Hastelloy G-30 vs G-35: Dữ liệu về khả năng chống ăn mòn của axit photphoric và axit hỗn hợp - Kiến thức

TRẢ LỜI NHANH

Hastelloy G-35 (UNS N06035) vượt trộiHastelloy G-30 (UNS N06030)trong-axit photphoric trong quy trình ướt, axit nitric sôi, axit clohydric loãng và rỗ- do clorua, ăn mòn kẽ hở và nứt do ăn mòn- do ứng suất, do hàm lượng crôm (33,2% so với. 30%) và molypden (8,1% so với{6}}%) của nó cao hơn tạo nên một lớp màng thụ động ổn định hơn trong các axit bị ô nhiễm oxy hóa và clorua{7}}.

G-30 vẫn có tính cạnh tranh thực sự - và trong một số trường hợp, - vượt trội ở nồng độ-trung bình (30-70%) axit sulfuric ở 66-93 độ (150-200 độ F), trong đó việc bổ sung 2% đồng vẫn giữ được lợi ích. Đối với các thiết bị bay hơi axit photphoric quy trình ướt mới, nhiệm vụ axit nitric hoặc thiết bị nhiễm clorua, hãy chỉ định G-35. Đối với các hệ thống G-30 hiện có hoặc dịch vụ axit sulfuric tầm trung, G-30 vẫn là một lựa chọn hợp lý, chi phí thấp hơn.

G-35 (UNS N06035) là loại -crom cao hơn,-molypden cao hơn,-có hàm lượng sắt thấp hơn của G-30 (UNS N06030), mục đích-do Haynes International chế tạo nhằm mở rộng khả năng chống ăn mòn vượt ra ngoài lớp vỏ axit photphoric xử lý ướt ban đầu của G-30 trong các điều kiện ô nhiễm clorua và oxy hóa nghiêm trọng hơn.

Hastelloy G-30 vs G-35

Cả hai hợp kim đều thuộc họ niken-crom-molypden "G" được phát triển đặc biệt cho quá trình-sản xuất axit photphoric ướt -, một trong những môi trường công nghiệp ăn mòn nhất, vì axit thương mại chứa axit sunfuric không phản ứng, ion florua và ion clorua cùng với axit photphoric sơ cấp. G-30 là giải pháp thế hệ-đầu tiên; G-35 được giới thiệu sau đó với chất hóa học crom{11}}tinh khiết hơn, cao hơn giúp loại bỏ hầu hết sắt và đổi chiến lược đồng và vonfram của G-30 để lấy crom và molypden cao hơn.

Phần tử (wt.%)	Hastelloy G-30 (N06030)	Hastelloy G-35 (N06035)
Niken	Số dư (~43 điển hình)	58 phút. (Sự cân bằng)
crom	30	33.2
Molypden	5.5	8.1
Sắt	15	tối đa 2.
vonfram	2.5	tối đa 0,6
đồng	2	tối đa 0,3
coban	tối đa 5.	tối đa 1.
Niobi	0.8	-
Cacbon	tối đa 0,03	tối đa 0,05
chỉ định UNS	N06030	N06035
Werkstoff không.	2.4603	2.4643

Nguồn: Bảng dữ liệu thành phần danh nghĩa quốc tế của Haynes dành cho hợp kim HASTELLOY G-30 và G-35.

Sự khác biệt lớn nhất về luyện kim là sắt: G-30 chứa 15% sắt trong khi G-35 bị giới hạn ở mức 2%. Sắt làm loãng màng thụ động giàu crom-và nhìn chung gây bất lợi cho hiệu suất trong axit oxy hóa. Đây là lý do chính khiến hóa học Cr-35 cao hơn{10}}Fe, hàm lượng Fe thấp dẫn đầu trong axit photphoric và axit nitric mặc dù hai hợp kim này có chung triết lý thiết kế niken-crom-molypden tương tự.

G-35 cho thấy tốc độ ăn mòn thấp hơn đáng kể so với G{3}}30 trên hầu hết phạm vi axit photphoric-quy trình ướt có liên quan về mặt thương mại, mặc dù hai hợp kim này hội tụ - và các cạnh của G-30 hơi hướng về phía trước - ở điều kiện khắc nghiệt nhất được thử nghiệm: 85% axit khi sôi.

