Yüksek Performanslı Paslanmaz Çelik İnorganik Asit Dayanımı

Sülfürik asit çözeltilerindeki yüksek performanslı paslanmaz çeliklerin pasifliğe bağlı korozyon davranışı, büyük ölçüde spesifik sülfürik asit ortamının oksitleyici gücü ile belirlenir. Sülfürik çözeltiler bu açıdan oldukça değişken olabilir. Orta sınıf asit konsantrasyonları ve yüksek sıcaklıklar, saf çözeltiler ve dolayısıyla yüksek genel korozyon oranları için zayıf oksitleyici koşullar üretir. Ferrik, kuprik, nitrat ve kromatlar gibi havalandırma ve oksitleyici iyonlar, seyreltik çözeltilerin oksitleyici potansiyelini artıracak ve genel olarak paslanmaz çeliklerin daha geniş asit bileşim aralıkları ve daha yüksek sıcaklıklar üzerinde pasif davranışı sürdürmesini sağlayacaktır. Klorür veya diğer halid iyonunun varlığı, paslanmaz çelikten başka türlü stabil pasif davranış göstermesi beklendiğinde çukurlaşmaya yol açabilir. Halid iyonunun varlığı, sülfürik asit çözeltilerinde performans göz önüne alındığında önemli bir faktördür. Çözelti faktörlerinin çokluğu ve herhangi bir derecenin polarizasyon özellikleri, çok çeşitli olası korozyon hızları üretecektir. Korozyon oranları, özellikle sülfürik asit servisi için tasarlanan kalitelerde bile çok yüksek değerlere ulaşabilir. Bu nedenle, bu paslanmaz çeliklerin birçoğu sülfürik asit çözeltilerinde çok iyi olmakla birlikte, bu hizmet için malzeme seçerken tesis içi korozyon testlerinin yapılması her zaman ihtiyatlıdır.

Yüksek performanslı paslanmaz çelikler olarak tanımlanabilecek ilk paslanmaz çelikler, sülfürik asit servisi için geliştirilen kalitelerdir. Bunlar, bu yayında A-I alt grubu olarak tanımlanan östenitik kalitelerden bazılarıdır. Bu alt gruptaki kaliteler yüksek nikel içeriği ve bakır ve molibden ilaveleri ile karakterize edilir. 825 ve 20Cb-3 alaşımları, yaklaşık 60 ° C'den (140 ° F) daha düşük sıcaklıklarda tüm asit kompozisyonu aralığında servis için uygun genel amaçlı paslanmaz çeliklerdir. Yukarıda tartışıldığı gibi oksitleyici iyonlar mevcutsa, bunların faydalı aralıkları biraz daha yüksek sıcaklıklara uzatılır. Bununla birlikte, bu kaliteler nispeten düşük molibden içerdiğinden, klorür iyonlarının varlığı nispeten seyreltik çözeltilerde bile dirençlerini ciddi şekilde azaltır. Daha yüksek molibden içeren alaşım 20Mo-6, çukurlaşma koşulları altında daha iyi direnç sağlamak için geliştirilmiştir ve ayrıca orta asit kompozisyonu aralığındaki genel korozyona karşı iyi direnç sağlar.

Önerilen Makale: Çelik malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için karbon çeliği nedir sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.

Orta-yüksek asit konsantrasyonu aralığındaki A-I alt gruplarının yanı sıra, esas olarak düşük nikel içerikleri nedeniyle de performans göstermezler. Bazı dubleks ve ferritik kaliteler ayrıca saf asit çözeltilerinde düşük konsantrasyonda iyi direnç sağlayabilir. Bununla birlikte, bu paslanmaz çeliklerin verileri pasif durum için geçerlidir; östenitik kalitelerden daha düşük nikele sahip olan dubleks ve ferritik kaliteler kolayca depassiv hale gelebilir (aktive edilebilir), bu da çok yüksek korozyon oranlarına neden olur.

Çukurlaşmanın bir olasılık olduğu klorür veya diğer halid iyonlarını içeren seyreltik sülfürik asit çözeltilerinde, A-4 ila A-6 alt gruplarındaki daha yüksek molibden östenitik dereceler, A-1 alt grubundaki derecelerden daha iyi direnç verebilir. Klorür varlığı tüm kalitelerin direncini azaltırken, yüksek molibden içeren kalitelerde etki çok daha azdır. A-4 ila A-6 alt gruplarındaki kalitelerin bu koşullar altında iyi performans göstermesi, onları genellikle klorür içeren yanma ürünü asit kondensatlarını orta sıcaklıklarda işlemek için iyi adaylarken, A-1 alt grubundaki kalitelerin klorür iyonunun daha az yaygın olduğu dekapaj ve kimyasal proses uygulamalarında başarılı olur.

