1. S: Incoloy 825'in (UNS N08825) kimyasal bileşimi nedir ve her alaşım elementi asit üretimi ve dekapaj ortamlarındaki performansına nasıl katkıda bulunur?
A:Incoloy 825 (UNS N08825), kontrollü molibden, bakır ve titanyum ilavelerine sahip bir nikel-demir-krom alaşımıdır. Nominal bileşimi %38,0–46,0 nikel, %19,5–23,5 krom, %22,0 minimum demir, %2,5–3,5 molibden, %1,5–3,0 bakır ve %0,6–1,2 titanyumdur; karbon maksimum %0,05 ile sınırlıdır. Asit servis ortamlarında her element belirli bir amaca hizmet eder.
Nikel(%38–46) klorürlere ve asitlere maruz kalan kimyasal işleme ekipmanlarında kritik bir arıza modu olan klorür-iyon stresi-korozyon çatlamasına (SCC) karşı direncin temelini oluşturur. Yüksek nikel içeriği aynı zamanda östenitik yapıyı stabilize ederek süneklik ve işlenebilirlik sağlar.
Krom(%19,5–23,5) nitrik asit, nitratlar ve oksitleyici tuzlar gibi oksitleyici maddelere karşı direnç kazandırır. Karışık asitlerin (nitrik-hidroflorik) kullanıldığı dekapaj operasyonlarında krom, alaşımın asit karışımının oksitleyici bileşenine dayanmasını sağlar.
Molibden(%2,5–3,5) vebakır(%1,5–3,0) indirgeyici ortamlara, özellikle sülfürik ve fosforik asitlere karşı olağanüstü direnç sağlamak için sinerjik olarak çalışır. Bakır özellikle sülfürik asite karşı etkilidir, molibden ise durgun veya düşük akışlı alanlarda boru duvarlarına hızla nüfuz edebilen çukurlaşma ve yarık korozyonuna-yerel saldırı mekanizmalarına karşı direnci artırır-.
Titanyum(%0,6–1,2) dengeleyici bir unsur olarak görev yapar. Uygun ısıl işlemle titanyum, karbonla birleşerek titanyum karbürler oluşturur ve krom karbürün tane sınırlarında çökelmesini önler. Bu stabilizasyon, asit hizmetinde kaynaklı boru ve tüpler için özellikle önemli olan tanecikler arası korozyona (hassaslaşma) duyarlılığı ortadan kaldırır.
.
2. S: Kimyasal proses uygulamaları için Incoloy 825 dikişsiz boru ve tüpleri hangi ASTM spesifikasyonları yönetmektedir ve bu spesifikasyonlar nasıl farklılık gösterir?
A:Incoloy 825 dikişsiz boru ve tüpler, her biri belirli ürün formlarını ve hizmet koşullarını ele alan birden fazla ASTM spesifikasyonu kapsamındadır. Asit üretimi ve dekapaj ekipmanlarında doğru malzeme seçimi için bu ayrımların anlaşılması önemlidir.
ASTM B163"Dikişsiz Nikel ve Nikel Alaşımlı Kondenser ve Isı-Eşanjör Boruları"nı yönetir. Bu spesifikasyon özellikle asit tesislerinde ısı eşanjörleri, kondenserler ve buharlaştırıcılar gibi ısı transfer uygulamalarında kullanılan borular için geçerlidir. Basınçlı hizmet için tüp bütünlüğünü sağlamak amacıyla sıkı boyut toleransları ve tahribatsız test gereksinimleri (tipik olarak girdap akımı veya ultrasonik) uygular.
ASTM B423"Nikel-Demir-Krom-Molibden-Bakır Alaşımı (UNS N08825 ve N08221) Dikişsiz Boru ve Boruyu kapsar." Bu, kimyasal işleme uygulamalarındaki genel-amaçlı dikişsiz boru ve tüplerin temel spesifikasyonudur. Küçük enstrümantasyon borularından büyük- çaplı proses borularına kadar uzanan ürünleri ele alır ve kimyasal bileşim, çekme özellikleri ve ısıl işlem gerekliliklerini içerir.
