Perfformiad duroedd gwrthstaen mewn asid sylffwrig crynodedig

Perfformiad duroedd gwrthstaen mewn asid sylffwrig crynodedig
Asid sylffwrig yw un o'r cemegau a ddefnyddir amlaf yn y byd ac, mewn crynodiadauyn fwy na 90wt%, mae hefyd yn gyrydol iawn. Mae'r papur hwn yn trafod y dewis o ddeunyddiau ar gyfertrin asid sylffwrig crynodedig, yn enwedig ar y tymereddau uchel (hyd at 200 ° C)sy'n digwydd yn ystod ei weithgynhyrchu. Mae rhai o'r duroedd di-staen austenitig a deublyg modernadolygir a thrafodir eu cyfyngiadau a'u manteision.
Gan Roger Francis, RR® Deunyddiau, y Deyrnas Unedig

CyflwyniadMae asid sylffwrig yn gemegyn a ddefnyddir mewn nifer o ddiwydiannauprosesau yn ogystal ag wrth drwytholchi llawer o fetelau o'umwynau. Fe'i cynhyrchir o sylffwr deuocsid, a all foda gynhyrchir trwy losgi sylffwr, gall fod yn sgil-gynnyrch aproses mwyndoddi metelegol, neu gellir ei chynhyrchu gan thermoldadelfennu (adfywio) asid sydd wedi darfod. Y sylffwr deuocsidyn cael ei adweithio ag ocsigen dros gatalydd ar ~ 420 ° i 625 ° C i ffurfiosylffwr trocsid. Yna mae'r nwy olaf yn adweithio â dŵr yn yamsugno tyrau i ffurfio asid sylffwrig. Mae'r broses hon yngall ecsothermig a'r asid gyrraedd tymereddau mor uchel â 180 °i 200 ° C. Mae'r rhan fwyaf o'r egni hwn yn cael ei adfer trwy amryw o ffyrdd illeihau'r defnydd o ynni i'r eithaf. Fel arfer mae'r asid yn cael ei oerio oddeutu 100 ° C i agos at yr amgylchedd i'w storio.


DeunyddiauYn draddodiadol, defnyddiwyd deunyddiau fel dur wedi'i leinio â brics asidllestri, a heyrn hydwyth, megis Mondi® neu austenitig aloi iselduroedd gwrthstaen fel 316 ar gyfer pibellau, o fewn cyfyngedigystod crynodiad tymheredd ac asid. Fodd bynnag, mae'rdatblygu duroedd modern, aloi uchel di-staen, gyda gwellmae ymwrthedd i asid crynodedig poeth wedi newid y deunyddiauopsiynau dewis. Mae Tabl 1 yn dangos cyfansoddiad rhaiduroedd gwrthstaen sy'n cael eu defnyddio gydag asid sylffwrig. 304 a 316 yny graddau austenitig cyffredin a ddefnyddir yn helaeth gan ydiwydiant cemegol a phroses. Mae Alloy 310 yn gromiwm uchel,aloi austenitig nicel sydd ag ymwrthedd cyrydiad asid uwcho'i gymharu â 304 a 316. ZERON®Mae 100 a 2507 ynduroedd gwrthstaen superduplex gyda thua 50/50cydbwysedd cyfnod austenite / ferrite. Mae'r strwythur hwn yn rhoi llawer uwchcryfder (~ 2½ gwaith) na chryfder yr aloion a chynigion austenitigy posibilrwydd o arbedion trwch wal ar gyfer ceisiadau sy'n cynnwyspwysau uchel a / neu dymheredd.Saramet®, Sandvik SX® a ZeCor® i gyd yn austenitig perchnogolduroedd gwrthstaen sy'n cynnwys ~ 5% o silicon, sy'n gwella'rymwrthedd cyrydiad mewn asid cryf poeth. Daw Saramet yn ddauamrywiadau, gyda chyfansoddiadau ychydig yn wahanol. Mae ZeCor yn fain i mewncromiwm a nicel na'r ddau alo perchnogol arall ond feyn cynnwys mwy o silicon, elfen y gwyddys ei bod yn hyrwyddo cyrydiadymwrthedd mewn asid poeth, cryf.

CyrydiadMae Ffigur 1 yn dangos y cromliniau iso-cyrydiad ar gyfer rhai aloion cyffredinmewn asid sylffwrig. Gellir gweld bod yr aloion superduplexuwchraddol i 316L. Mae ZERON 100 hefyd yn well na 2507, sefy credir ei fod oherwydd ychwanegiadau bwriadol twngsten acopr i ZERON 100. Defnyddir aloi 20 yn gyffredin mewn sylffwrigasid ac o tua 50% i 90% asid mae'n well na ZERON100. Fodd bynnag, mewn asid cryf (GG gt; 90%) mae ZERON 100 yn dangos acynnydd amlwg mewn ymwrthedd cyrydiad o'i gymharu â 2507 aaloi 20.

