Hastelloy G-30 vs G-35: dati sulla resistenza alla corrosione dell'acido fosforico e degli acidi misti

Contenuto

1. Cosa sono Hastelloy G-30 e G-35 e in cosa differiscono le loro composizioni?
2. Quale lega resiste meglio all'acido fosforico-di processo umido?
3. Come si confrontano G-30 e G-35 nel servizio con acido nitrico e acido ossidante misto?
4. Quale lega ha prestazioni migliori nella riduzione degli acidi - cloridrico e solforico?
5. Come si confrontano G-30 e G-35 per vaiolatura, corrosione interstiziale e fessurazione da corrosione da stress da cloruri?
6. G-30 e G-35 mantengono la resistenza alla corrosione nella condizione in cui sono saldati?
7. Come si confrontano le proprietà meccaniche e le caratteristiche di fabbricazione?
8. Quali standard ASTM, ASME e di settore regolano il G-30 e il G-35?
9. Quale lega dovresti specificare - G-30 o G-35?
10. Domande frequenti

Cosa sono Hastelloy G-30 e G-35 e in cosa differiscono le loro composizioni?

G-35 (UNS N06035) è un'evoluzione a più alto-cromo, a-molibdeno e a basso-ferro del G-30 (UNS N06030), appositamente-costruito da Haynes International per estendere la resistenza alla corrosione oltre l'involucro originale di acido fosforico con processo a umido del G-30 in condizioni di ossidazione e contaminazione da cloruro più severe.

Entrambe le leghe appartengono alla famiglia "G" di nichel-cromo-molibdeno sviluppata specificatamente per la produzione di acido fosforico con processo-a umido - uno degli ambienti industriali più corrosivi, poiché l'acido commerciale contiene acido solforico non reagito, ioni fluoruro e ioni cloruro insieme all'acido fosforico primario. G-30 è stata la soluzione di prima-generazione; Il G-35 è stato introdotto successivamente con una chimica più snella e con un contenuto di cromo più elevato-che rimuove la maggior parte del ferro e sostituisce la strategia di rame e tungsteno del G-30 con una maggiore quantità di cromo e molibdeno.

Fonte: schede tecniche sulla composizione nominale di Haynes International per le leghe HASTELLOY G-30 e G-35.

La differenza metallurgica più importante è il ferro: G-30 contiene il 15% di ferro mentre G-35 ha un limite massimo del 2%. Il ferro diluisce la pellicola passiva ricca di cromo- ed è ampiamente dannoso per le prestazioni negli acidi ossidanti, che è il motivo principale per cui la chimica più alta-Cr e a basso contenuto di Fe di G-35 fa un passo avanti nell'acido fosforico e nitrico nonostante le due leghe condividano una simile filosofia di progettazione nichel-cromo-molibdeno.

Quale lega resiste meglio all'acido fosforico-di processo umido?

G-35 mostra tassi di corrosione sostanzialmente inferiori rispetto a G-30 nella maggior parte della gamma di acido fosforico con processo a umido-commercialmente rilevante, sebbene le due leghe convergano - e G-30 sia leggermente in vantaggio - nella singola condizione più severa testata: 85% di acido a ebollizione continua.

L'acido fosforico con processo-umido (P₂O₅) viene prodotto digerendo la roccia fosfatica con acido solforico e viene progressivamente concentrato da circa il 30% fino al 54% di P₂O₅ attraverso una serie di evaporatori; entrambe le leghe sono state sviluppate e testate appositamente per questo compito, incluso l'acido di processo a umido al 36/48/54%-a 121 gradi (250 gradi F) fornito da un produttore della Florida. I dati di ebollizione del grado-del reagente riportati di seguito isolano l'effetto della resistenza all'acido-su base simile-per-uguale.

Fonte: tabelle di corrosione dell'acido fosforico di grado - dei reagenti Haynes International, schede tecniche delle leghe HASTELLOY G-30 e G-35 (Corrosion Laboratory Jobs 5-03, 30-04, 449-82).

Con una percentuale di acido pari al 60-80%, il tasso di corrosione del G-35 è inferiore del 30-75% rispetto a quello del G-30: una differenza significativa per la durata del tubo dell'evaporatore. L'inversione all'85% di ebollizione è un utile promemoria del fatto che la classificazione delle leghe nel servizio acido è condizione-specifica: per i punti di lavoro dell'acido fosforico più concentrati e più caldi, i dati di servizio o i test dei coupon nelle condizioni effettive dell'impianto dovrebbero confermare la selezione piuttosto che presumere che la tendenza generale si mantenga all'estremità estrema dell'intervallo.

