Hastelloy G-30 vs G-35: Data Ketahanan Korosi Asam Fosfat dan Asam Campuran

Isi

1. Apa Itu Hastelloy G-30 dan G-35, dan Apa Perbedaan Komposisinya?
2. Campuran Mana yang Lebih Tahan-Proses Asam Fosfat Basah?
3. Bagaimana Perbandingan G-30 dan G-35 dalam Layanan Asam Nitrat dan Asam Oksidasi Campuran?
4. Paduan Manakah yang Berkinerja Lebih Baik dalam Mengurangi Asam - Hidroklorik dan Sulfat?
5. Bagaimana Perbandingan G-30 dan G-35 dalam Pitting, Korosi Celah, dan Retakan Stres-Korosi Klorida?
6. Apakah G-30 dan G-35 Mempertahankan Ketahanan Korosi dalam Kondisi As-Welded?
7. Bagaimana Perbandingan Sifat Mekanik dan Karakteristik Fabrikasi?
8. ASTM, ASME, dan Standar Industri Manakah yang Mengatur G-30 dan G-35?
9. Paduan Mana yang Harus Anda Tentukan - G-30 atau G-35?
10. Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa Itu Hastelloy G-30 dan G-35, dan Apa Perbedaan Komposisinya?

G-35 (UNS N06035) adalah evolusi-kromium,-molibdenum, dan besi-lebih tinggi dari G-30 (UNS N06030), yang bertujuan-dibuat oleh Haynes International untuk memperluas ketahanan terhadap korosi di luar selubung asam fosfat proses basah asli G-30 ke dalam kondisi oksidasi dan kontaminasi klorida yang lebih parah.

Kedua paduan tersebut termasuk dalam keluarga nikel-kromium-molibdenum "G" yang dikembangkan secara khusus untuk proses basah produksi asam fosfat - salah satu lingkungan industri yang paling korosif, karena asam komersial mengandung asam sulfat yang tidak bereaksi, ion fluorida, dan ion klorida bersama dengan asam fosfat primer. G-30 adalah-solusi generasi pertama; G-35 kemudian diperkenalkan dengan bahan kimia kromium yang lebih ramping dan lebih tinggi yang menghilangkan sebagian besar besi dan menggantikan strategi tembaga dan tungsten G-30 dengan kromium dan molibdenum yang lebih tinggi.

Sumber: Lembar data komposisi nominal Haynes International untuk paduan HASTELLOY G-30 dan G-35.

Perbedaan metalurgi terbesar adalah besi: G-30 membawa 15% besi sedangkan G-35 dibatasi pada 2%. Besi mengencerkan lapisan pasif yang kaya akan kromium-dan secara umum merusak kinerja dalam asam pengoksidasi, yang merupakan alasan utama kandungan kimia G-35 yang lebih tinggi-Cr dan Fe rendah lebih unggul dalam asam fosfat dan nitrat meskipun kedua paduan tersebut memiliki filosofi desain nikel-kromium-molibdenum yang serupa.

Campuran Mana yang Lebih Tahan-Proses Asam Fosfat Basah?

G-35 menunjukkan tingkat korosi yang jauh lebih rendah daripada G-30 di sebagian besar rentang asam fosfat proses basah yang relevan secara komersial, meskipun kedua paduan tersebut bertemu - dan G-30 sedikit lebih unggul - pada kondisi paling parah yang diuji: asam 85% pada titik didih.

Asam fosfat-proses basah (P₂O₅) diproduksi dengan mencerna batuan fosfat dengan asam sulfat dan dipekatkan secara bertahap dari sekitar 30% hingga 54% P₂O₅ melalui serangkaian evaporator; kedua paduan tersebut dikembangkan dan diuji secara khusus untuk tugas ini, termasuk dalam proses asam basah 36/48/54% nyata pada suhu 121 derajat (250 derajat F) yang dipasok oleh produsen Florida. Data tingkat didih reagen di bawah ini mengisolasi efek kekuatan asam dengan dasar sejenis.

Sumber: tabel korosi asam fosfat tingkat reagen Haynes International, lembar data paduan HASTELLOY G-30 dan G-35 (Corrosion Laboratory Jobs 5-03, 30-04, 449-82).

Pada asam 60-80%, laju korosi G-35 30-75% lebih rendah dibandingkan G-30 - perbedaan yang berarti bagi umur tabung evaporator. Pembalikan pada titik didih 85% merupakan pengingat yang berguna bahwa pemeringkatan paduan dalam layanan asam bergantung pada kondisi tertentu: untuk titik tugas asam fosfat yang paling terkonsentrasi dan terpanas, data layanan atau pengujian kupon pada kondisi pabrik sebenarnya harus mengkonfirmasi pilihan tersebut daripada mengasumsikan tren umum berada pada ujung kisaran yang ekstrem.