Which Alloy Better Resists Wet-Process Phosphoric Acid

Axit photphoric-trong quy trình ướt (P₂O₅) được tạo ra bằng cách phân hủy đá photphat bằng axit sulfuric và được cô đặc dần dần từ khoảng 30% đến 54% P₂O₅ thông qua một loạt thiết bị bay hơi; cả hai hợp kim đều được phát triển và thử nghiệm đặc biệt cho nhiệm vụ này, bao gồm cả axit xử lý ướt thực tế 36/48/54%-ở 121 độ (250 độ F) do một nhà sản xuất ở Florida cung cấp. Dữ liệu sôi-cấp thuốc thử bên dưới tách biệt hiệu ứng-cường độ axit trên cơ sở tương tự-đối với{13}}tương tự.

cô đặc axit photphoric	G-30, sôi (mm/y)	G-35, sôi (mm/y)
50%	0.01	0.01
60%	0.14	0.01
70%	0.35	0.11
80%	0.61	0.42
85%	0.84	0.99

Nguồn: Bảng dữ liệu về ăn mòn axit photphoric cấp thuốc thử Haynes International-, bảng dữ liệu hợp kim HASTELLOY G-30 và G-35 (Công việc của Phòng thí nghiệm ăn mòn 5-03, 30-04, 449-82).

Ở nồng độ axit 60-80%, tốc độ ăn mòn của G-35 thấp hơn 30-75% so với G-30 - một sự khác biệt có ý nghĩa đối với tuổi thọ của ống bay hơi. Sự đảo ngược ở mức sôi 85% là một lời nhắc nhở hữu ích rằng việc xếp hạng hợp kim trong dịch vụ axit phụ thuộc vào điều kiện cụ thể: đối với các điểm hoạt động của axit photphoric đậm đặc nhất, nóng nhất, dữ liệu dịch vụ hoặc thử nghiệm phiếu giảm giá ở điều kiện thực tế của nhà máy sẽ xác nhận lựa chọn thay vì giả định xu hướng chung giữ ở mức cực đoan của phạm vi.

Hàm lượng crom cao hơn của G-35 mang lại cho nó tốc độ ăn mòn ổn định, thấp hơn khoảng 2-3 lần so với G-30 ở mọi nồng độ axit nitric sôi phù hợp, khiến nó trở thành ứng cử viên sáng giá hơn cho các bể tẩy axit nitric, dịch vụ tẩy gỉ không gỉ hỗn hợp nitric/hydrofluoric và các dòng axit hỗn hợp hoặc oxy hóa mạnh khác có chứa axit nitric.

cô đặc axit nitric	G-30, sôi (mm/y)	G-35, sôi (mm/y)
50%	0.08	0.03
60%	0.14	0.06
65%	0.16	0.07
70%	Không công bố lúc sôi	0.10

Nguồn: Bảng dữ liệu về ăn mòn axit nitric của Haynes International, bảng dữ liệu hợp kim HASTELLOY G-30 và G-35 (Công việc của Phòng thí nghiệm Ăn mòn 6-03).

Hàm lượng crom là yếu tố chính dẫn đến tính thụ động trong axit oxy hóa và các biểu đồ đường so sánh 0,1 mm/năm của Haynes International đặt hiệu suất của G-35 gần với Hợp kim 625 trong axit clohydric và axit sunfuric - một thanh cao hơn đáng kể so với G-30, có đường 0,1 mm/y trong axit sulfuric nằm cao hơn một chút so với 625. Đối với bất kỳ dòng axit-hỗn hợp nào trong đó thành phần oxy hóa (loại nitric) chiếm ưu thế trong cơ chế ăn mòn, G-35 là thông số kỹ thuật dài hạn bảo thủ hơn và thường tiết kiệm hơn vì lượng cho phép ăn mòn thấp hơn có thể dẫn đến các phần thành mỏng hơn và khoảng thời gian sử dụng dài hơn.