Come si confrontano G-30 e G-35 nel servizio con acido nitrico e acido ossidante misto?

Il contenuto di cromo più elevato del G-35 gli conferisce un tasso di corrosione costante, circa 2-3 volte inferiore rispetto al G-30 per ogni concentrazione corrispondente di acido nitrico bollente, rendendolo il candidato più forte per i bagni di decapaggio con acido nitrico, il servizio misto di decapaggio inossidabile nitrico/fluoridrico e altri flussi fortemente ossidanti o di acido misto contenenti acido nitrico.

Fonte: tabelle Haynes International sulla corrosione dell'acido nitrico, schede tecniche delle leghe HASTELLOY G-30 e G-35 (Corrosion Laboratory Job 6-03).

Il contenuto di cromo è il principale motore della passività negli acidi ossidanti e i grafici comparativi a linee di 0,1 mm/a di Haynes International collocano le prestazioni di G-35 vicine a quelle della lega 625 in acido cloridrico e solforico - una barra materialmente più alta di G-30, la cui linea di 0,1 mm/a nell'acido solforico si trova leggermente al di sopra di 625. Per qualsiasi flusso di acido misto-in cui il componente ossidante (di tipo nitrico) domina il meccanismo di corrosione, G-35 è la specifica più conservativa e in genere più economica a lungo termine, poiché una minore tolleranza alla corrosione può tradursi in sezioni di parete più sottili e intervalli di manutenzione più lunghi.

Quale lega ha prestazioni migliori nella riduzione degli acidi - cloridrico e solforico?

G-35 mostra tassi di corrosione inferiori rispetto a G-30 nell'acido cloridrico e solforico bollente e diluito, ma G-30 è misurabile - in alcuni casi drammaticamente - migliore del G-35 nella fascia di acido solforico a concentrazione media (30-70%) a 66-93 gradi (150-200 gradi F), dove l'aggiunta di rame del G-30 fornisce ancora un valore reale e quantificabile vantaggio. Nessuna delle due leghe è la prima scelta per il servizio acido riducente concentrato; Le leghe Hastelloy come C-276 o B-3 sono generalmente più adatte qui.

Acido bollente e diluito: G-35 avanti

Fonte: tabelle Haynes International sulla corrosione dell'acido cloridrico e solforico, schede tecniche delle leghe HASTELLOY G-30 e G-35.

Il risultato dell'HCl bollente al 2% è il dato eccezionale: la velocità di corrosione di G-30 balza a 9,47 mm/a - una velocità essenzialmente inutilizzabile per un limite di pressione - mentre G-35 si mantiene a 0,05 mm/a, quasi 200 volte inferiore. Questo divario da solo esclude il G-30 per qualsiasi punto di lavoro di HCl diluito e bollente che il G-35 può gestire comodamente.

Acido solforico a media-concentrazione a 66-93 gradi: G-30 avanti

Fonte: tabelle Haynes International sulla corrosione dell'acido solforico, schede tecniche delle leghe HASTELLOY G-30 e G-35 (Corrosion Laboratory Jobs 449-82 e 45-02).

Qui la classifica si ribalta completamente: al 40% di acido solforico e 93 gradi, G-30 funziona circa dieci volte più lentamente di G-35 (0,54 contro . 5.41 mm/a). Questo è il vantaggio pratico delle aggiunte di rame e tungsteno del G-30, e significa che il G-35 più nuovo e più pesantemente legato non è un aggiornamento universale: per un impianto che utilizza flussi di acido solforico a media resistenza in questa finestra di temperatura, G-30 è molto probabilmente la scelta tecnicamente migliore e più economica.

Come si confrontano G-30 e G-35 per vaiolatura, corrosione interstiziale e fessurazione da corrosione da stress da cloruri?

G-35 fornisce un margine sostanzialmente più ampio contro l'attacco localizzato del cloruro rispetto a G-30 -, una temperatura critica di vaiolatura più alta di 40 gradi e una temperatura interstiziale critica di 20 gradi più alta nel cloruro ferrico acidificato - e resiste alla rottura da tensocorrosione da cloruro per un tempo indefinito in cloruro di magnesio bollente al 45%, mentre il G-30 alla fine si rompe.