Bagaimana Perbandingan G-30 dan G-35 dalam Layanan Asam Nitrat dan Asam Oksidasi Campuran?

Kandungan kromium G-35 yang lebih tinggi menghasilkan tingkat korosi yang konsisten, kira-kira 2-3x lebih rendah daripada G-30 pada setiap konsentrasi asam nitrat mendidih yang sesuai, menjadikannya kandidat yang lebih kuat untuk rendaman pengawet asam nitrat, layanan pengawetan tahan karat nitrat/hidrofluorik campuran, dan aliran pengoksidasi kuat atau asam campuran lainnya yang mengandung asam nitrat.

Sumber: Tabel korosi asam nitrat Haynes International, lembar data paduan HASTELLOY G-30 dan G-35 (Laboratorium Korosi Pekerjaan 6-03).

Kandungan kromium adalah pendorong utama kepasifan dalam pengoksidasi asam, dan plot garis komparatif 0,1 mm/y milik Haynes International menempatkan kinerja G-35 mendekati Paduan 625 dalam asam klorida dan asam sulfat - batangan yang jauh lebih tinggi daripada G-30, yang garis 0,1 mm/y dalam asam sulfat berada sedikit di atas 625. Untuk aliran asam campuran apa pun yang komponen pengoksidasi (tipe nitrat) mendominasi mekanisme korosi, G-35 adalah spesifikasi jangka panjang yang lebih konservatif dan biasanya lebih ekonomis, karena ketahanan korosi yang lebih rendah dapat menyebabkan bagian dinding lebih tipis dan interval servis lebih lama.

Paduan Manakah yang Berkinerja Lebih Baik dalam Mengurangi Asam - Hidroklorik dan Sulfat?

G-35 menunjukkan laju korosi yang lebih rendah dibandingkan G-30 dalam asam klorida mendidih, encer, dan asam sulfat, namun G-30 secara terukur - dalam beberapa kasus secara dramatis - lebih baik daripada G-35 pada pita asam sulfat konsentrasi menengah (30-70%) pada 66-93 derajat (150-200 derajat F), dengan penambahan tembaga G-30 masih memberikan manfaat yang nyata dan dapat diukur. Tidak ada paduan yang merupakan pilihan pertama untuk tugas asam pereduksi pekat; Paduan Hastelloy seperti C-276 atau B-3 umumnya lebih cocok di sana.

Mendidih, Asam Encer: G-35 Depan

Sumber: Tabel korosi asam klorida dan asam sulfat Haynes International, lembar data paduan HASTELLOY G-30 dan G-35.

Hasil HCl dengan titik didih 2% adalah poin data yang menonjol: laju korosi G-30 melonjak hingga 9,47 mm/y - laju yang pada dasarnya tidak dapat digunakan untuk batas tekanan - sementara G-35 bertahan pada 0,05 mm/y, hampir 200x lebih rendah. Kesenjangan tersebut saja membuat G-30 tidak dapat melakukan tugas HCl yang mendidih dan encer yang dapat ditangani dengan nyaman oleh G-35.

Asam Sulfat Konsentrasi-Sedang pada 66-93 derajat : G-30 Depan

Sumber: Tabel korosi asam sulfat Haynes International, lembar data paduan HASTELLOY G-30 dan G-35 (Pekerjaan Laboratorium Korosi 449-82 dan 45-02).

Di sini peringkatnya langsung berubah: pada asam sulfat 40% dan suhu 93 derajat, G-30 berjalan kira-kira sepuluh kali lebih lambat dibandingkan G-35 (0,54 vs. 5.41 mm/y). Hal ini merupakan hasil praktis dari penambahan tembaga dan tungsten pada G-30, dan ini berarti G-35 yang lebih baru dan lebih banyak paduannya bukanlah peningkatan yang universal - untuk pabrik yang menjalankan aliran asam sulfat berkekuatan sedang pada rentang suhu ini, G-30 kemungkinan besar merupakan pilihan yang secara teknis lebih baik dan lebih ekonomis.

Bagaimana Perbandingan G-30 dan G-35 dalam Pitting, Korosi Celah, dan Retakan Stres-Korosi Klorida?

G-35 memberikan margin yang jauh lebih luas terhadap serangan klorida lokal dibandingkan G-30 -, suhu lubang kritis 40 derajat lebih tinggi dan suhu celah kritis 20 derajat lebih tinggi pada besi klorida yang diasamkan - dan tahan terhadap retak korosi tegangan klorida tanpa batas waktu dalam merebus 45% magnesium klorida, sementara G-30 pada akhirnya retak.