Mae Ffigur 2 yn cymharu'r cromliniau iso-cyrydiad ar gyfer y trialoion perchnogol sy'n cynnwys silicon a ZERON 100. Mae ynayn amlwg gwahaniaethau rhwng yr aloion, gyda'r siliconaloion sy'n dangos gwell ymwrthedd cyrydiad mewn asid mwy gwanedig.Wrth ymchwilio i'r papur hwn, nid oedd yr awdur yn gallu dod o hyd i unrhywdata cyhoeddedig ar gyfer 310 o ddur gwrthstaen dros y crynodiad asid hwnystod. Mae'n debyg bod hyn oherwydd gwneuthurwyr planhigion asidystyried hyn fel data sy'n fasnachol sensitif. Fodd bynnag, mae'n hysbysbod gwrthiant cyrydiad 310 di-staen yn gostwng yn sylweddolpan fydd y crynodiad asid yn gostwng o dan 96%.Mae Ffigur 3 yn dangos y cromliniau iso-cyrydiad ar gyfer 304, 310 aSaramet 23 mewn asid cryf iawn1,2. Gellir gweld bod ynacynnydd yn ymwrthedd cyrydiad 310 a Saramet ynyr ystod tymheredd 180º i 200ºC. Tybir bod SX aMae ZeCor yn dangos ymddygiad tebyg. Mae hyn yn golygu y gall yr aloion hyncael ei ddefnyddio yn rhannau tymheredd uwch planhigion asid. Mae ynadim data ar gyfer ZERON 100 dros yr ystod tymheredd cyflawn oFfigur 3 ac nid yw'n hysbys a yw duroedd gwrthstaen superduplex hefyddangoswch y nodwedd hon.

Mae Ffigur 4 yn dangos cyfradd cyrydiad rhai duroedd gwrthstaenasid sylffwrig cryf ar 110 ° C wedi'i gymryd o wneuthurwyr 'data cyhoeddedig. Gellir gweld bod gwrthiant cyrydiadMae Saramet 23 yn lleihau gyda chrynodiad asid cynyddol yn wahanolyr aloion eraill. Mewn crynodiadau asid sy'n fwy na 100% ynoyn drocsid sylffwr gormodol ac yna gelwir y gymysgedd ynoleum. Gwyddys bod hyn yn fwy cyrydol i aloion fel Sarametnag i ZERON 100 ac aloi 310.Er nad oes data ar gael i'r cyhoedd ar 310 di-staenasid cryf iawn, mae un pwynt data. Ar asidcrynodiad o 99% a thymheredd o 110ºC, y cyrydiadcyfradd o 310 oedd 0.1mm / y1. Mae hyn yn dangos gwell ymwrtheddZERON 100 dros 310 di-staen ar y tymheredd hwn (Ffigur 4).Mae gan ZERON 100 hefyd wrthwynebiad cyrydiad tebyg i ZeCor aSandvik SX mewn asid cryfach,> 97 wt%.Mewn planhigion asid masnachol fel arfer mae ychydig bach o haearnyn bresennol (5ppm yn nodweddiadol) a gall hyn effeithio ar gyfradd cyrydiadrhai aloion.

Mae Ffigur 5 yn dangos effaith 5ppm o haearn ar ycyfradd cyrydiad ZERON 100 ar 110 ° C. Gellir gweld hynny, o fewngwall arbrofol, ni chafwyd unrhyw effaith sylweddol o haearn arcyrydiad. Ar 200 ° C (Ffigur 6) mewn asid 98.5%, achosodd haearn fachcynnydd yn y gyfradd cyrydiad, ond dim byd o beiriannegarwyddocâd.

