Co jest lepsze, Inconel czy Hastelloy?

Żadne z nich nie jest lepsze, a stwierdzenie, że oba są doskonałe, jest powodem, dla którego wciąż zadawane jest to pytanie. Obie rodziny są silne w przeciwnych kierunkach, a służba, która odpowiada jednej, zwykle szkodzi drugiej. Odpowiedzią nie jest ranking. To lektura medium.

Odczyt sprowadza się do jednej właściwości środowiska. Medium utleniające, które może dostarczać tlen lub pobierać elektrony z metalu, nagradza chrom. Medium redukujące, które nie może, nagradza molibden. Rodzina Inconel zawiera więcej chromu i mniej molibdenu. Rodzina Hastelloy C zawiera więcej molibdenu i mniej chromu. Ta pojedyncza różnica pozwala przewidzieć większość odpowiedzi w tym artykule.

Na początek należą się dwie poprawki. Po pierwsze, żadna nazwa nie jest materiałem. Obydwa są portfelami znaków towarowych, które zawierają kilka systemów kompozycji, a porównanie na poziomie nazwy opisuje dwa katalogi. Po drugie, od prostej reguły istnieją rzeczywiste wyjątki i dotyczą one stopni, które miały ją łamać. Ten artykuł działa od strony niepowodzenia, ponieważ materiał jest wybierany na podstawie tego, czego nie chce zrobić.

Dwa pierwiastki stopowe wyznaczają kierunek, a różnica między rodzinami jest na tyle duża, że ​​można ją zobaczyć w tabeli składu, a nie na wykresie korozji.

Porównaj kolumnę chromu z kolumną molibdenu, a wzór będzie widoczny. 625 ma najwyższą zawartość chromu w grupie i około połowę molibdenu w C276. C276 ma najniższą zawartość chromu i najwyższą molibden. 686 i C-22 z założenia plasują się pośrodku i są to dwie klasy, które sprawiają, że ta prosta zasada jest zawodna w dobrym tego słowa znaczeniu.

Konsekwencje dla kosztów znajdują się w tej samej kolumnie. Molibden jest droższym dodatkiem z tych dwóch, a wolfram w stopie typu C jest jego dodatkiem. Gatunek zawierający 16% molibdenu i 4% wolframu wiąże się z większymi kosztami stopu niż gatunek zawierający 9% molibdenu i niezawierający wolframu, a różnica ta jest pierwszą rzeczą, którą kupujący zauważa po otrzymaniu dwóch ofert.

Tryby awarii są odbiciami lustrzanymi i znajomość obu jest bardziej użyteczna niż znajomość którejkolwiek z mocnych stron.

Pierwszy i trzeci rząd wyjaśniają większość zamieszania na rynku. Arkusz danych, który mówi o doskonałej odporności na korozję, opisuje kierunek, a nie zakres, a obie rodziny wskazują przeciwne kierunki. Zarówno kwas solny, jak i kwas azotowy są mocnymi kwasami i wymagają przeciwstawnych stopów, ponieważ jeden ma działanie redukujące, a drugi utleniający.

Piąty rząd to ten, który w praktyce kosztuje najwięcej. Rura 600 zanurzona w słonawej wodzie chłodzącej jest odporna na pękanie korozyjne pod wpływem chlorków i nadal wgłębia się w szczelinie pod płaszczem rury. To nie jest sprzeczność. Odporność na pękanie pochodzi od niklu, a odporność na wżery pochodzi od molibdenu, a 600 ma to pierwsze bez drugiego.

Poniżej około 400°C wybór należy do kwestii chemicznej. Poza tym staje się to konkurencją między korozją a wytrzymałością mechaniczną, a ranking ulega zmianie.

Rodzina Inconel utrzymuje swoją wytrzymałość w temperaturze ze względu na wytrącanie opisane gdzie indziej: gamma double prime w 718, gamma prime w X-750 i wzmocnienie w roztworze stałym w 625. Typy Hastelloy C to stopy w roztworze stałym o umiarkowanej wytrzymałości i są kupowane do celów chemicznych, a nie do obciążenia. Część, która musi przenosić obciążenie w gorącym gazie utleniającym, jest zatem częścią z Inconelu i argument dotyczący korozji tego nie zmienia.

Istnieje wyjątek, który łapie ludzi, którzy zbyt dobrze poznali regułę. Rodzina Hastelloy to nie tylko rodzina produktów korozyjnych. Hastelloy X to stop niklowo-chromowo-żelazowo-molibdenowy przeznaczony do pracy w wysokich temperaturach, a Hastelloy S ma na celu stabilność termiczną. Kupujący, który odrzuca każdy gatunek Hastelloy jako nieodpowiedni w temperaturze powyżej 700°C, odrzucił dwa gatunki przeznaczone dla tego zakresu.

Sprawa łączona jest najtrudniejsza i to właśnie na niej 686 i C-22 zarabiają na swojej cenie. Gorące medium, które jest zarówno utleniające, jak i zawierające chlorki, takie jak strumień bielonej masy celulozowej lub ciecz płucząca, wymaga chromu do utleniania i molibdenu do chlorków, a żadna czysta rodzina nie zapewnia obu.