Klorida terkonsentrasi di bawah kerak dan mengendap di dalam evaporator asam fosfat, sehingga-ketahanan korosi lokal - bukan hanya ketahanan terhadap asam dalam jumlah besar - sering kali menentukan-kehidupan tabung di dunia nyata. Ini adalah mode kegagalan spesifik yang dirancang G-35 untuk dilawan.

Sumber: Data suhu lubang/celah kritis Haynes International (6% FeCl3 diasamkan, ASTM G48) dan data retak korosi tegangan-(mendidih 45% MgCl2, ASTM G36), lembar data paduan HASTELLOY G-30 dan G-35.

Temperatur pitting kritis 95 derajat G-35 menempatkannya di kelas yang sama dengan Alloy 625, dan ketahanannya yang tidak terbatas terhadap retak dalam uji magnesium klorida 1.008-jam - hasil yang sama yang dicapai oleh 625 - merupakan keuntungan yang menentukan bagi evaporator, penukar panas, atau peralatan apa pun dengan celah, gasket, atau kondisi endapan rendah dalam aliran fosfat atau asam campuran yang mengandung klorida.

Apakah G-30 dan G-35 Mempertahankan Ketahanan Korosi dalam Kondisi As-Welded?

Ya. Tidak ada paduan yang memerlukan perlakuan panas pasca-pengelasan untuk kinerja korosi - keduanya mempertahankan ketahanan yang mendekati logam dasar tempa saat-dilas, dan logam las G-35 sebenarnya mengungguli logam dasar tempanya sendiri dalam asam sulfat pekat (90%).

Sumber: Haynes International semua-data las-logam (multi-pass GMAW) vs. data korosi logam dasar tempa-, lembar data paduan HASTELLOY G-30 dan G-35.

Kedua paduan tersebut memenuhi syarat untuk GTAW, GMAW, dan SMAW menggunakan logam pengisi yang cocok - ERNiCrMo-11/ENiCrMo-11 untuk G-30 dan ERNiCrMo-22/ENiCrMo-22 untuk G-35 - dan keduanya dipasok melalui mill-annealed, dengan re-annealing hanya diperlukan setelah pembentukan panas atau pekerjaan dingin melebihi sekitar 7% perpanjangan serat luar, bukan sebagai persyaratan ketahanan korosi untuk pengelasan.

Bagaimana Perbandingan Sifat Mekanik dan Karakteristik Fabrikasi?

G-30 dan G-35 pada dasarnya memiliki tingkat kekuatan minimum yang identik pada suhu kamar, namun G-35 menawarkan keuletan dan kekerasan yang lebih tinggi dalam kondisi anil pabrik, dan kedua paduan tersebut mengeras lebih cepat dibandingkan baja tahan karat austenitik, sehingga memerlukan anil perantara selama pembentukan dingin yang berat.

Sumber: Data tarik dan kekerasan Haynes International, lembar data paduan HASTELLOY G-30 dan G-35.

ASTM, ASME, dan Standar Industri Manakah yang Mengatur G-30 dan G-35?

Kedua paduan tersebut tercakup dalam serangkaian spesifikasi bentuk produk ASTM/ASME yang hampir paralel dan memiliki kualifikasi layanan asam NACE MR0175/ISO 15156 yang hampir sama, namun keduanya memiliki nomor spesifikasi yang berbeda untuk lembaran/pelat dan batang/batang, serta detail pengisi-logam - AWS yang berbeda yang penting saat menulis spesifikasi pengadaan dan-tinjauan sertifikat pabrik.

Sumber: Tabel "Spesifikasi dan Kode" Haynes International, lembar data paduan HASTELLOY G-30 dan G-35.

Paduan Mana yang Harus Anda Tentukan - G-30 atau G-35?

Tentukan G-35 untuk peralatan asam fosfat proses basah baru, tugas asam oksidator nitrat atau campuran, dan layanan rawan klorida atau rawan celah apa pun; tentukan G-30 untuk sistem yang ada yang sudah memenuhi syarat kimia tersebut, dan untuk tugas asam sulfat konsentrasi menengah (30-70%) pada suhu sedang, yang kinerjanya lebih kuat dan lebih ekonomis.