G-35 cho thấy tốc độ ăn mòn thấp hơn G-30 trong axit clohydric và sulfuric loãng, nhưng G-30 có thể đo lường được - trong một số trường hợp đáng kể - tốt hơn G-35 ở dải axit sulfuric nồng độ trung bình (30-70%) ở 66-93 độ (150-200 độ F), trong đó việc bổ sung đồng của G-30 vẫn mang lại lợi ích thực sự, có thể định lượng được. Cả hai hợp kim đều không phải là lựa chọn đầu tiên cho nhiệm vụ axit giảm đậm đặc; Các hợp kim Hastelloy như C-276 hoặc B-3 thường phù hợp hơn ở đó.

Đun sôi, axit loãng: G-35 Ahead

Tình trạng	G-30 (mm/năm)	G-35 (mm/năm)
HCl 1%, sôi	0.01	0.05
HCl 2%, sôi	9.47	0.05
H2SO4, 5%, sôi	0.47	0.07
H2SO4, 10%, sôi	0.78	0.11
H2SO4, 20%, sôi	1.35	0.59

Nguồn: Bảng dữ liệu ăn mòn axit clohydric và axit sunfuric của Haynes International, bảng dữ liệu hợp kim HASTELLOY G-30 và G-35.

Kết quả HCl sôi 2% là điểm dữ liệu nổi bật: Tốc độ ăn mòn của G-30 tăng lên 9,47 mm/y - một tốc độ về cơ bản không thể sử dụng được đối với ranh giới áp suất - trong khi G-35 giữ ở mức 0,05 mm/năm, thấp hơn gần 200 lần. Chỉ riêng khoảng trống đó đã loại trừ G-30 đối với bất kỳ điểm sôi, nồng độ HCl loãng nào mà G-35 có thể xử lý một cách thoải mái.

Axit sunfuric nồng độ trung bình ở 66-93 độ: G-30 Phía trước

nồng độ H2SO4	Nhiệt độ	G-30 (mm/năm)	G-35 (mm/năm)
30%	93 độ (200 độ F)	0.55	2.62
40%	93 độ (200 độ F)	0.54	5.41
50%	79 độ (175 độ F)	0.26	2.30
60%	79 độ (175 độ F)	0.27	2.45
70%	66 độ (150 độ F)	0.11	1.62

Nguồn: Bảng dữ liệu ăn mòn axit sulfuric của Haynes International, bảng dữ liệu hợp kim HASTELLOY G-30 và G-35 (Công việc của Phòng thí nghiệm ăn mòn 449-82 và 45-02).

Ở đây, thứ hạng hoàn toàn thay đổi: ở nồng độ axit sulfuric 40% và nhiệt độ 93 độ, G-30 chạy chậm hơn khoảng mười lần so với G-35 (0,54 so với. 5.41 mm/y). Đây là kết quả thực tế của việc bổ sung đồng và vonfram của G-30, và điều đó có nghĩa là G-35 mới hơn, hợp kim nặng hơn không phải là một bản nâng cấp phổ biến - đối với một nhà máy chạy dòng axit sunfuric cường độ trung bình trong cửa sổ nhiệt độ này, G-30 rất có thể là sự lựa chọn tốt hơn về mặt kỹ thuật và kinh tế hơn.

G-35 mang lại biên độ chống lại sự tấn công cục bộ của clorua rộng hơn đáng kể so với G-30 -, nhiệt độ rỗ tới hạn cao hơn 40 độ và nhiệt độ kẽ hở tới hạn cao hơn 20 độ trong clorua sắt đã axit hóa - và chống lại sự nứt do ăn mòn do ứng suất clorua vô thời hạn khi đun sôi 45% magie clorua, trong khi G-30 cuối cùng bị nứt.