ASTM B424levha, levha ve şerit için geçerlidir;ASTM B425çubuk ve çubuk ürünlerini kapsar. Flanşlar ve bağlantı parçaları gibi fabrikasyon bileşenler için,ASTM B564dövme için ilgili spesifikasyondur.
Asit üretimi ve dekapaj tesislerinde, ısı eşanjörleri tipik olarak ASTM B163'e göre belirlenirken, ara bağlantı proses boruları ASTM B423'e uygundur. Her iki spesifikasyon da, maksimum korozyon direncini ve imalat için optimum sünekliği sağlamak amacıyla malzemenin çözeltide-tavlanmış durumda (yaklaşık 940-980 derecede tavlanmış stabilizasyon) sağlanmasını gerektirir.
3. S: Incoloy 825 neden sülfürik ve fosforik asit hizmetlerinde tercih edilen malzemedir ve paslanmaz çeliklere göre ne gibi korozyon direnci avantajları sunar?
A:Incoloy 825, hem indirgeyici hem de oksitleyici asitlere karşı olağanüstü direnç sunarak paslanmaz çeliklerin erken arızalandığı asit üretimi ve dekapaj uygulamaları için benzersiz bir şekilde uygundur. Üstünlüğü en çok sülfürik asit (H₂SO₄) ve fosforik asit (H₃PO₄) ortamlarında belirgindir.
Sülfürik Asit Hizmeti:Incoloy 825, geniş bir sülfürik asit konsantrasyonu ve sıcaklığı aralığında olağanüstü direnç gösterir. Bakır ve molibden ilaveleri, seyreltik sülfürik asidin indirgeyici yapısına karşı koruma sağlarken, krom, oksitleyici koşulların geçerli olduğu daha yüksek konsantrasyonlarda direnç sağlar. Buna karşılık, 304L ve 316L gibi östenitik paslanmaz çelikler, özellikle yüksek sıcaklıklarda sülfürik asitte hızlı korozyona uğrar. Örneğin, 150 derece F'ye (65 derece) kadar sıcaklıklarda %10-50 H₂SO₄'da, Incoloy 825 korozyon oranlarını 0,1 mm/yıl'ın altında tutarken 316L, 1,0 mm/yıl'ı aşan hızlara maruz kalabilir.
Fosforik Asit Hizmeti:Islak-işlem fosforik asit üretiminde (gübre imalatında kullanılır), asit, florürler, klorürler ve silika gibi agresif safsızlıklar içerir. Incoloy 825 bu ortamda hem genel korozyona hem de lokal saldırılara karşı direnç gösterirken standart paslanmaz çelikler hızlı çukurlaşma ve çatlak korozyonuna maruz kalır. Alaşım, fosforik asit buharlaştırıcıları, ısı eşanjörleri ve boru sistemleri için yaygın olarak kullanılır.
.
Gerilim-Korozyon Çatlama (SCC) Direnci:Incoloy 825'in paslanmaz çeliklere göre en önemli avantajlarından biri, klorür- kaynaklı SCC'ye karşı direncidir. Östenitik paslanmaz çelikler, 140 derece F (60 derece) üzerindeki sıcaklıklarda klorürlere maruz kaldıklarında SCC'ye karşı oldukça hassastır. Yüksek nikel içeriğiyle (%38-46) Incoloy 825, klorür SCC'ye karşı neredeyse bağışıktır, bu da onu klorürlerin asitlerle birlikte mevcut olduğu uygulamalar için tercih edilen malzeme haline getirir.
