或高浓缩酸微量增强这些聚域的抗药性可用7-MPLUS-不锈或木工技术22Cr-13Ni-5MnUNSSS20910不锈钢
高镍合金可获取对中间富集性更好的抗药性,如AL-6XN非不锈性(UNSN08367),特别是木工技术20Cb-3钢铁卡本特技术Nickel-Copper400合金UNSN04400可考虑无空硫酸环境,但在空气饱和解析法中很容易攻击
硝酸
硝酸是环境可引起大面积腐蚀的又一实例酸氧化后,高铬合金预期会提高抗药性可考虑用于硝酸服务的材料按Fig4.排序
木工技术316不锈品有实用抗药性木工技术22Cr-13Ni-5Mn高抗药性,7-MPLUS不锈性可考虑最严格应用低铬材料使用有限,合金类卡本特技术Nickel-Copper400合金快速攻击
硝酸还可能导致敏感材料内部攻击,原因是在粒子边界降水或西格玛相正因如此,Huey测试(ASTMA262开机65%硝酸)通常用于排注材料
Pitting和Crevice腐蚀
抗插片腐蚀合金显示法格5级这个数字可能应用到多环境中,那里预计会发生氯化嵌入物而不是泛腐化物一个例子是海水
增加铬和提高不锈钢对插孔和裂缝攻击的抗药性氮益双合金和多项奥氏等级抗异常合金依赖镍和氮稳定异常相位并避免降水西格玛或其他有害相位
位置对卡本特技术Nickel-Copper400合金内图随环境大相径庭镍叠合金对许多盐溶解物有实用抗药性,但对大多数氧化盐不抗药性,如氯化纤维
Chloride-Stress-Corrosion Cracking
图表归纳各种合金对氯化石压缩破解的抗药性6级抵制这种形式攻击受镍含量强烈影响阻抗度下降,镍从残留量上升约8%,再加镍约45%约25%镍合金在许多服务环境中阻断约32%以上镍合金可考虑更严格应用
无锈钢加增对水氯化钠等环境中氯化石-腐蚀破解有更强的抗药性服务经验显示,双双不锈等级比起抗药性更多木工技术316不锈钢焊接不锈钢时必须小心维护腐蚀阻抗力和机械性能
隐性酸环境
服务环境往往含有杂质,如氯化物或氟化物,可加速总体腐蚀或引起局部攻击湿过程磷酸就是这种环境的一个例子微博7显示数合金相对抗药性抵抗大腐蚀、插孔和裂缝攻击很重要
镍码合金木工技术7MPLUS不锈性可考虑在不同不洁酸环境服务视特定媒体而定,这些合金的抗药性可能各异木工技术7-MOPLUS不锈性可考虑用于氧化介质,镍叠分减环境
木工技术C-276合金UNSN10276提供腐蚀抗药性,可考虑用于含有氯化物的酸中,如烟气洗刷系统发现的那些合金还被用于油气生产中的井下应用
油田环境
油田环境合金必须抵制硫化物应力破解或当着硫化氢和水并伴有抗拉应力破解高强度高合金材料如镍基合金随带铁很容易受这种攻击形式的影响,这表明故障是氢进入金属的结果。此类故障在接近环境温度下可能最为严重
高温破解也可能发生在油田热井环境温度可达350oF(177oC)或以上,并有brine、二氧化碳、硫化氢和可能的元素硫
最佳抗两种破解形式需要谨慎合金设计给定合金或合金元素加法可能无法为两种破解形式提供最佳抗药石油田用合金抵挡这两种破解形式
抵抗插孔或裂缝攻击也是需要的,因为坑可能集中应力微博8显示几种材料相对抗油田环境,考虑到所有这些腐蚀形式
摘要
化学处理行业选择严重腐蚀环境合金时应权衡五项重要标准:
- 腐蚀抗药最有成本效益合金提供反腐蚀性抗药性应用评估受一种或多种腐蚀形式降解的可能性时,考虑环境所有细节,包括杂质、扰动速度
- 机械属性确定性能需求,如硬性、抗撞击性能、疲劳强度或应力破解性能考虑理想机械属性对材料腐蚀抗药性
- 编译考虑设计编译混淆编译易难性 并判定编译对合金腐蚀抗药性
- 可用性选择可能受候选合金可用性限制最好先调查再深入
- 生命周期成本底线值分析前景合金,同时考虑到合金价格、制造成本、安装成本和成品有效预期寿命因子维护重置成本、相关生产率损失和延迟交付价格在许多情况下,越合适和越贵合金只占设计生命周期总成本的一小部分。
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罗伯特S布朗接收BS.1966年PAEstonLafayette学院冶金工程其专长领域在于不锈钢腐蚀抗药性以及焊接文章中广泛覆盖这两个题目供出版工程杂志和专业杂志作者是全国腐蚀工程师协会成员并认证腐蚀专家和美国焊接协会成员发布时,他是Carpent技术公司Pabent技术公司化学流程医学和能源产业专业产品应用主管