How Do G-30 and G-35 Compare for Pitting Crevice Corrosion and Chloride Stress-Corrosion Cracking

Clorua tập trung dưới cặn và lắng đọng bên trong thiết bị bay hơi axit photphoric, do đó,-khả năng chống ăn mòn cục bộ - chứ không chỉ khả năng chống axit số lượng lớn - thường chi phối-tuổi thọ của ống trong thế giới thực. Đây là chế độ lỗi cụ thể mà G-35 được thiết kế để đẩy lùi.

hợp kim	CPT, ASTM G48 (độ)	CCT, ASTM G48 (độ)	Thời gian SCC, sôi 45% MgCl2 (ASTM G36)
thép không gỉ 316L	15	0	2 h
254SMO	60	30	24 h
Hastelloy G-30	55	25	168 h
Hastelloy G-35	95	45	Không bị nứt trong 1.008 giờ
Hợp kim 625	100	40	Không bị nứt trong 1.008 giờ

Nguồn: Dữ liệu nhiệt độ rỗ/kẽ hở tới hạn của Haynes International (axit hóa 6% FeCl3, ASTM G48) và dữ liệu ứng suất- về vết nứt ăn mòn (sôi 45% MgCl2, ASTM G36), bảng dữ liệu hợp kim HASTELLOY G-30 và G-35.

Nhiệt độ rỗ tới hạn 95 độ của G-35 xếp nó ngang hàng với Hợp kim 625 và khả năng chống nứt vô thời hạn trong thử nghiệm magie clorua 1.008- giờ -, kết quả tương tự mà 625 - đạt được là lợi thế quyết định đối với thiết bị bay hơi, bộ trao đổi nhiệt hoặc bất kỳ thiết bị nào có kẽ hở, miếng đệm hoặc điều kiện lắng đọng dưới mức trong dòng axit photphoric hoặc hỗn hợp chứa clorua.

Đúng. Cả hai hợp kim đều không yêu cầu-xử lý nhiệt sau mối hàn để có hiệu suất ăn mòn - cả hai đều giữ được điện trở gần với kim loại cơ bản được rèn khi-hàn và kim loại mối hàn của G-35 thực sự hoạt động tốt hơn kim loại cơ bản được rèn của chính nó trong axit sulfuric đậm đặc (90%).

Tình trạng	Kim loại mối hàn G-30 (mm/y)	G-30 rèn (mm/y)	Kim loại mối hàn G-35 (mm/y)	G-35 rèn (mm/y)
H2SO4 90%, 66 độ	2.60	2.61	1.69	3.12
HCl 20%, 38 độ	0.52	0.30	0.45	0.42
HNO3 70%, sôi	0.14	0.14	0.12	0.10

Nguồn: Haynes International tất cả-mối hàn-kim loại (dạng chữ thập GMAW nhiều{2}}vượt qua) so với dữ liệu về ăn mòn kim loại trên đế rèn-, bảng dữ liệu hợp kim HASTELLOY G-30 và G-35.

Cả hai hợp kim đều đủ tiêu chuẩn cho GTAW, GMAW và SMAW bằng cách sử dụng các kim loại phụ phù hợp - ERNiCrMo-11/ENiCrMo-11 cho G-30 và ERNiCrMo-22/ENiCrMo-22 cho G-35 - và cả hai đều được cung cấp ở dạng được ủ qua máy nghiền, chỉ yêu cầu ủ lại sau khi tạo hình nóng hoặc gia công nguội vượt quá khoảng 7% sợi bên ngoài độ giãn dài, không phải là yêu cầu chống ăn mòn cho mối hàn.

G-30 và G-35 về cơ bản có mức độ bền tối thiểu giống hệt nhau ở nhiệt độ phòng, nhưng G-35 có độ dẻo và độ cứng cao hơn trong điều kiện ủ trong máy và cả hai hợp kim đều cứng lại nhanh hơn thép không gỉ austenit, cần được ủ trung gian trong quá trình tạo hình nguội mạnh.

How Do Mechanical Properties and Fabrication Characteristics Compare

Thuộc tính (RT, tấm 0,5 in / 12,7 mm)	Hastelloy G-30	Hastelloy G-35
Cường độ năng suất bù 0,2%	317 MPa (46 ksi)	317 MPa (46 ksi)
Độ bền kéo cuối cùng	689 MPa (100 ksi)	689 MPa (100 ksi)
Độ giãn dài	64%	72%
Độ cứng (tấm)	80 HRB	87 HRB
Nhiệt độ ủ	1.177 độ (2.150 độ F)	1.121 độ (2.050 độ F)

Nguồn: Dữ liệu độ bền kéo và độ cứng của Haynes International, bảng dữ liệu hợp kim HASTELLOY G-30 và G-35.