Sülfürik asit, normalde sülfür dioksit içeren baca gazlarında kondens olarak karşılaşılan nispeten zayıf bir asittir. Tip 304'te çukurlaşmaya neden olur, ancak genellikle sülfürik asit ve klorür veya florür iyonları eşlik etmediği sürece Tip 316 ile işlenebilir. Bununla birlikte, birçok baca gazı çok asidik olabilir ve halid iyonları içerebilir. Bu durumlarda, yüksek performanslı paslanmaz çelikler Tip 316'dan önemli ölçüde daha iyi korozyon direnci sunacaktır.

Saf fosforik asit çözeltileri sülfürik çözeltilerden daha az agresiftir, ancak nispeten düşük oksitleyici güce sahip olmaları bakımından benzerdirler. Bu nedenle, paslanmaz çelik korozyon oranları yüksek sıcaklıktaki yüksek asit konsantrasyonlarında yüksek olabilir. Korozyon oranları oksitleyici potansiyeli etkileyen veya oyuklaşmayı başlatabilecek iyonlara karşı çok hassastır. Buna göre, nitrat ve ferrik iyonlar korozyon oranlarını azaltacak ve klorür ve florür iyonları fosforik asit çözeltilerinin korozivitesini büyük ölçüde artıracaktır. Fosforik asit çözeltileri, tanecikli tanecik sınırlarına taneler arası saldırı oluşturabilir ve sıcak çözeltilerde, duyarlılık içermeyen düşük karbon derecelerinin kullanılması esastır.

Saf fosforik asit çözeltilerinde Tip 304, asit konsantrasyonlarının çoğunu ortamdan orta dereceye kadar ısıtacaktır. Tip 316, yaklaşık% 30'a kadar asit içeren çözeltilerde kullanışlılık aralığını kaynama noktasına yakın bir noktaya kadar genişletecektir. Daha yüksek sıcaklıklarda ve asit konsantrasyonlarında, yüksek performanslı kaliteler, yaklaşık% 80'e kadar asit konsantrasyonları yoluyla kaynama sıcaklıklarına kadar iyi direnç sağlayacaktır. Yüksek sıcaklık / yüksek asit konsantrasyonu aralığındaki iyi performans, öncelikle yüksek krom ve nikel içeriğine ve daha az ölçüde kalitelerde elde edilir. Dubleks kalitelerinin bazıları, muhtemelen yüksek krom ve molibden içeriklerinin yanı sıra bazı alaşımlarda tungsten ve bakır kullanımı nedeniyle orta sınıf asit konsantrasyonlarında iyi performans verecektir.

Fosforik asit çözeltileri, örneğin fosforik asit üretiminde florür veya klorür iyonlarını içerdiğinde, yüksek krom ve molibden içeren paslanmaz çelikler iyi performans verir.

Yüksek krom / yüksek molibden Alaşımlı 28 ve 20Mo-6 gibi benzer kaliteler A-2 alt grubundaki düşük krom / molibden kalitelerinin aksine bu tür ortamlarda çok iyi performans gösterir.

Hidroklorik asit çok güçlü bir indirgeyici asittir. En zayıf konsantrasyon dışındaki tüm çözeltiler oda sıcaklığında standart derecelere kolayca saldırır. Sıcak çözeltilerde hidrojen gelişimi ile korozyon oranları çok hızlıdır; bu nedenle standart kaliteler genellikle bu asidi işlemek için uygun kabul edilmez. Özellikle asitle temas eden yüzeylerin kurumasına izin verilirse, zayıf çözeltilerde çukurlaşma meydana gelebilir. Hidroklorik asit ile temas eden herhangi bir paslanmaz çelik daha sonra daima iyice durulanmalıdır.

