Химическая обработка

Материалы из нержавеющей стали для химической обработки - что происходит, когда среда более агрессивна, чем предполагалось в спецификации

В прошлом году мне позвонил инженер специального химического предприятия. Они установили трубу из нержавеющей стали 304 для линии разбавления соляной кислоты. Концентрация была низкой - около 3% при температуре окружающей среды. На бумаге с 304 все должно было быть в порядке.

Восемнадцать месяцев спустя они обнаружили точечные утечки в трех сварных швах. Труба лопнула не везде -, а только в местах сварки. Зоны,-подвергнутые термическому воздействию, корродировали быстрее, чем основной металл. Линия все еще работала, но ее еженедельно проверяли на предмет новых утечек.

Я г-н Чжао из STAKENG METAL TECHNOLOGY. Я помогаю предприятиям химической промышленности выбирать материалы из нержавеющей стали -, основываясь не на том, что выглядит приемлемо на бумаге, а на том, что на самом деле происходит, когда среда соприкасается с металлом.

Что на самом деле происходит с материалами в химической сфере

Я работал с химическими заводами по всей стране. Картина последовательная. Сбои не всегда драматичны - ни взрывов, ни крупных разливов. Просто устойчивая деградация, которая со временем стоит денег.

Углеродистая сталь в химической сфере- Недолговечен. Для большинства кислот, щелочей и хлоридов углеродистая сталь заметно корродирует в течение нескольких месяцев. Я видел, как линии из углеродистой стали, работающие с разбавленной серной кислотой, выходили из строя менее чем за год.

нержавеющая сталь 304- Именно здесь начинаются многие химические проекты.. 304 работает с широким спектром сред: азотной кислотой, органическими кислотами, многими щелочами и чистой водой. Но у 304 есть ограничения. Хлориды в концентрации выше 200 ppm при повышенных температурах вызывают точечную коррозию. Соляная кислота, даже разбавленная, разъедает 304 сварные швы.

нержавеющая сталь 316L- Добавленный молибден придает 316L гораздо лучшую устойчивость к хлоридам и восстанавливающим кислотам. Для применений, связанных с хлоридом натрия, хлоридом кальция или разбавленной серной кислотой, минимально приемлемой маркой часто является марка 316L. У нас есть линии 316L в химической сфере, которые остаются чистыми уже 7+ лет.

Высшие сорта (Дуплекс, 904L, Хастеллой)- В очень агрессивных условиях - горячие хлориды, концентрированные кислоты, потоки смешанных кислот - стандартные марки нержавеющей стали не выдерживают. Дуплекс или 904L иногда являются единственным практичным выбором.

Две одинаковые линии, два совершенно разных результата

В 2018 году на химическом заводе на побережье Мексиканского залива были установлены две параллельные линии подачи каустика. Та же жидкость - 20% гидроксида натрия при 80 градусах. Те же характеристики трубы - 304, нержавеющая сталь. Обе линии работали непрерывно, 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.

Единственная разница заключалась в процедуре очистки. Линию А промывали водой после каждой смены партии. Линия B не содержала - остатков каустика в линии между партиями.

Через три года (осмотр 2021 г.): линия А имела незначительные пятна, но не имела коррозии. Все еще в эксплуатации. Линия B имела коррозионное растрескивание под напряжением в трех сварных швах. На заводе заменили пострадавшие секции и изменили порядок их промывки.

Разница заключалась не в марке трубы. Именно так линия эксплуатировалась и обслуживалась. Вот почему я всегда спрашиваю о полной картине обслуживания - не только о носителе, но и о температуре, циклическом использовании, очистке и времени простоя.

Ссылка на класс - из фактических записей завода

Вот что я видел в различных химических приложениях. Это взяты из реальных записей завода.

СМИ / Окружающая среда	Оценка	Наблюдаемая производительность
Азотная кислота, 30%, комнатная	304L	5+ лет, минимальная атака
Серная кислота, 5%, 50 градусов	304	12-18 месяцев (питание на сварных швах)
Та же серная кислота	316L	5+ лет, минимальная атака
Хлоридный рассол, 80 градусов	316L	2-3 года (питтинг)
Тот же хлоридный рассол	Дуплекс 2205	6+ лет (все еще в эксплуатации)

Одна вещь, которую часто упускают из виду покупатели химической продукции

Коррозия сварных швов. Я видел слишком много химических линий, где прямая труба в порядке, но сварные швы не справляются. Зона термического-воздействия вокруг сварного шва имеет другую микроструктуру и различную коррозионную стойкость, чем основной металл. В агрессивных средах в первую очередь идет сварка.