Cả hai hợp kim đều được bao phủ bởi một-bộ thông số kỹ thuật hình thức sản phẩm ASTM/ASME-gần như song song và có chung tiêu chuẩn dịch vụ NACE MR0175/ISO 15156 chua-, nhưng chúng mang các số thông số kỹ thuật khác nhau cho tấm/tấm và thanh/thanh, cũng như các chi tiết về chỉ định kim loại-phụ - AWS khác nhau quan trọng khi viết thông số kỹ thuật mua sắm và đánh giá chứng chỉ nhà máy-.

Hình thức/yêu cầu sản phẩm	Hastelloy G-30 (N06030)	Hastelloy G-35 (N06035)
Tấm, tấm, dải	ASTM/ASME B582 / SB582	ASTM/ASME B575 / SB575
Phôi, que, thanh	ASTM/ASME B581 / SB581	ASTM/ASME B574 / SB574
Ống và ống liền mạch	ASTM/ASME B622 / SB622	ASTM/ASME B622 / SB622
Ống & ống hàn	ASTM/ASME B619, B626 / SB619, SB626	ASTM/ASME B619, B626 / SB619, SB626
phụ kiện	ASTM/ASME B366, B462	ASTM/ASME B366, B462
rèn	ASTM/ASME B462	ASTM/ASME B564, B462 / SB564, SB462
Điện cực tráng	AWS A5.11, ENiCrMo-11	AWS A5.11, ENiCrMo-22
Dây/thanh trần	AWS A5.14, ERNiCrMo-11	AWS A5.14, ERNiCrMo-22
Trình độ dịch vụ- chua chát	NACE MR0175 / ISO 15156	NACE MR0175 / ISO 15156, Trường hợp mã ASME 2484
Werkstoff / DIN	2.4603, NiCr30FeMo	2.4643, NiCr33Mo8

Nguồn: Bảng "Thông số kỹ thuật và mã" của Haynes International, bảng dữ liệu hợp kim HASTELLOY G-30 và G-35.

Chỉ định G-35 cho thiết bị axit photphoric-quy trình ướt mới, axit nitric hoặc axit-oxy hóa hỗn hợp và bất kỳ dịch vụ clorua-bị bẩn hoặc kẽ hở{6}}; chỉ định G-30 cho các hệ thống hiện có đã đủ tiêu chuẩn về hóa học đó và cho axit sulfuric nồng độ trung bình (30-70%) ở nhiệt độ vừa phải, nơi nó hoạt động mạnh hơn và kinh tế hơn.

Which Alloy Should You Specify G-30 or G-35

Chọn G-35 vì:Nồng độ axit và nhiệt độ cao hơn trong thiết bị bay hơi axit photphoric hoặc-các bó ống bay hơi mới.
Chọn G-35 vì:Mạch tẩy và làm sạch axit nitric hoặc hỗn hợp-axit nitric.
Chọn G-35 vì:Thiết bị có kẽ hở, miếng đệm, cặn hoặc các tình trạng khác dễ bị rỗ clorua, kẽ hở tấn công hoặc ứng suất clorua-nứt do ăn mòn.
Chọn G-35 vì:Các cụm hàn có độ dẻo và độ bền cao hơn trong điều kiện-được hàn được đánh giá cao.
Chọn G-30 vì:Dịch vụ axit sulfuric có nồng độ trung bình (30-70%) ở 66-93 độ, trong đó việc bổ sung đồng mang lại lợi thế thực sự dựa trên dữ liệu so với G-35.
Chọn G-30 vì:Các chương trình nhà máy và phụ tùng hiện tại đã đủ tiêu chuẩn và dự trữ trên G-30, trong đó việc chuyển đổi hợp kim sẽ làm tăng thêm độ phức tạp trong việc mua sắm mà không cần đến sự ăn mòn.
Chọn G-30 vì:Các dự án-có ngân sách hạn chế trong đó hàm lượng niken, crom và molypden thấp hơn của G-30 mang lại lợi thế thực sự về chi phí đầu tiên và điều kiện dịch vụ nằm trong phạm vi đã được chứng minh của nó.