Çukurlaşma ve Aralık Korozyonu:Molibden içeriği (%2,5–3,5) Incoloy 825'e, 316L paslanmaz çeliğe kıyasla oyuklanma ve çatlak korozyonuna karşı üstün direnç sağlar. Bu, özellikle conta ve flanşların altındaki durgun koşulların veya çatlakların lokal saldırılara yol açabileceği asitleme operasyonlarında önemlidir.
4. S: Asit üretim ekipmanında Incoloy 825 boru ve tüplerin kaynaklanmasıyla ilgili önemli hususlar nelerdir ve hangi dolgu metalleri tavsiye edilir?
A:Incoloy 825'in kaynaklanması, alaşımın korozyon direncini ve mekanik bütünlüğünü korumak için özel prosedürler gerektirir. Alaşım, tüm geleneksel ergitme kaynak yöntemleriyle iyi kaynaklanabilirlik sergiler, ancak bazı kritik faktörlerin ele alınması gerekir.
Kaynak Öncesi-Temizlik:Yüzey kirleticileri (özellikle kükürt, kurşun ve gres-kaynak sırasında sıcak çatlamaya neden olabilir. Kaynak öncesinde boru veya tüp yüzeyleri aseton veya diğer uygun solventler kullanılarak tamamen yağdan arındırılmalıdır. Paslanmaz çeliklerde kullanılan taşlama taşları Incoloy 825'te kullanılmamalıdır çünkü çapraz-kirlenme yabancı maddelere neden olabilir.
Isı Girişi Kontrolü:Incoloy 825, östenitik paslanmaz çeliklere göre daha düşük termal iletkenliğe ve daha yüksek termal genleşmeye sahiptir. Distorsiyonu ve artık gerilmeleri en aza indirmek için kaynak prosedürlerinde aşağıdakiler belirtilmelidir:
Isı girişi 1,0 kJ/mm'nin altında (yaklaşık 25 kJ/inç)
Geçiş sıcaklığı 100 derecenin (210 derece F) altında
Stringer boncuk tekniği (dokumadan kaçınılması)
İç yüzeyde oksidasyonu önlemek amacıyla kök geçişlerinde geri-temizleme gazı (argon) kullanımı
Önerilen Dolgu Metalleri:Incoloy 825 kaynağı için çeşitli dolgu metali seçenekleri mevcuttur:
ERNiFeCr-1 (AWS A5.14): Bu, INCOLOY® 65 dolgu teli olarak da bilinen Incoloy 825'e uygun dolgu metalidir. Ana metale eşdeğer korozyon direnci sağlar ve TIG (GTAW) ve MIG (GMAW) kaynağına uygundur.
INCOLOY® 135 kaynak elektrotları: Manuel metal ark kaynağı (MMA/SMAW) için bu elektrotlar uygun bileşim ve mekanik özellikleri sağlar.
Belirli uygulamalar için ER383 (27.31.4.LCu) gibi alternatif dolgu metalleri kullanılabilir, ancak maksimum korozyon direnci için genellikle eşleşen dolgu maddesi tercih edilir.
Kaynak Sonrası{0}Isıl İşlem (PWHT):Çoğu uygulamada Incoloy 825, kaynak sonrası ısıl işlem yapılmadan-kaynaklı durumda kullanılabilir. Bununla birlikte, son derece korozif ortamlarda veya artık gerilimlerin sorun teşkil ettiği durumlarda servis için, maksimum korozyon direncini yeniden sağlamak ve ısıdan- etkilenen bölgedeki her türlü hassasiyeti ortadan kaldırmak için 930-980 derecede çözelti tavlaması ve ardından suyla söndürme yapılabilir.
Vasıf:Kritik asit hizmetinde Incoloy 825'e yönelik kaynak prosedürleri, kaynaklı bağlantının gerekli performans standartlarını karşıladığını doğrulamak için mekanik testler ve korozyon testleri de dahil olmak üzere ASME Bölüm IX veya geçerli kodlara uygun olarak nitelendirilmelidir.