Effaith cyflymderOherwydd bod duroedd gwrthstaen yn aml yn weithredol (yn hytrach na goddefol)mewn asid sylffwrig poeth, crynodedig, y gyfradd cyrydiad yw aswyddogaeth cyflymder. Argymhellir yn gyffredin bod aloionmegis 316 a 310 gael eu cyfyngu i gyflymder llif uchaf o1.5m / eiliad2. Mae profion cyflymder wedi'u cynnal mewn sylffwrig 95 wt% awyredigasid ar 70 ° C gan ddefnyddio samplau silindrog cylchdroi. Defnyddio'r dadansoddiado Arianman3 cyfrifwyd bod y llif cylchdro yn gyfwerthi 2.5m / eiliad mewn pibell NPS 4. Cyfradd cyrydiad ZERON 100yn uchel am y ddau neu dri diwrnod cyntaf. Wedi hynny y cyrydiadroedd y gyfradd yn llai na 0.1mm y flwyddyn. Y gyfradd cyrydiad cychwynnol uchelyn gysylltiedig â ffurfio ffilm ddu denau ar ywyneb metel. Mae'n ymddangos bod y ffilm yn rhoi gwrthiant cyrydiad fela ddangosir gan y gyfradd colli metel isel ddilynol. Mae'r canlyniadau hyn yn dangosy gellir defnyddio ZERON 100 ar dymheredd uwch acyflymder na 316L mewn asid sylffwrig cryf. Profion yn gryfachdangosodd asid gyfraddau cyrydiad is fyth.Mae ychwanegiadau silicon yn tueddu i gael gwared ar sensitifrwydd cyflymderduroedd gwrthstaen i gyrydiad mewn asid sylffwrig poeth, cryf. Sandvikadrodd cyfraddau cyrydiad hynod isel (GG lt; 0.01mm / y) ar gyfer SX mewn 96%asid ar 70 ° C a 25m / eiliad yn y daflen ddata aloi. Cawsantcyfradd cyrydiad tebyg mewn asid 98.5% ar 115 ° C a llif 10m / eiliadcyflymder. Dangosodd Saramet 35 gyfraddau cyrydiad isel iawn tebyg ynAsid 98.5% ar 120 ° C ar gyflymder 9 a 25 m / s4. Er bodni chyhoeddir unrhyw ddata ar gyfer ZeCor ar gyflymder uchel, rhagdybir hynnymae hefyd yn well na'r graddau 304 a 316.

CeisiadauMae'r data yn Ffigur 3 yn dangos y gall aloi 310 fod yn addas iawn ar gyferyr adran adfer gwres ar yr amod bod y crynodiad asidyn rhedeg ar 98% neu fwy. Fodd bynnag, mewn rhai planhigion gwibdeithiau imae crynodiadau asid isel yn gyffredin ac yna'r perchnogolmae aloion sy'n cynnwys silicon yn fwy dibynadwy, o fewn eu terfynau defnyddio.Defnyddiwyd y tri alo sy'n cynnwys silicon ar gyfer tyrau,tanciau, pibellau, ffitiadau, hidlwyr, dosbarthwyr cafn, gwrescyfnewidwyr a dileuwyr niwl lle bu'r amodaurhy feichus am 3105,6. Mae Alloy 310 yn dal i gael ei ddefnyddio'n helaeth mewn asid cryf,yn enwedig lle gellir cynhyrchu olewm. Mewn cyfnewidwyr gwres,Defnyddir tiwbiau 316L (yn aml gyda Mo≥2.5%) gydag anodigamddiffyniad i'w cadw'n oddefol.Mae'r data uchod yn dangos yn glir wrthwynebiad cyrydiad daZERON 100 mewn asid sylffwrig crynodedig ar dymheredd hyd at200 ° C. Gall fod yn arbennig o effeithiol yn y gwres tymheredd ucheladran adferiad planhigion asid sylffwrig. Ffosffadau PCS yn yDatgelodd UDA sbŵl NPS1 o ZERON 100 am 18 mis i mewnasid crynodedig ar 200 ° C. Y gyfradd cyrydiad oedd< 0.2mm="">Mae PCS hefyd wedi gosod hidlydd ZERON 100 i fyny'r afon o sylffwrigpwmp asid yn gweithredu ar dymheredd uchel (~ 200 ° C). Ar ôl 18misoedd mewn gwasanaeth roedd yr hidlydd mewn cyflwr rhagorol. Roedd hwn yn agwelliant sylweddol dros yr hidlydd dur gwrthstaen 310 a ddefnyddiwydyn flaenorol.Mae ZERON 100 hefyd wedi'i ddefnyddio gan un o'r prif sylffwrigcwmnïau dylunio planhigion asid ar gyfer platiau orifice (Ffigur 7).

Mae rhain yna ddefnyddir i reoli llif mewn cymwysiadau fel dosbarthwyr cafn.Mae hyn yn manteisio ar wrthwynebiad cyrydiad erydiad da ZERON100. Mae ZERON 100 hefyd ar gael fel cyfnewidydd gwres wedi'i weldio â sêmtiwbiau. Mae hyn yn ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer oeryddion asid lle mae'rmae dŵr oeri yn hallt neu'n ddŵr y môr, gan fod gan ZERON 100 ahanes profedig o wrthwynebiad rhagorol i'r amgylchedd hwn7.

