Hastelloy G30 (UNS N06030)היא סגסוגת ברזל של ניקל-כרום-. פותחה על ידי היינס אינטרנשיונל, סגסוגת זו מציעה שילוב ייחודי של עמידות בפני חומצות מחמצנות ומפחיתות כאחד.
מאמר זה מספק סקירה מקיפה של מאפייני צלחת Hastelloy G30 והשימושים בהם.
צלחת Hastelloy G30מאפייני מפתח
1. עמידות יוצאת דופן בפני רטוב-לעיבוד חומצה זרחתית
Hastelloy G30 מוכיח עמידות מוכחת לחומצה זרחתית- רטובה, לאחר ששימש בהצלחה בצינורות מאייד במשך למעלה מ-30 שנה.
חומצה זרחתית רטובה-(P₂O₅) מיוצרת על ידי תגובה של סלע פוספט עם חומצה גופרתית. תהליך תעשייתי זה יוצר סביבה קורוזיבית ביותר המכילה זיהומים כגון חומצה גופרתית שלא הגיבה, יונים מתכתיים, יוני פלואוריד ויוני כלוריד. החומצה חייבת להיות מרוכזת באמצעות אידוי, בדרך כלל בין כ-30% ל-54% ריכוז P₂O₅, באמצעות צינורות מתכתיים שחייבים לעמוד בפני קורוזיה מתמשכת.
סגסוגת G30 מצטיינת בסביבה זו בזכות תכולת הכרום הגבוהה שלה בשילוב עם תוספות מוליבדן ונחושת. בדיקות מעבדה שנערכו ב-121 מעלות בחומצה זרחתית- רטובה בפועל מיצרני פלורידה אישרו את הביצועים המעולים של הסגסוגת. דיאגרמות ה-iso-הקורוזיה שפותחו על ידי היינס אינטרנשיונל מראים ש-G30 שומר על שיעורי קורוזיה מתחת ל-0.1 מ"מ לשנה בטווח רחב של ריכוזי חומצה וטמפרטורות, ועולה משמעותית על פלדות אל חלד סטנדרטיות כמו 316L ואפילו סגסוגות ניקל מתחרות רבות.
2. עמידות מעולה לחומצות מחמצנות
תכולת הכרום הגבוהה של G30 מספקת עמידות יוצאת דופן לחומצות מחמצנות כגון חומצה חנקתית ותערובות המכילות חומצה חנקתית.
עם כ-30% כרום-אחת הרמות הגבוהות ביותר מבין סגסוגות-על ניקל-יוצר G30 שכבת תחמוצת יציבה ומגינה על פני השטח שלו כאשר הוא נחשף לסביבות מחמצנות. סרט פסיבי זה מגן ביעילות על המתכת הבסיסית מפני התקפה על ידי חומצה חנקתית, חומצה גופרתית ותערובות מורכבות כגון שילובי חומצה הידרוכלורית חנקתית- וחנקתית-.
נתוני בדיקה מראים כי G30 שומר על שיעורי קורוזיה מתחת ל-0.1 מ"מ לשנה בריכוזי חומצה גופרתית של עד 50% בטמפרטורות המתקרבות ל-80 מעלות. בסביבות חומצה חנקתית, הסגסוגת מפגינה עמידות גדולה עוד יותר, מה שהופך אותה למתאימה לפעולות כבישת מתכות ולציוד עיבוד כימי שבהם שוררים תנאי חמצון.
3. עמידות מתונה בפני חומצות מפחיתות
באמצעות תכולת המוליבדן והנחושת שלו, ל-G30 יש עמידות משמעותית להפחתת חומצות כגון חומצות הידרוכלוריות וגופרית.
בעוד ש-G30 אינו מיועד בעיקר לסביבות צמצום טהורות-בהן סגסוגות כמו Hastelloy B-סדרה מצטיינות-, הוא מציע ביצועים מאוזנים שמתגלים כבעלי ערך בתהליכים תעשייתיים מורכבים שבהם תנאי החומצה משתנים בין מצבי חמצון להפחתה. הסגסוגת מכילה כ-5.5% מוליבדן ו-2% נחושת, שניהם משפרים עמידות לחומצה הידרוכלורית וחומצה גופרתית בתנאים מפחיתים.