5. Soru: Incoloy 825 boru ve tüpler asit üretimi ve dekapaj tesislerindeki hangi belirli bileşenlerde tipik olarak kullanılıyor ve hangi hizmet koşulları onun seçimini haklı kılıyor?
A:Incoloy 825 boru ve tüpler, özellikle servis koşullarının daha ucuz paslanmaz çelik alternatiflerinin özelliklerini aştığı durumlarda, asit üretimi ve dekapaj operasyonlarında geniş bir ekipman yelpazesi için tasarlanmıştır.
Turşu İşlemleri:Çelik işleme tesislerinde asitleme hatları, çelik ürünlerden tortuyu çıkarmak için karışık asitler (tipik olarak sülfürik asit ve ardından nitrik-hidroflorik asit karışımları) kullanır. Incoloy 825 yaygın olarak aşağıdaki amaçlarla kullanılır:
Asitleme tankı ısıtıcıları(buhar veya elektrikli daldırma bobinleri)
Asitleme tankları ve tank astarları
Isıtma bobinleri, sepetler ve zincirlerçelik ürünleri daldırmak için kullanılır
Devridaim boruları ve pompalarısıcak asit çözeltilerinin işlenmesi
Alaşım, kısa-süreli maruziyet için 550 dereceye (1022 derece F) kadar çalışma sıcaklıklarında mekanik bütünlüğü korurken, bu asit karışımlarının son derece agresif doğasına dayanır.
Sülfürik Asit Üretimi:Temas prosesi ile sülfürik asit üreten tesislerde Incoloy 825 şu amaçlarla kullanılır:
Isı eşanjörleriasit soğutma ve ısıtma hizmetleri için (hem kabuk-hem de-boru ve plaka türleri)
Asit dağıtım borularısıcak konsantre H₂SO₄ kullanımı
Kanal sistemi ve yıkayıcılarkükürt geri kazanım ünitelerinde
Fosforik Asit Üretimi:Islak-proses fosforik asit tesisleri Incoloy 825'i aşağıdakiler için kullanır:
Evaporatörler ve yoğunlaştırıcılarfosforik asidin vakum altında konsantre edildiği yer
Çatal boruları ve ısı değiştirici borularıreaksiyon ve konsantrasyon bölümlerinde
Yıkayıcılar ve borularalçıtaşı ve diğer katıları içeren asit bulamacının işlenmesi
Diğer Kimyasal Proses Ekipmanları:Asit üretiminin ötesinde Incoloy 825 aşağıdaki alanlarda da uygulama alanı bulur:
Kirlilik kontrol sistemleri: Enerji santrallerindeki baca gazı kükürt giderme (FGD) üniteleri
Petrol ve gaz üretimi: Ekşi gaz (H₂S/CO₂) hizmeti için kuyu içi borular ve yüzey boruları
Nükleer yakıtın yeniden işlenmesi: Kullanılmış yakıt çözücüleri (sülfürik ve nitrik asit karışımları) kullanan ekipmanlar
Radyoaktif atık elleçleme: Depolama ve işleme kapları
Seçim Gerekçesi:316L paslanmaz çelik, çift yönlü paslanmaz çelik veya C-276 gibi daha yüksek-alaşımlı nikel alaşımları gibi alternatifler yerine Incoloy 825'i belirtme kararı genellikle bir yaşam-döngüsü maliyet analizine dayanır. Incoloy 825, paslanmaz çeliğe göre daha yüksek bir ilk malzeme maliyetine sahip olsa da (tipik olarak 316L fiyatının 2-4 katı), üstün korozyon direnci daha uzun servis ömrü, daha az bakım kesintisi ve erken arıza risklerinin ortadan kaldırılması anlamına gelir. Alaşım C-276 ile karşılaştırıldığında Incoloy 825, C-276'nın aşırı korozyon direncinin gerekli olmadığı uygulamalar için daha uygun maliyetli bir çözüm sunar.
