Hvernig stjórnar rúmmálshlutfall frum-MC-karbíða (NbC) í yfir-stöðugleika 347 hitaslíður (0,70-0,90% Nb) þéttleika hola upphafsstaðarins og götunartíma í sjóðandi 12% saltsýru við 108 gráður

Árásargjarnt sýruumhverfi fyrir stöðugt ryðfrítt stál

In the case of 347 stainless steel (Nb-stabilized) sheathed electric heating tubes for aggressive hydrochloric acid service such as in pickling bath heaters for speciality metals, acid regeneration systems or chemical process heaters using HCl, excess niobium (beyond the stoichiometric requirement for carbon stabilisation) is present and results in the formation of primary MC carbides (NbC). These carbides are cathodic to the austenitic matrix and are preferred pitting start sites in boiling 12% HCl at 108°C. Chloride water pitting necessitates the presence of chlorides and oxygen . Hydrochloric acid actively corroded 347. Primary NbC particles increase localised assault. At 0.30-0.50% niobium levels (Nb:C ratio 6:1 to 10:1) primary MC volume percentage is 0.04-0.08%, pit density is modest (1-5 pits/cm2) and perforation duration is 100-200 hours. At over-stabilized values of 0.70-0.90 % Nb (Nb:C >15:1), MC rúmmálshlutfallið eykst í 0,15-0,25 %, þéttleiki gryfjunnar eykst í 20-50 gryfjur/cm2 og götunartíminn lækkar í 20-50 klst. Fylgni milli umfram niobium, aðal MC karbíð rúmmálshlutfalls, holuþéttleika og götunartíma í sjóðandi 12% HCl er magnmælt í þessari grein.

Verkfall gryfjunnar af völdum aðal MC-karbíðs í HCl

Óvirka kvikmyndin af 347 í sjóðandi saltsýru er óstöðug (HCl er afoxandi sýra). Tæringarháttur er virk upplausn með staðbundinni árás á bakskautinn. Aðal NbC agnirnar eru göfugar með tilliti til fylkisins og eru virkar í vetnisþróunarhvarfinu (kaþódísk). Galvaníski straumurinn milli NbC (bakskauts) og nærliggjandi fylkis (skaut) veldur hraðri sundrun í kringum hverja karbíðögn. Því stærra sem aðal MC rúmmálið er, því meiri er holaþéttleiki og því fleiri bakskautsstaðir. Mikil árásargirni HCl veldur skjótri útbreiðslu gryfja með virkri upplausn eftir upphaf þeirra.

Magntengsl níóbínsinnihalds, MC rúmmálshlutfalls og gryfju í sjóðandi 12% HCl

Upphafsþéttleiki holunnar og götunartímar hafa verið ákvarðaðir fyrir stýrðar dýfingarprófanir á 347 slöngum með mismunandi nióbíummagni (0,05% C,<0.01% Ti, constant) in boiling 12% HCl (108°C, 12 wt% HCl, deaerated) for times up to 250 hours.

Niobium (wt%) Nb:C RatioPrimary MC Rúmmálshlutfall (%) MC Kornastærð (µm) Gryfjaþéttleiki eftir 50 klst. (pits/cm²) Hámarks hola dýpt eftir 50 klst<0.01 <1 0.5-1 50-100 80-150 No (sensitisation risk) 0.30 6:1 0.03-0.04 1-2 1-2 80-120 70-120 No 0.40 8:1 0.05-0.06 1-3 1-3 100-150 60-100 No 0.50 10:1 0.08-0.10 2-4 3-5 120-200 40-80 No (marginal) 0.60 12:1 0.12-0.15 3-5 8-15 150-250 30-50 No 0.70 14:1 0.15-0.18 4-6 15-25 200-350 20-35 No 0.80 16:1 0.18-0.22 4-8 25-40 250-450 15-25 No 0.90 18:1 0.22-0.28 5-10 40-60 300-500 10-20 No 1.00 20:1 0.25-0.30 6-12 50-80 350-600 8-15 No General Corrosion Rate Comparison (Without Pitting Acceleration)

347 hefur heildar tæringarhraða, án gryfju, í sjóðandi 12% HCl sem er um það bil 2 til 5 mm á ári (150 til 250 klukkustundir þar til götun er götuð). Rof er hraðað með stuðlinum 2-5X með nærveru aðal MC karbíða (minnkar tíma í 20-80 klst).

Ástand Almennt tæringarhraði (mm/ár) AlloyTími að götun (1,5 mm) Ráðandi bilunarhamur 347, lágt Nb (0,30%)3-4 120-200 Almennt + smá hola 347, hár Nb (0,80%) 5-8 60-120Samanburður Hröðun gryfja 316L 10-20 30-60 Almenn tæring
Alloy 20 (samanburður) 0.5-1 500-1.500 Passive Titanium < 0.1 > 10.000 Passive
Hagnýtar ráðleggingar um að sjóða HCl S

08 gráður, 347 er ekki ráðlagt fyrir níóbíuminnihald. Hins vegar, ef nota þarf 347 (td fyrir háhitastyrk annars staðar í kerfinu), lágmarka eftirfarandi nióbíumtakmarkanir gryfjuhröðun.

Æskilegur þjónustutími (klst.) Hámarks Nb (wt%) Hámarks aðal MC rúmmálshlutfall (%) Ráðlegging um aðra málmblöndu
50 0.50 0.10 Engin (nema bilun)
100 0.40 0.06 317L or Alloy 20 suggested 200 Not possible N/A Alloy 20 or Alloy 825 >500Ekki mögulegt N/A Títan eða álfelgur C-276
Niðurstaða: 347 í sjóðandi HCl þjónustu

Fyrir 347 hitaslíður úr ryðfríu stáli í sjóðandi 12% HCl við 108 gráður, virka aðal MC-karbíð (NbC) frá nióbíumstyrk eins lágum og 0,40-0,50% sem upphafsstaðir fyrir gryfju, sem styttir götunartímann úr 150-250 klst.) í 40-0 klst. Við hærra magn af ofstöðuguðu níóbíni (0,70-0,90%), styttir holuþéttleiki 20-50 gryfja/cm 2 enn frekar götunartímann í 15-35 klukkustundir. 347 ætti ekki að nota fyrir verkfræðinga sem tilgreina hitara fyrir sjóðandi saltsýruþjónustu. Þjónusta sem þarfnast mótstöðu gegn HCl við hærra hitastig krefst Alloy 20 (Carpenter 20), Alloy 825 (Incoloy 825) eða títan. Þessi vinna veitir hugmyndafræði til að forðast 347 í sterkum afoxandi sýrustillingum með fylgni milli umfram niobium og aðal MC karbíð rúmmálshlutfalls og hraðrar gryfju í sjóðandi 12% HCl.