Trong mọi trường hợp, hãy-kiểm tra chéo lựa chọn dựa trên thành phần hóa học thực tế của thực vật - bao gồm clorua, florua và mức tạp chất axit-sulfuric-tự do trong-axit photphoric - trong quy trình ướt vì dữ liệu ăn mòn được công bố của cả hai hợp kim đều được tạo ra ở cấp độ thuốc thử- hoặc dung dịch thử nghiệm xác định và bản thân Haynes International cũng khuyến nghị xác minh hiện trường trước khi sử dụng trong công nghiệp.

Hỏi: Sự khác biệt chính giữa Hastelloy G-30 và G-35 là gì?

A: G-35 (UNS N06035) có hàm lượng crom (33,2% so với. 30%) và molypden (8,1% so với. 5.5%) cao hơn và ít sắt hơn (tối đa 2% so với. 15%) so với G-30 (UNS N06030). Điều này giúp G-35 có khả năng chống lại axit photphoric, axit nitric và rỗ clorua tốt hơn, trong khi G-30 vẫn giữ được lợi thế trong axit sunfuric nồng độ trung bình nhờ bổ sung đồng.

Câu hỏi: Hastelloy G{1}}35 có phải là sản phẩm thay thế trực tiếp cho G-30 không?

A: Không phổ biến. G-35 là lựa chọn mạnh mẽ hơn cho hầu hết các dịch vụ rỗ photphoric, nitric và clorua-, nhưng dữ liệu được công bố của Haynes International cho thấy G-30 hoạt động tốt hơn G-35 trong axit sulfuric sôi và gần sôi 30-70%, do đó, chất thay thế phải được kiểm tra dựa trên thành phần hóa học và nhiệt độ axit thực tế.

Câu hỏi: Hợp kim nào tốt hơn cho thiết bị bay hơi axit photphoric trong quy trình ướt?

A: G-35 cho thấy tốc độ ăn mòn thấp hơn G-30 trên hầu hết phạm vi 50-80% P2O5 và nhiệt độ rỗ tới hạn của nó (95 độ) và nhiệt độ kẽ hở (45 độ) cao hơn nhiều so với G-30 (55 độ và 25 độ), khiến nó trở thành lựa chọn mạnh mẽ hơn khi clorua tập trung bên dưới cặn.

Câu hỏi: G-30 và G-35 có cần xử lý nhiệt sau hàn không?

A: Không. Cả hai hợp kim đều là-dung dịch rắn được tăng cường và duy trì khả năng chống ăn mòn gần giống với kim loại cơ bản được rèn trong điều kiện-hàn như được hàn bằng cách sử dụng các kim loại phụ GMAW, GTAW hoặc SMAW phù hợp.

Hỏi: G-35 so sánh với Hợp kim 625 trong axit photphoric và hỗn hợp như thế nào?

A: Dữ liệu so sánh của Haynes International xếp G-35 gần với Hợp kim 625 về khả năng kháng axit clohydric và sulfuric cũng như ở nhiệt độ rỗ tới hạn (95 độ đối với G-35 so với. 100 độ đối với 625), khiến G-35 trở thành một lựa chọn thay thế mạnh mẽ, thường tiết kiệm chi phí hơn trong hoạt động của axit photphoric và axit hỗn hợp.

Hỏi: Những tiêu chuẩn ASTM nào bao gồm ống và ống Hastelloy G-30 và G-35?

A: Cả hai hợp kim đều dùng chung tiêu chuẩn ASTM B622 cho ống và ống liền mạch và tiêu chuẩn ASTM B619/B626 cho ống và ống hàn. Tấm và tấm khác nhau: ASTM B582 cho G-30 so với ASTM B575 cho G-35; thanh và thanh khác nhau tương tự: ASTM B581 cho G-30 so với ASTM B574 cho G-35.

Hỏi: G-30 hoặc G-35 có thể được sử dụng khi có clorua trong axit không?

A: Có, cả hai đều được phát triển với lưu ý đến axit photphoric-ướt{1}}bị nhiễm clorua, nhưng G-35 mang lại giới hạn an toàn lớn hơn đáng kể: nó chống lại hiện tượng nứt trong hơn 1.008 giờ khi đun sôi 45% magie clorua, trong khi G-30 bị nứt sau 168 giờ.