Εφαρμογές του Incoloy 925 στη Χημική Βιομηχανία

1. Βασικά εφαρμοστέα σενάρια χημικής βιομηχανίας

(1) Συστήματα χημικής επεξεργασίας πετρελαιοειδών

Το Incoloy 925 εμφανίζει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση με τάση σουλφιδίου (SSC), στη διάβρωση λόγω καταπόνησης που προκαλείται από χλωρίδιο (SCC) και στη γενική διάβρωση σε περιβάλλοντα που περιέχουν ιόντα H2S, CO2 και χλωρίου. Χρησιμοποιείται ευρέως σε εξαρτήματα κάτω οπών, χριστουγεννιάτικα δέντρα και συστήματα αγωγών για κοιτάσματα πετρελαίου και φυσικού αερίου, όπου μπορεί να αντέξει σε σκληρές συνθήκες υψηλής πίεσης (έως 10000 psi), υψηλής θερμοκρασίας (έως 204 βαθμούς) και υψηλών συγκεντρώσεων ιόντων χλωρίου (που υπερβαίνουν τα 100000 ppm). Σε συναφείς μονάδες χημικής επεξεργασίας, εφαρμόζεται επίσης σε εξοπλισμό αποθείωσης και αφυδάτωσης αργού πετρελαίου και φυσικού αερίου.

(2) Όξινα Περιβάλλοντα Διεργασιών

Το κράμα παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε μη-μη οξειδωτικά ορυκτά οξέα όπως το αραιό υδροχλωρικό οξύ και το θειικό οξύ, ειδικά σε διαλύματα με χαμηλές συγκεντρώσεις οξειδωτικών. Είναι κατάλληλο για:

Γραμμές τουρσί σε χημικά εργοστάσια, για το χειρισμό όξινων διαλυμάτων τουρσί που περιέχουν υδροχλωρικό οξύ ή θειικό οξύ.

Συστήματα παραγωγής φωσφορικού οξέος, για εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με υγρό-φωσφορικό οξύ (που περιέχει ακαθαρσίες φθορίου).

Μονάδες επεξεργασίας οργανικού οξέος, συμπεριλαμβανομένου του εξοπλισμού παραγωγής οξικού οξέος και μυρμηκικού οξέος, όπου αντιστέκεται στην ομοιόμορφη διάβρωση και στη διάβρωση με κοιλότητες.

(3) Συστήματα χειρισμού διαβρωτικών υγρών

Για ρεύματα χημικών διεργασιών που περιέχουν ιόντα χλωρίου, οξειδωτικά άλατα ή μικτά διαβρωτικά μέσα, το Incoloy 925 χρησιμοποιείται για την κατασκευή αντλιών, βαλβίδων και συστημάτων σωληνώσεων. Οι τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:

Βοηθητικά συστήματα χλωρο-αλκαλικής βιομηχανίας, για τη μεταφορά άλμης ή αραιωμένων διαλυμάτων καυστικής σόδας.

Μονάδες επεξεργασίας λυμάτων σε χημικές μονάδες, ειδικά για όξινα λύματα που περιέχουν ιόντα βαρέων μετάλλων.

2. Καταλληλότητα για αντιδραστήρες και εναλλάκτες θερμότητας

(1) Καταλληλότητα για αντιδραστήρες

Το Incoloy 925 εφαρμόζεται πλήρως στην κατασκευή χημικών αντιδραστήρων, ιδιαίτερα για αντιδραστήρες που λειτουργούν υπό τις ακόλουθες συνθήκες:

Διαβρωτικά μέσα αντίδρασης: Αντιδραστήρες για αντιδράσεις που περιλαμβάνουν ξινό αέριο, διαλύματα που περιέχουν χλωριούχα- ή αραιά ορυκτά οξέα. Για παράδειγμα, αντιδραστήρες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή οργανικών σουλφιδίων ή οξέων-καταλύουν αντιδράσεις εστεροποίησης.