Pytanie sprowadzone do tabeli roboczej zawiera krótką odpowiedź dla każdego z mediów pojawiających się w większości zapytań.

Tabela jest punktem wyjścia, a nie zatwierdzeniem. Każdy z tych rzędów może odwrócić się w wąskim paśmie stężenia lub temperatury, a test korozji w rzeczywistym ośrodku jest wart więcej niż jakakolwiek tabela. Tabela zawiera uzasadnienie każdej odpowiedzi i od tego właśnie wymaga się dyskusji z inżynierem materiałowym, aby rozpocząć.

Warto wymienić trzy przypadki, ponieważ reguła zastosowana bez nich z pewnością da błędną odpowiedź.

Pierwszy to 686. Zawiera molibden i wolfram w stopie typu C z chromem w postaci Inconelu i jest oznaczony jako Inconel. Kupujący, który dowiedział się, że Hastelloy służy do redukcji kwasów, a Inconel do utleniania, błędnie go zaklasyfikuje w obu kierunkach.

Drugi to 625 w obsłudze chlorkowej. Jego zawartość molibdenu wynosi około 9%, co jest wystarczające dla wody morskiej w wielu konfiguracjach i niewystarczające dla szczelnej szczeliny w gorącej solance. Gatunek ten jest często opisywany jako odporny na wodę morską, a opis jest prawdziwy w przypadku rury i fałszywy w przypadku czoła kołnierza z uszczelką.

Trzeci to wpływ temperatury na medium, które w otoczeniu wygląda nieszkodliwie. Kwas octowy, kwas fosforowy i rozcieńczony kwas siarkowy zmieniają charakter wraz ze wzrostem temperatury, a stop wybrany z wykresu temperatury pokojowej może zawieść w temperaturze 80 ° C w tym samym roztworze. Nie zmienia się zasada dotycząca chromu i molibdenu, zmienia się także klasyfikacja medium.

Przed jakąkolwiek nazwą klasy trzy pytania zawężają odpowiedź do garstki kandydatów, a każdy z nich może wyeliminować rodzinę.

Na pierwsze pytanie najczęściej udziela się błędnych odpowiedzi, ponieważ medium jest klasyfikowane na podstawie składu chemicznego, a nie usług. Strumień kwasu siarkowego przepłukiwany powietrzem utlenia się i zachowuje się zupełnie inaczej niż ten sam kwas w szczelnym zbiorniku, a oba mogą wymagać różnych stopów. Marynata kwasu solnego, która przenosi rozpuszczony tlen z dalszej reakcji, nie jest już wyłącznie zadaniem redukującym.

Drugie pytanie to pytanie, na które odpowiedź znajduje się na rysunku, a nie w arkuszu danych. Jednolita szybkość korozji zmierzona na próbce nie mówi nic o powierzchni czołowej uszczelki, a przyczyną uszkodzenia jest kołnierz.

Prawie w każdym porównaniu pojawiają się trzy stwierdzenia i wszystkie trzy wprowadzają w błąd.

Trzecie stwierdzenie powoduje kosztowne błędy, ponieważ wykres jest legalnym dokumentem i łatwo go potraktować jako odpowiedź. Test kuponowy w prawdziwym alkoholu z próbką szczelinową o rzeczywistej temperaturze kosztuje ułamek naczynia i rozstrzyga kwestię, której nie da się rozwiązać za pomocą wykresu.

DLX dostarcza obydwie rodziny wyrobów z Changzhou w Jiangsu w postaci prętów, drutu, rur, arkuszy oraz form kutych i obrobionych maszynowo, z gatunkiem, numerem UNS i stanem podanym na certyfikacie. Trzymanie obu rodzin w jednym dziele pozwala na porównanie, a nie rekomendację tego, co akurat jest w magazynie.

Dwa pytania rozwiązują większość zapytań. Pierwsza to medium i to, czy jest ono utleniające, ponieważ ta jedna odpowiedź przenosi wybór z jednej rodziny do drugiej. Po drugie, forma i standard, ponieważ płyta i rura spawana z tego samego stopu mają różne badania i inny certyfikat.

Ani ogólnie. Gatunki Hastelloy C są bardziej odporne na kwasy redukujące i szczeliny chlorkowe, a gatunki Inconel są bardziej odporne na kwasy utleniające i powietrze o wysokiej temperaturze. Porównanie bez nazwanego nośnika nie daje odpowiedzi, a dostawca, który daje takie medium bez pytania o nośnik, nie zrozumiał pytania.

W kwasie solnym iw szczelinie chlorkowej tak, ponieważ zawiera około 16% molibdenu w porównaniu z 9% i dodaje wolfram. W gorącym kwasie azotowym, w warunkach utleniających i wszędzie tam, gdzie część przenosi obciążenie w temperaturze, lepszym wyborem jest 625. To nie są dwa gatunki jednego materiału. To dwie odpowiedzi na dwa różne media.