ArgaeleddYn gyffredinol, nid yw'r defnydd o'r aloion hyn ar gyfer prosiectau newydd yn broblemgan fod angen maint rhedeg melin fel arfer. Fodd bynnag, ar gyfer ychwanegiad hwyr-ons, atgyweiriadau neu addasiadau planhigion, mae meintiau llai yn gyffredinolyn ofynnol. Nid yw'r aloion perchnogol sy'n cynnwys silicon yn cael eu dal gandeiliaid stoc dur gwrthstaen mewn symiau sylweddol ar gyfer hynnyceisiadau. Mae gan y prif OEM stociau cyfyngedig mewn rhaiffurflenni cynnyrch i gefnogi eu cwsmeriaid. Mae Alloy 310 yn eangar gael fel plât, ond nid yw ar gael mor hawdd â phibellau, ffitiadaua flanges.
ZERON 100 ynfelly yn ddefnyddiolaloi ar gyfer cymwysiadau lle mae danfoniad cyflym yn bwysig neu'n fachmae angen meintiau.Mae ZERON 100 wedi'i weldio yn llawn gan yr holl weldio arc cyffredintechnegau a defnydd eang yr aloi gan y diwydiant olew a nwyyn golygu bod yna lawer o wneuthurwyr cymwys. Alloy 310 ywweldadwy ar yr amod bod y carbon yn weddol isel; Mae 0.04% yn auchafswm rhesymol. Mae angen nodi hyn yn arbennig fel UNSMae gan S31000 uchafswm carbon o 0.08% a'r carbon iselnid yw'r fersiwn (UNS S31002) ar gael yn rhwydd. Y silicon uchelmae aloion austenitig hefyd yn gymharol hawdd i'w saernïo ac maen nhw i gyd yn dodgyda lefelau carbon o 0.03% ar y mwyaf i sicrhau nad oes carbidau'n ffurfioar weldio.

Casgliadau
1. Mae gan Alloy 310 wrthwynebiad da i asid sylffwrig crynodedigar dymheredd uchel, ond nid yw mor gwrthsefyll â'r asidmae'r crynodiad yn gostwng o 98%. Nid yw'r aloi yn rhwyddar gael ar wahân i ffurf plât.
2. Mae cyrydiad da yn y duroedd gwrthstaen austenitig silicon uchelymwrthedd mewn asid sylffwrig crynodedig poeth ac maent yn wellna 310 mewn asid gwannach. Mae'r silicon yn rhoi da'r aloion hynymwrthedd i asid sylffwrig ar gyflymder llif uchel. Yr aloion hynyn llai gwrthsefyll mewn olewm o'i gymharu ag aloi 310.
3. Mae gan ZERON 100 wrthwynebiad defnyddiol i ddwysfwyd poethasid sylffwrig, canolraddol rhwng aloi 310 a'raloion austenitig silicon uchel. Mae ar gael yn eang mewn llydanmae ystod o ffurfiau cynnyrch yn ei gwneud yn addas ar gyfer y ddau blanhigyn newyddac uwchraddio.

Cyfeiriadau
1. CM Schillmoller, Adroddiad Technegol Sefydliad Nickel Rhif 10 057.
2. DK Louie, Llawlyfr Gweithgynhyrchu Asid Sylffwrig, 2ilRhifyn, 2008, cyhoeddwyd gan DKL Engineering.
3. DG Silverman, Cyrydiad 44, 1 (1988) 42.
4. S. Clarke, “Aloi Saramet - Ceisiadau mewn GalwCeisiadau Asid Sylffwrig ”, Confensiwn AIChE, Florida, UDA,Mehefin 2003.
5. “Dur Di-staen Awstriaidd Saramet”, Aker SolutionsCyhoeddiad, 2009.
6. S Richardson, M Spence a J Horne, “Peiriannydd ZeCorOffer ar gyfer Gwasanaeth Asid Sylffwrig ”, Confensiwn AIChE,Florida, UDA, Mehefin, 2007.
7. R. Francis a G. Byrne, “Profiadau gyda SuperduplexDur Di-staen mewn Dŵr y Môr ”Byd Dur Di-staen, Cyf 16,Mehefin, 2004, KCI, tudalen 53.® Nodau Masnach Cofrestredig

Yr erthygl o STAINLESS STEEL WORLD.