I cloruri si concentrano sotto le incrostazioni e si depositano all'interno degli evaporatori di acido fosforico, quindi la-resistenza alla corrosione localizzata - non solo la resistenza agli acidi in massa - spesso governa la vita reale-dei tubi nel mondo. Questa è la modalità di guasto specifica per cui il G-35 è stato progettato per respingere.

Fonte: dati Haynes International sulla temperatura critica di vaiolatura/interstizio (acidificato 6% FeCl3, ASTM G48) e dati sulla tenso{3}}corrosione (ebollizione 45% MgCl2, ASTM G36), schede tecniche delle leghe HASTELLOY G-30 e G-35.

La temperatura critica di vaiolatura di 95 gradi di G-35 lo colloca nella stessa classe della lega 625 e la sua resistenza indefinita alle fessurazioni nel test di 1.008-ore con cloruro di magnesio - lo stesso risultato ottenuto da 625 - è un vantaggio decisivo per evaporatori, scambiatori di calore o qualsiasi attrezzatura con fessure, guarnizioni o condizioni di sottodepositi in acido fosforico o misto contenente cloruro flussi.

G-30 e G-35 mantengono la resistenza alla corrosione nella condizione in cui sono saldati?

SÌ. Nessuna delle due leghe richiede un trattamento termico post-saldatura per le prestazioni di corrosione - entrambe mantengono la resistenza vicino al metallo base lavorato come-saldato, e il metallo saldato del G-35 effettivamente supera il proprio metallo base lavorato in acido solforico concentrato (90%).

Fonte: dati Haynes International sulla corrosione di tutti i metalli-saldati-(multi-passaggio GMAW cruciforme) rispetto a quelli sulla corrosione dei metalli di base-lavorati, schede tecniche delle leghe HASTELLOY G-30 e G-35.

Entrambe le leghe sono qualificate per GTAW, GMAW e SMAW utilizzando metalli d'apporto corrispondenti - ERNiCrMo-11/ENiCrMo-11 per G-30 e ERNiCrMo-22/ENiCrMo-22 per G-35 - ed entrambe vengono fornite ricotte, con ricottura richiesta solo dopo la formatura a caldo o lavorazione a freddo superiore a circa il 7% di allungamento della fibra esterna, non come requisito di resistenza alla corrosione per le saldature.

Come si confrontano le proprietà meccaniche e le caratteristiche di fabbricazione?

G-30 e G-35 condividono livelli di resistenza minima essenzialmente identici a temperatura ambiente, ma G-35 offre duttilità e durezza più elevate allo stato ricotto ed entrambe le leghe induriscono più velocemente degli acciai inossidabili austenitici, richiedendo ricotture intermedie durante la formatura pesante a freddo.

Fonte: dati Haynes International su trazione e durezza, schede tecniche delle leghe HASTELLOY G-30 e G-35.

Quali standard ASTM, ASME e di settore regolano il G-30 e il G-35?

Entrambe le leghe sono coperte da un insieme quasi-parallelo di specifiche di forma del prodotto- ASTM/ASME e condividono la qualifica di servizio acido NACE MR0175/ISO 15156-, ma riportano numeri di specifica diversi per lamiera/piastra e barra/barra e diverse designazioni di metallo d'apporto AWS -dettagli - dettagli che contano quando si scrivono le specifiche di approvvigionamento e le revisioni dei certificati-di acciaieria.

Fonte: tabelle Haynes International "Specifiche e codici", schede tecniche delle leghe HASTELLOY G-30 e G-35.

Quale lega dovresti specificare - G-30 o G-35?

Specificare G-35 per le nuove apparecchiature per l'acido fosforico-con processo a umido, per il servizio di acido nitrico o ossidante misto-e qualsiasi servizio-sporco o soggetto a fessure-di cloruro; specificare G-30 per i sistemi esistenti già qualificati su quella chimica e per il servizio di acido solforico a media concentrazione (30-70%) a temperatura moderata, dove ha le prestazioni più forti ed economiche.

