Sut Mae Ffracsiwn Cyfaint Carbidau MC Cynradd (NbC) mewn Gwain Gwresogydd Dros-Wedi'i Sefydlogi (0.70-0.90% Nb) yn Rheoli Dwysedd Safle Cychwyn y Pwll a'r Amser Trydylliad mewn Berwi 12% Asid Hydroclorig ar 108 gradd

Yr Amgylchedd Asid Ymosodol ar gyfer Dur Di-staen Sefydlog

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), mae'r ffracsiwn cyfaint MC cynradd yn cynyddu i 0.15-0.25 %, mae dwysedd y pwll yn cynyddu i 20-50 pwll / cm2 ac mae'r amser trydylliad yn gostwng i 20-50 awr. Mae'r gydberthynas rhwng gormodedd o niobium, ffracsiwn cyfaint carbid MC cynradd, dwysedd pwll ac amser trydylliad mewn berwi 12% HCl yn cael ei feintioli yn y papur hwn.

Mecanwaith y tyllu a achosir gan garbid MC cynradd mewn HCl

Mae'r ffilm goddefol o 347 mewn asid hydroclorig berwedig yn ansefydlog (mae HCl yn asid rhydwythol). Mae'r mecanwaith cyrydiad yn ddiddymiad gweithredol gydag ymosodiad lleol ar y cynhwysiant cathodig. Mae'r gronynnau NbC cynradd yn fonheddig mewn perthynas â'r matrics ac yn weithredol yn yr adwaith esblygiad hydrogen (cathodig). Mae'r cerrynt galfanig rhwng NbC (catod) a'r matrics cyfagos (anod) yn achosi'r dadelfeniad cyflym o amgylch pob gronyn carbid. Po fwyaf yw'r cyfaint MC cynradd % yr uchaf yw dwysedd y pwll a'r mwyaf o safleoedd cathodig. Mae ymosodol uchel HCl yn achosi ymlediad cyflym o byllau trwy ddiddymu gweithredol ar ôl eu cychwyn.

Perthynas feintiol o gynnwys niobium, ffracsiwn cyfaint MC a photio mewn berwi 12% HCl

Mae'r dwyseddau cychwyn pwll a'r cyfnodau trydylliad wedi'u pennu ar gyfer profion trochi rheoledig o 347 o diwbiau gyda lefelau niobium gwahanol (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 CymharebPrimary MC Cyfaint Ffracsiwn (%)MC Maint Gronyn (µm) Dwysedd Pwll ar ôl 50 awr (pyllau/cm²) Uchafswm Dyfnder Pwll ar ôl 50 awr (µm) Amser i Trydylliad (wal 1.5 mm, oriau) Argymhellir ar gyfer Berwi 12% HCl Bil{1 } (o dan y Gwasanaeth HCl 0.5} {10}:<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)

Mae gan 347 gyfradd cyrydu gyffredinol, heb unrhyw dyllu, mewn berwi 12% HCl o tua 2 i 5 mm y flwyddyn (150 i 250 awr nes trydylliad). Mae trydylliad yn cael ei gyflymu gan ffactor o 2-5X gyda phresenoldeb carbidau MC cynradd (gan leihau amser i 20-80 awr).

Cyflwr Cyfradd Cyrydiad Cyffredinol (mm/yr) Amser Alloy i Drydylliad (1.5 mm) Modd Methiant Dominyddol 347, DS isel (0.30%)3-4 120-200 Cyffredinol + rhai pytiau 347, uchel Nb (0.80%) 5-8 60-120Pitio carlam 316L 10-20 30-60 Cyrydiad cyffredinol
Aloi 20 (Cymharu) 0.5-1 500-1,500 Titaniwm Goddefol < 0.1 > 10,000 Goddefol
Argymhellion Ymarferol ar gyfer Berwi HCl S

08 gradd , ni chynghorir 347 ar gyfer unrhyw gynnwys niobium. Fodd bynnag, os oes rhaid defnyddio 347 (ee, ar gyfer cryfder tymheredd uchel mewn mannau eraill yn y system), mae'r cyfyngiadau niobium canlynol yn lleihau cyflymiad tyllu.

Amser Gwasanaeth a Ddymunir (awr) Uchafswm Nb (wt%) Ffracsiwn Cyfaint MC Uchaf (% )Argymhelliad ar gyfer Aloi Amgen
50 0.50 0.10 Dim (oni bai ei fod yn methu)
100 0.40 0.06 317L or Alloy 20 suggested 200 Not possible N/A Alloy 20 or Alloy 825 >500 Ddim yn Bosibl Amherthnasol Titaniwm neu Aloi C-276
Casgliad: 347 mewn Gwasanaeth HCl Berwi

Ar gyfer 347 o wainau gwresogydd dur gwrthstaen mewn HCl berwi 12% ar 108 gradd, mae carbidau MC cynradd (NbC) o grynodiadau niobium mor isel â 0.40-0.50% yn gweithredu fel safleoedd tyllu, sy'n byrhau'r amser trydylliad o 150-250 awr (cyrydiad cyffredinol) i 4. Ar lefelau uwch o niobium gor-sefydlog (0.70-0.90%), mae dwysedd y pyllau o 20-50 tyllau/cm 2 yn lleihau ymhellach yr amser i drydylliad i 15-35 awr. 347 ar gyfer peirianwyr sy'n pennu gwresogyddion ar gyfer gwasanaeth berwi asid hydroclorig. Mae angen Alloy 20 (Carpenter 20), Alloy 825 (Incoloy 825) neu ditaniwm ar gyfer gwasanaeth sydd angen ymwrthedd i HCl ar dymheredd uchel. Mae'r gwaith hwn yn darparu patrwm ar gyfer osgoi 347 mewn gosodiadau asid sy'n lleihau'n llym gan y gydberthynas rhwng gormodedd o niobium a ffracsiwn cyfaint carbid MC cynradd a thyllu cyflym mewn HCl berwi 12%.