Если вы свариваете нержавеющую сталь для химической промышленности, обратите внимание на выбор присадочного металла. Используйте-легированный наполнитель (308L для 304, 316L для 316L). Также рассмотрите возможность после-обработки сварки - травления и пассивации для восстановления коррозионной стойкости зоны сварного шва. Я видел линии, где пропуск пассивации сокращал срок службы вдвое.

Что я обычно рекомендую для химической обработки

нержавеющая сталь 304- Для азотной кислоты, органических кислот, многих щелочей и не-хлоридов. Ни для соляной кислоты, ни для горячих хлоридов, ни для морской среды. Срок службы сильно зависит от температуры и концентрации.

нержавеющая сталь 316L- Для хлоридов, разбавленной серной кислоты и приложений, где 304 является предельным. Дополнительные затраты (обычно 25–35%) быстро окупаются за счет сокращения затрат на техническое обслуживание. Большинство моих клиентов, занимающихся химической переработкой, начинают здесь, если у них нет особых причин не делать этого.

Квадратная и прямоугольная труба для опор- Для трубных эстакад, опор оборудования и несущих конструкций на химических заводах класс опор должен соответствовать окружающей среде. Я видел, как опоры из углеродистой стали ржавели через 2-3 года, в то время как труба из нержавеющей стали над ними все еще была в порядке.

Три последних проекта

Проект 1: Завод специальной химии, линия по перекачке азотной кислоты.Среда: 30% азотная кислота, окруж. Рекомендуется: сварная труба 304L. Линия работает уже 4 года без проблем.

Проект 2: Химический завод, линия разбавленной серной кислоты.Средства массовой информации: 5-8% серная кислота, 60 градусов. Рекомендуется: сварная труба 316L. Почему: 304 изъязвится на сварных швах в течение 18 месяцев. Завод уже опробовал 304-й и столкнулся с неудачами.

Проект 3: Нефтехимический завод, технологический поток,-богатый хлоридами.Среда: 20 000 ppm хлоридов, 90 градусов. Рекомендуется: бесшовная труба Дуплекс 2205. Почему: 316L не прослужит долго - мы видели, как он выходил из строя за 2 года при аналогичной эксплуатации. Клиент согласился на более высокую первоначальную стоимость на ожидаемый срок службы 10+ год.

Что мне нужно от тебя

Я не могу рекомендовать оценку, не зная некоторых вещей. Что такое СМИ? Химическое название, концентрация, pH? Какая температура? Окружающая среда, подогрев, езда на велосипеде? Есть ли содержание хлорида? Какое рабочее давление? Линия непрерывная или периодическая? Существуют ли процедуры очистки или промывки?

Если у вас нет ответов на все вопросы, пришлите мне то, что знаете. Я работал с достаточным количеством химических заводов, чтобы сделать разумные предположения. Я лучше поговорю, чем отправлю вам расценки на неправильный материал.

Общие вопросы

Вопрос: 304 или 316L для разбавленной серной кислоты?О: Сплав 316L. 304 подвержен коррозии, особенно в области сварных швов. Я видел слишком много линий 304, выходивших из строя за 12-18 месяцев при работе с разбавленной серой.

Вопрос: Сварные или бесшовные для химических линий?Ответ: Для большинства химических применений сварка подходит, если марка подходящая. Проблема не в сварном шве, - проблема в химическом составе материала. При высоком-напряжении или чрезвычайно агрессивном обслуживании бесшовный подход дает вам больше прибыли.

Вопрос: Вы поставляете более высокие марки, такие как Duplex или 904L?А: Да. Для агрессивных условий, в которых 316L не прослужит долго, мы можем поставить сплавы Duplex 2205, 904L и другие высокоэффективные-сплавы. Пришлите мне вашу среду и температуру для рекомендации.

Вопрос: Предоставляете ли вы сертификаты материалов?А: Да. Мы предоставляем протоколы заводских испытаний для каждой партии. Для отслеживания мы ведем учет партий и можем привязать сертификаты к конкретным производственным циклам.

Вопрос: Почему STAKENG, а не поставщик специальных сплавов?О: Мы меньше и более гибки. Крупные поставщики сплавов, возможно, не захотят иметь дело со смешанными заказами - труб, фитингов, пластин и трубок вместе. Мы делаем. Один запрос, одно предложение, одна поставка.

---

Отрасли, которые мы обслуживаем: Химическая обработка · Нефтехимия · Специальная химия · Фармацевтические полуфабрикаты · Промышленное производство