בדיקת קורוזיה מגלה ש-G30 שומר על שיעורי קורוזיה מתחת ל-0.1 מ"מ לשנה בריכוזי חומצה הידרוכלורית של עד 2.5% ב-150 מעלות פרנהייט ועד 1% בטמפרטורות רתיחה. בחומצה גופרתית, הסגסוגת מתפקדת היטב בריכוזים של עד 30% בטמפרטורות מתונות, עם שיעורי קורוזיה מתחת ל-0.1 מ"מ לשנה בחומצה גופרתית 40% ב-125 מעלות F (52 מעלות ).
4. עמידות בפני כלוריד-פיצוח קורוזיה המושרה במתח
שלא כמו פלדות אל-חלד אוסטניטיות סטנדרטיות, Hastelloy G30 מציע עמידות משמעותית בפני פיצוח קורוזיה הנגרמת על ידי כלוריד-.
פיצוח קורוזיה של כלוריד (Cl-SCC) הוא מנגנון כשל נפוץ בפלדות אל חלד 304 ו-316 כאשר הם נחשפים לסביבות המכילות כלוריד תחת מתח מתיחה. תופעה זו עלולה להוביל לכשל פתאומי, קטסטרופלי ללא קורוזיה מוקדמת משמעותית.
המטריצה העשירה בניקל-של G30 (כ-43% ניקל) מספקת עמידות אינהרנטית למצב כשל זה. בשילוב עם תכולת הכרום הגבוהה שלה ותוספות מוליבדן, הסגסוגת שומרת על שלמות מבנית גם בסביבות המכילות כלורידים-יתרון קריטי במאיידים, מחליפי חום ומערכות צנרת שבהן ריכוז כלוריד יכול להתרחש מתחת למשקעים או במהלך תהליכי ריכוז.
5. עמידות בפני משקעים בגבול התבואה
G30 מפגין עמידות מצוינת להיווצרות משקעי גבול גרגרים באזור-החום, המאפשר שימוש במצב-מרותך ללא טיפול בחום לאחר-ריתוך.
הרבה סגסוגות עמידות בפני קורוזיה- סובלות מרגישות במהלך ריתוך-משקעים של כרום קרבידים בגבולות גרגירים שמדלדלים את הכרום ויוצרים מסלולים לקורוזיה בין-גרעינית. G30 מתגבר על מגבלה זו באמצעות שליטה קפדנית על תכולת הפחמן והוספה של ניוביום, שיוצר קרבידים יציבים.
מאפיין זה הופך את G30 לבעל ערך במיוחד עבור ייצורים גדולים שבהם טיפול בחום שלאחר-ריתוך יהיה לא מעשי או יקר-אוסר. ניתן להכניס רכיבים מרותכים ישירות לשירות ללא סיכון להתקפה בין-גרגירית, מה שמפחית משמעותית את זמן הייצור והעלויות של ציוד לעיבוד כימי.
6. יכולת עיבוד וריתוך מצוינים
ניתן ליצור בקלות את Hastelloy G30 בשיטות קונבנציונליות ולרתך באמצעות טכניקות סטנדרטיות עם מתכות מילוי תואמות.
הסגסוגת מציגה מאפיינים טובים של יצירה קרה בשל משיכותה הגבוהה. עם זאת, הוא נוקשה יותר מפלדות אל-חלד אוסטניטיות, ודורש יותר אנרגיה במהלך פעולות היווצרות. יצירה חמה מבוצעת בדרך כלל בטמפרטורות שבין 950 מעלות ל-1150 מעלות, ולאחר מכן קירור מהיר כדי לשמור על עמידות בפני קורוזיה.