• Scegli G-35 per:Concentrazioni e temperature di acido più elevate negli evaporatori di acido fosforico o nei nuovi-fasci tubieri dell'evaporatore.
• Scegli G-35 per:Circuiti di decapaggio e pulizia con acido nitrico o acido nitrico misto-.
• Scegli G-35 per:Attrezzature con fessure, guarnizioni, depositi o altre condizioni soggette a vaiolatura da cloruro, attacco di fessure o fessurazione da corrosione da stress da cloruro-.
• Scegli G-35 per:Assiemi saldati in cui sono apprezzate duttilità e tenacità più elevate nella condizione as-saldata.
• Scegli G-30 per:Servizio di acido solforico a media-concentrazione (30-70%) a 66-93 gradi, dove l'aggiunta di rame offre un vantaggio reale e supportato da dati rispetto al G-35.
• Scegli G-30 per:Impianti esistenti e programmi di ricambi già qualificati e riforniti su G-30, dove il cambio delle leghe aggiunge complessità all'approvvigionamento senza necessità legate alla corrosione.
• Scegli G-30 per:Progetti con budget-limitato in cui il contenuto inferiore di nichel, cromo e molibdeno del G-30 offre un reale vantaggio in termini di primo costo e le condizioni del servizio rientrano nei limiti comprovati.

In tutti i casi, effettuare un controllo incrociato-della selezione con la chimica reale dell'impianto - compresi i livelli di impurità di cloruro, fluoruro e acido-solforico-libero nell'acido fosforico di processo-umido - poiché i dati sulla corrosione pubblicati di entrambe le leghe vengono generati in soluzioni di test di grado-reagente o definite e la stessa Haynes International consiglia la verifica sul campo prima dell'uso industriale.

Domande frequenti

D: Qual è la differenza principale tra Hastelloy G-30 e G-35?

A: Il G-35 (UNS N06035) ha una maggiore quantità di cromo (33,2% contro. 30%) e molibdeno (8,1% contro. 5.5%) e molto meno ferro (2% massimo contro. 15%) rispetto al G-30 (UNS N06030). Ciò conferisce al G-35 una migliore resistenza all'acido fosforico, all'acido nitrico e alla vaiolatura del cloruro, mentre il G-30 mantiene un vantaggio nell'acido solforico a media concentrazione grazie alla sua aggiunta di rame.

D: Hastelloy G-35 è un sostituto diretto del G-30?

A: Non universalmente. G-35 è la scelta più forte per la maggior parte dei servizi di denocciolatura di fosforico, nitrico e cloruro-, ma i dati pubblicati da Haynes International mostrano che il G-30 supera il G-35 nell'acido solforico al 30-70% bollente e quasi bollente, quindi la sostituzione dovrebbe essere verificata rispetto alla chimica e alla temperatura effettive dell'acido.

D: Quale lega è migliore per gli evaporatori di acido fosforico con processo-umido?

A: Il G-35 mostra tassi di corrosione inferiori rispetto al G-30 nella maggior parte dell'intervallo 50-80% P2O5, e la sua temperatura critica di vaiolatura (95 gradi) e la temperatura interstiziale (45 gradi) sono molto più elevate di quelle del G-30 (55 gradi e 25 gradi), rendendolo la scelta più forte dove i cloruri si concentrano sotto i depositi.

D: G-30 e G-35 richiedono un trattamento termico post-saldatura?

A: No. Entrambe le leghe sono-rinforzate con una soluzione solida e mantengono la resistenza alla corrosione vicino al metallo di base lavorato nella condizione-saldata utilizzando metalli d'apporto GMAW, GTAW o SMAW abbinati.

D: Come si confronta il G-35 con la lega 625 negli acidi fosforici e misti?

A: I dati comparativi di Haynes International posizionano il G-35 vicino alla lega 625 nella resistenza all'acido cloridrico e solforico e nella temperatura critica di vaiolatura (95 gradi per G-35 contro . 100 gradi per 625), rendendo il G-35 un'alternativa forte, spesso più conveniente in termini di costi per l'acido fosforico e gli acidi misti.

D: Quali standard ASTM coprono i tubi e i tubi Hastelloy G-30 e G-35?

A: Entrambe le leghe condividono ASTM B622 per tubi senza saldatura e ASTM B619/B626 per tubi e tubi saldati. Piastra e foglio differiscono: ASTM B582 per G-30 contro ASTM B575 per G-35; asta e barra differiscono in modo simile: ASTM B581 per G-30 contro ASTM B574 per G-35.

D: È possibile utilizzare G-30 o G-35 laddove nell'acido sono presenti cloruri?

A: Sì, entrambi sono stati sviluppati pensando all'acido fosforico con processo umido-contaminato da cloruro-, ma il G-35 offre un margine di sicurezza sostanzialmente più ampio: ha resistito alla fessurazione per oltre 1.008 ore in cloruro di magnesio bollente al 45%, mentre il G-30 si è rotto dopo 168 ore.