Μέτριες κλίμακες θερμοκρασίας και πίεσης: Το κράμα διατηρεί σταθερές μηχανικές ιδιότητες σε θερμοκρασίες έως 540 βαθμούς. σε θερμοκρασίες κάτω των 204 βαθμών, η αντίστασή του στη διάβρωση είναι βέλτιστη. Είναι κατάλληλο για αντιδραστήρες με πιέσεις λειτουργίας που κυμαίνονται από ατμοσφαιρική πίεση έως υψηλή πίεση (10–15 MPa).

Πλεονεκτήματα δομικής σχεδίασης: Το κράμα έχει καλή ικανότητα συγκόλλησης (χρησιμοποιώντας ταιριαστά μέταλλα πλήρωσης όπως το σύρμα συγκόλλησης Alloy 925) και μπορεί να κατασκευαστεί σε κελύφη αντιδραστήρα μεγάλου-όγκου και εσωτερικά εξαρτήματα (π.χ. αναδευτήρες, πλάκες διαφράγματος). Έχει επίσης εξαιρετική αντοχή στην κόπωση, η οποία είναι κρίσιμη για αντιδραστήρες που υπόκεινται σε διακυμάνσεις της κυκλικής πίεσης.

(2) Καταλληλότητα για εναλλάκτες θερμότητας

Οι εναλλάκτες θερμότητας είναι μια από τις βασικές εφαρμογές του Incoloy 925 στη χημική βιομηχανία, με τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

Αντοχή στη διάβρωση σε μέσα δύο-φάσεων: Οι εναλλάκτες θερμότητας συχνά περιλαμβάνουν μεταφορά θερμότητας μεταξύ διαφορετικών ρευστών. Το Incoloy 925 μπορεί να αντέξει τη διάβρωση τόσο από την πλευρά της διεργασίας (π.χ. διαλύματα-που περιέχουν χλωριούχα, όξινα υγρά) όσο και από την πλευρά χρησιμότητας (π.χ. νερό ψύξης με υψηλή περιεκτικότητα σε χλωριούχα). Χρησιμοποιείται ευρέως σε εναλλάκτες θερμότητας κελύφους-και-σωλήνων για τη συμπύκνωση όξινου αερίου, την ψύξη όξινων ρευμάτων διεργασίας και τη θέρμανση διαβρωτικών ρευστών.

Υψηλή θερμική απόδοση και μηχανική σταθερότητα: Το κράμα έχει θερμική αγωγιμότητα περίπου 11,2 W/(m·K) σε θερμοκρασία δωματίου, η οποία είναι κατάλληλη για εφαρμογές μεταφοράς θερμότητας. Έχει επίσης χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής (13,6 × 10-6/βαθμός από 20–100 μοίρες), μειώνοντας τη θερμική καταπόνηση κατά τη διάρκεια του κύκλου θερμοκρασίας, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την παράταση της διάρκειας ζωής των εναλλάκτη θερμότητας.

Συνήθη σενάρια εφαρμογής: Συμπυκνωτές διυλιστηρίων, ψύκτες υγρών επεξεργασίας χημικών εγκαταστάσεων και μονάδες ανάκτησης θερμότητας σε συστήματα επεξεργασίας όξινου αερίου.

3. Περιορισμοί και προφυλάξεις

Ενώ το Incoloy 925 είναι ευέλικτο, έχει περιορισμούς που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη σε χημικές εφαρμογές:

Δεν συνιστάται για έντονα οξειδωτικά όξινα περιβάλλοντα (π.χ. συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ, θερμό συμπυκνωμένο θειικό οξύ με υψηλές συγκεντρώσεις οξειδωτικών), καθώς μπορεί να υποστεί σοβαρή ομοιόμορφη διάβρωση.

Σε περιβάλλοντα υψηλών-θερμοκρασιών άνω των 540 βαθμών , η κατακρήμνιση-ενισχυμένη φάση του κράματος θα υπερ-παλαιώσει, οδηγώντας σε σημαντική μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων.

Όταν χρησιμοποιείται σε αντιδραστήρες και εναλλάκτες θερμότητας, απαιτείται η κατάλληλη θερμική επεξεργασία μετά{0}}συγκόλλησης (ανόπτηση διαλύματος στους 980–1010 βαθμούς ακολουθούμενη από γήρανση στους 718–749 βαθμούς ) για την αποκατάσταση της αντοχής στη διάβρωση και των μηχανικών ιδιοτήτων του.