לריתוך מומלצת מתכת מילוי ERNiCrMo-11 ומתאימים תהליכים כגון TIG, MIG וריתוך בקשת מתכת מסוככת. יש לשמור על אזור הריתוך נקי כדי למנוע זיהום על ידי גופרית, עופרת או זיהומים אחרים שעלולים לסכן את עמידות בפני קורוזיה. טיפול החום בפתרון הסטנדרטי מורכב מחימום ל-1177 מעלות (2150 מעלות F) ואחריו קירור אוויר מהיר או כיבוי מים.
יישומים ראשיים של צלחת Hastelloy G30
1. ציוד לייצור חומצה זרחתית
לוחות G30 נמצאים בשימוש נרחב בצינורות מאייד, צנרת וכלי קיבול לריכוז חומצה זרחתית-רטובה, כאשר עמידות הסגסוגת בפני קורוזיה הוכחה בשדה-זה עשרות שנים.
הריכוז של חומצה זרחתית רטובה בתהליך- הוא אחד מהיישומים התובעניים ביותר בתעשייה הכימית. מאיידים פועלים בטמפרטורות גבוהות ומטפלים בחומצה המכילה כלורידים, פלואורידים וחלקיקים מוצקים. השילוב של G30 של עמידות בפני קורוזיה כללית, התקפה מקומית ופיצוח קורוזיה הופך אותו לחומר המועדף עבור שירות זה.
2. עיבוד דלק גרעיני וניהול פסולת
העמידות של הסגסוגת לפתרונות המבוססים על חומצה חנקתית- הופכת אותה למתאימה למתקני עיבוד דלק גרעיני ולמערכות לטיפול בפסולת רדיואקטיבית.
בתעשייה הגרעינית משתמשים ברכיבי G30 שבהם החומרים חייבים לעמוד בתנאי חמצון גבוהים בשילוב עם חשיפה לקרינה. היציבות של הסגסוגת בתערובות חומצה חנקתית-הידרופלואורית-הנפוצה בתהליכי פירוק דלק- הופכת אותה לבחירה אמינה עבור ציוד קריטי.
3. ציוד כבישה מתכת
לוחות G30 משמשים בפעולות כבישה על בסיס חומצה חנקתית- עבור נירוסטה ומתכות אחרות.
מיכלי כבישה וציוד נלווה חייבים לעמוד בפני שילוב של חומצות חנקתיות והידרופלואוריות בטמפרטורות גבוהות. העמידות המצוינת של G30 לתערובות חומצות מחמצנות אלו מבטיחה חיי שירות ארוכים ביישומים תובעניים אלה.
4. עיבוד פטרוכימי וייצור דשנים
הסגסוגת משמשת בציוד לייצור חומרי הדברה, דשנים ופטרוכימיקלים שבהם נתקלים בסביבות חומציות מעורבות.
עמידות הקורוזיה המאוזנת של G30 הופכת אותו למתאים לטיפול בחומצה גופרתית, חומצה חנקתית ותערובות מורכבות במפעלי עיבוד כימיים. היישומים כוללים כורים, מחליפי חום, צנרת וציוד ערבול.
5. מיצוי עפרות זהב
G30 משמש במתקני עיבוד זהב שבהם משתמשים בחומצות חנקתיות וגופרית לטיפול בעפרות.
תעשיית כריית הזהב משתמשת ב-G30 בציוד המטפל בפתרונות חומצה לתהליכי מיצוי זהב, ונהנה מהשילוב של הסגסוגת של עמידות בפני קורוזיה ותכונות מכניות טובות.
6. מערכות פיזור גזי פליטה
עבור ציוד בקרת איכות הסביבה, לוחות G30 מספקים עמידות בפני הסביבות המכילות-הכלוריד החומציות במערכות הסרת גזי פליטה.
בתחנות כוח-פחם ובמתקנים תעשייתיים עם מערכות קרצוף גז חומצי, G30 מציע ביצועים אמינים נגד קונדנסטים של חומצה גופרתית וקורוזיה-שנגרמת מכלוריד, ולעיתים קרובות עולה על חלופות נירוסטה.
צור קשר עם צוות המכירות שלנולמפרטים מפורטים, תמחור תחרותי או ייעוץ מומחה עבור היישום שלך.