• Pilih G-35 untuk:Konsentrasi dan suhu asam yang lebih tinggi dalam evaporator asam fosfat, atau-bundel tabung evaporator yang baru.
• Pilih G-35 untuk:Sirkuit pengawetan dan pembersihan asam nitrat atau campuran-asam nitrat.
• Pilih G-35 untuk:Peralatan dengan celah, gasket, endapan, atau kondisi lain yang rentan terhadap lubang klorida, serangan celah, atau retak korosi-tekanan klorida.
• Pilih G-35 untuk:Rakitan yang dilas yang mengutamakan keuletan dan ketangguhan yang lebih tinggi dalam-kondisi yang dilas.
• Pilih G-30 untuk:Layanan asam sulfat dengan konsentrasi-menengah (30-70%) pada 66-93 derajat , dengan penambahan tembaga memberikan keunggulan nyata yang didukung data dibandingkan G-35.
• Pilih G-30 untuk:Pabrik yang ada dan program suku cadang sudah memenuhi syarat dan tersedia di G-30, dimana peralihan paduan menambah kompleksitas pengadaan tanpa kebutuhan yang disebabkan oleh korosi.
• Pilih G-30 untuk:Proyek dengan anggaran-terbatas di mana kandungan nikel, kromium, dan molibdenum G-30 yang lebih rendah menawarkan keunggulan biaya pertama yang sesungguhnya dan kondisi layanan termasuk dalam cakupan yang telah terbukti.

Dalam semua kasus, lakukan pemeriksaan silang-pemeriksaan terhadap bahan kimia tanaman aktual - termasuk klorida, fluorida, dan tingkat pengotor-asam sulfat-bebas dalam-asam fosfat proses basah - karena data korosi yang dipublikasikan dari kedua paduan tersebut dihasilkan dalam larutan pengujian tingkat reagen atau yang ditentukan, dan Haynes International sendiri merekomendasikan verifikasi lapangan sebelum penggunaan industri.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

T: Apa perbedaan utama antara Hastelloy G-30 dan G-35?

A: G-35 (UNS N06035) memiliki kromium yang lebih tinggi (33,2% vs. 30%) dan molibdenum (8,1% vs. 5.5%), dan besi yang jauh lebih sedikit (2% maks vs. 15%), dibandingkan G-30 (UNS N06030). Hal ini memberikan G-35 ketahanan yang lebih baik terhadap asam fosfat, asam nitrat, dan lubang klorida, sementara G-30 mempertahankan keunggulan dalam asam sulfat konsentrasi menengah berkat penambahan tembaga.

T: Apakah Hastelloy G-35 merupakan pengganti langsung G-30?

A: Tidak secara universal. G-35 adalah pilihan yang lebih kuat untuk sebagian besar layanan pitting fosfat, nitrat, dan klorida, namun data Haynes International yang dipublikasikan menunjukkan G-30 mengungguli G-35 dalam asam sulfat 30-70% yang mendidih dan hampir mendidih, sehingga substitusinya harus diperiksa berdasarkan kimia asam dan suhu sebenarnya.

T: Paduan manakah yang lebih baik untuk evaporator asam fosfat-proses basah?

A: G-35 menunjukkan laju korosi yang lebih rendah dibandingkan G-30 pada sebagian besar rentang P2O5 50-80%, dan suhu lubang kritisnya (95 derajat ) dan suhu celah (45 derajat ) jauh lebih tinggi dibandingkan G-30 (55 derajat dan 25 derajat ), menjadikannya pilihan yang lebih kuat di mana klorida terkonsentrasi di bawah endapan.

T: Apakah G-30 dan G-35 memerlukan perlakuan panas pasca-pengelasan?

A: Tidak. Kedua paduan ini merupakan-larutan yang diperkuat dengan larutan dan mempertahankan ketahanan korosi dekat dengan logam dasar yang ditempa dalam kondisi-pengelasan menggunakan logam pengisi GMAW, GTAW, atau SMAW yang cocok.

T: Bagaimana G-35 dibandingkan dengan Paduan 625 dalam asam fosfat dan campuran?

A: Data komparatif Haynes International menempatkan G-35 mendekati Paduan 625 dalam ketahanan asam klorida dan asam sulfat serta suhu lubang kritis (95 derajat untuk G-35 vs. 100 derajat untuk 625), menjadikan G-35 sebagai alternatif yang kuat dan sering kali lebih hemat biaya dalam tugas asam fosfat dan asam campuran.

T: Standar ASTM apa yang mencakup pipa dan tabung Hastelloy G-30 dan G-35?

A: Kedua paduan tersebut berbagi ASTM B622 untuk pipa dan tabung tanpa sambungan dan ASTM B619/B626 untuk pipa dan tabung yang dilas. Pelat dan lembaran berbeda: ASTM B582 untuk G-30 versus ASTM B575 untuk G-35; batang dan batang berbeda serupa: ASTM B581 untuk G-30 versus ASTM B574 untuk G-35.

T: Dapatkah G-30 atau G-35 digunakan jika terdapat klorida dalam asam?

A: Ya, keduanya dikembangkan dengan mempertimbangkan-asam fosfat proses basah-terkontaminasi klorida, namun G-35 menawarkan margin keamanan yang jauh lebih besar: ia tahan retak selama lebih dari 1.008 jam dalam 45% magnesium klorida yang mendidih, sementara G-30 retak dalam 168 jam.