Yüksek performanslı paslanmaz çelikler, genel asit saldırılarına karşı gelişmiş direnç gösterir, çünkü daha yüksek krom ve nikel içerikleri istikrarlı bir pasif filmin korunmasına yardımcı olur. Ayrıca yüksek krom ve molibden içeriği nedeniyle klorür çukurlarına daha dayanıklıdırlar. Ancak bu paslanmaz çelikler bile konsantre çözeltileri işlemek için kullanılamaz. 654 SMO gibi en yüksek alaşımlı östenitik kaliteler, % 10 aside yaklaşan ortam sıcaklığı çözeltilerinde faydalı direnç sağlayabilir. Bu kaliteler, düşük ila orta sıcaklıklarda seyreltik asit kondensatlarını işlemek için adaydır. Yüksek sıcaklıklarda korozyon oranları hızla artar, böylece kaynama noktasında bu kaliteler için yaklaşık% 1'den daha yüksek olmayan konsantrasyonlar düşünülebilir. Yüksek krom içerikleri nedeniyle, dubleks kaliteleri de yaklaşık % 4'e kadar hidroklorik asitte iyi direnç sağlayabilir ve korozyon oranları östenitik kalitelerden biraz daha az sıcaklığa duyarlıdır. Bir miktar nikel içeren ferritik kaliteler ayrıca yaklaşık % 1 aside kadar ılık çözeltilerde iyi direnç gösterir; ancak bu kaliteler kolayca uzaklaştırılır veya yüzeyleri demir kontamine olmuşsa asit çözeltisinde pasiflik oluşturamayabilir. Bu depassivasyon eğilimi, tercihli faz çözünmesine duyarlı dubleks dereceleri ile de bir olasılıktır.

Bu asit hidroklorik asitten biraz daha zayıf olarak sınıflandırılmasına rağmen, çoğu paslanmaz çelik de dahil olmak üzere birçok yapı malzemesi için çok aşındırıcıdır. Hidroflorik asidin tehlikeli doğası gereği, yüksek performanslı paslanmaz çeliklerin hidrojen florür ve çözeltilerinin işlenmesinde her türlü kullanımı ancak çok dikkatli bir şekilde ve ancak olası tüm güvenlik önlemlerinin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesinden sonra dikkate alınmalıdır. Standart paslanmaz çelik kalitelerinin oda sıcaklığında bile çok seyreltik hidroflorik asit çözeltilerine dayanıklı olduğu düşünülmemektedir. Örneğin, 60 ° C (140 ° F) 'de % 0,1'lik bir çözelti, Tip 304 ile 0,60 mm / yılı (0,024 inç / yıl) aşan bir korozyon oranı üretecektir. Yüksek performanslı paslanmaz çeliklerin bazıları orta düzeyde faydalı hizmet verebilir sıcaklıklar ve düşük asit konsantrasyonları, özellikle havalandırma veya oksitleyici tuzlar mevcut olduğunda ve sülfürik asit ile karışık çözeltilerde. Özellikle, yüksek nikel ve bakır içeren 20Cb-3 ve 825 gibi alt grup A-1 kaliteleri bu koşullar altında bir miktar direnç sağlayabilir. Yüksek nikel ve bakır ile birlikte yüksek krom ve molibden içeren kaliteler, özellikle klorür iyonu varsa, seyreltik asitte iyi direnç sağlar.
 

Standart östenitik paslanmaz çelik kaliteleri, çok yüksek asit konsantrasyonlu çözeltiler hariç, kaynama noktasına kadar tüm sıcaklıklarda nitrik asit çözeltilerine karşı çok iyi direnç gösterir. Bu nedenle, Tip 304L ve stabilize muadilleri, bu asidin üretiminde ve işlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. 316 tipi, molibden zararlı olduğu için Tip 304'den daha yüksek bir korozyon oranına sahiptir. Krom kullanımı ile nitrik asitte iyi direnç elde edilir; bu nedenle, yüksek performanslı östenitik kaliteler genellikle saf nitrik asit çözeltilerinde gelişmiş korozyon direnci sağlamaz. Çok az bilgi olmasına rağmen, yüksek dereceli molibden içeriği nedeniyle bu kalitelerin Tip 316'ya benzer davranması beklenebilir. Bununla birlikte, ASTM Standart Uygulama A 262'de tanımlandığı gibi standart tanecikler arası duyarlılık testlerini geçebilirler ve Tip 304L performansının sınırlı olabileceği nitrik asit içeren çeşitli karışık asit çözeltilerinde iyi hizmet verebilirler.

Tip 310L ve Alaşım 800 gibi ciddi nitrik asit servisi için özel olarak geliştirilmiş bazı özel dereceler vardır. Yüksek sıcaklıklara ve yüksek asit konsantrasyonlarına hizmet verilebilirlik, yüksek krom, düşük molibden ve düşük safsızlık içeriğiyle elde edilir. Daha yüksek krom ve düşük molibden yüksek performanslı dubleks çelik, 7-Mo PLUS benzer bir gelişme sağlar ve ciddi nitrik asit ortamlarında kapsamlı hizmet gördü. AL 29-4-2 gibi titanyum stabilizasyonu kullanmayan yüksek kromlu ferritik paslanmaz çelikler, yüksek sıcaklıkta nitrik asit sıvısı ve buhar ortamlarına karşı iyi bir dirence sahiptir.