Ponieważ powłoką ochronną na stopie niklu jest tlenek chromu, który tworzy się tylko wtedy, gdy środowisko może dostarczyć tlen lub przyjąć elektrony. Kwas azotowy jest silnie utleniający i utrzymuje film na miejscu, dlatego przydatnym pierwiastkiem jest chrom. Kwas solny redukuje i rozpuszcza warstwę, więc stop musi opierać się na molibdenie, który sam jest odporny na atak redukujący.

Częściowo. 686 i C-22 zostały zaprojektowane do tego celu, przenosząc jednocześnie wysoką zawartość chromu i molibdenu, i są to gatunki, na które należy zwrócić uwagę w przypadku strumienia mieszanego. Żadne z nich nie jest uniwersalną odpowiedzią, oba kosztują więcej niż gatunki jednokierunkowe i oba nadal wymagają testu korozji w rzeczywistym medium, zanim zbiornik zostanie dopuszczony do produkcji.

Tak. Powyżej tej temperatury wytrzymałość mechaniczna stopu zaczyna decydować o projekcie, a stopy typu Hastelloy C są stopami w postaci roztworu stałego o umiarkowanej wytrzymałości w temperaturze. Gatunki Inconel zostały opracowane dla tego asortymentu, a Hastelloy X jest wyjątkiem w rodzinie Hastelloy, która również została zbudowana dla tego asortymentu.

To najtrudniejsza kombinacja i dlatego istnieją 686 i C-22. Chrom jest potrzebny w części utleniającej, a molibden w chlorkach, a gatunek mocny w jednym jest zwykle słaby w drugim. Jedynym pewnym sposobem na ustalenie tego jest badanie laboratoryjne w rzeczywistym płynie, w rzeczywistej temperaturze, z próbką szczelinową.

Lepiej zadać pytanie, który z nich przetrwa to medium. Chrom odpowiada połowie utleniającej, a molibden odpowiada połowie redukującej, a obie rodziny są celowo ważone w przeciwnych kierunkach. 625 i 600 znajdują się po stronie chromu, C276 po stronie molibdenu, a 686 i C-22 znajdują się pomiędzy nimi po wyższej cenie.

Tryby awarii odzwierciedlają się nawzajem. Gatunek bogaty w chrom nie radzi sobie z kwasem solnym i szczeliną chlorkową. Gatunek bogaty w molibden nie radzi sobie z gorącym kwasem azotowym i długotrwałym utlenianiem. Kupujący, który wie, które z tych dwóch niepowodzeń może spowodować jego proces, już odpowiedział na pytanie i następuje nazwa stopnia.

Haynes International, arkusze danych stopów HASTELLOY C-276 i C-22 dotyczące składu, danych korozyjnych w mediach redukujących i utleniających oraz krytycznych temperatur szczelin i wżerów.

Special Metals Corporation, biuletyny techniczne INCONEL stopu 625 i stopu 686 dotyczące składu, wytrzymałości w temperaturze i odporności na korozję podane dla strony utleniającej.

Special Metals Corporation, biuletyn INCONEL Alloy 600, dotyczący działania kwasu azotowego i odporności na korozję naprężeniową chlorków gatunku o wysokiej zawartości niklu.

Haynes International, arkusz danych stopu HASTELLOY X, dla stopu wysokotemperaturowego z rodziny Hastelloy.

ASTM G28, wykrywający podatność na atak międzykrystaliczny w przerobionych plastycznie stopach bogatych w nikiel i zawierających chrom, do testu stosowanego w celu potwierdzenia, że ​​obróbka cieplna nie pozostawiła uczulonej struktury.

ASTM G48, odporność na korozję wżerową i szczelinową w roztworach chlorku żelaza, dla rankingu tych gatunków w środowisku chlorkowym.

NACE MR0175 i ISO 15156 dla wymagań dotyczących usług kwaśnych, w których obowiązuje wilgotne środowisko siarkowodoru.

Wszystkie podane tutaj stwierdzenia dotyczące korozji mają charakter kierunkowy i opisują zachowanie rodzin w wymienionych mediach, w stężeniach i temperaturach mieszczących się w ich zwykle publikowanych zakresach. Nie są to szybkości korozji, a szybkość w prawdziwej instalacji zależy od stężenia, temperatury, napowietrzenia, przepływu i geometrii szczeliny. Klasa nazwana na cześć medium jest punktem wyjścia do badania korozji, a nie zatwierdzeniem zbiornika. Zakresy składu są limitami standardowymi, a certyfikat młyna podaje faktyczną analizę. Wyjątkowe gatunki o nazwach 686, C-22 i Hastelloy X są opisane zgodnie z przeznaczeniem projektowym, a nie gwarancją obejmującą jakąkolwiek konkretną usługę. Normy podlegają przeglądowi i obowiązuje wydanie wskazane w zamówieniu. Nic tutaj nie zastąpi pozwolenia technicznego ani przeglądu materiałów i korozji rzeczywistego procesu.