Τα κράματα Monel σε όξινα και αλκαλικά μέσα - Γνώση

1. Όρια ανοχής σε όξινα μέσα

Τα κράματα Monel παρουσιάζουν εξαιρετική αντοχή στη διάβρωσημείωση του όξινου περιβάλλοντοςαλλά έχουν περιορισμένη ανοχή σεοξειδωτικά όξινα περιβάλλοντα. Τα συγκεκριμένα όρια είναι τα εξής:

Υδροχλωρικό οξύ (HCl, αναγωγικό οξύ)

Αραιωμένο υδροχλωρικό οξύ: Σε θερμοκρασία δωματίου, το Monel 400 μπορεί να αντισταθεί στη διάβρωση σε υδροχλωρικό οξύ με συγκέντρωσηΛιγότερο ή ίσο με 10%για μακροχρόνια-υπηρεσία. Ο ρυθμός διάβρωσης είναι μικρότερος από 0,1 mm/έτος, που πληροί τα πρότυπα βιομηχανικής εφαρμογής.

Συμπυκνωμένο υδροχλωρικό οξύ: Όταν η συγκέντρωση υπερβαίνει το 10%, ο ρυθμός διάβρωσης αυξάνεται σημαντικά. Σε θερμοκρασία δωματίου, υδροχλωρικό οξύ 20% θα προκαλέσει ρυθμό διάβρωσης πάνω από 0,5 mm/έτος. Ο βρασμός του συμπυκνωμένου υδροχλωρικού οξέος θα οδηγήσει σε σοβαρή διάβρωση και ομοιόμορφη διάβρωση του κράματος.

Επίπτωση στη θερμοκρασία: Ο ρυθμός διάβρωσης διπλασιάζεται για κάθε 10 μοίρες αύξηση της θερμοκρασίας. Για παράδειγμα, το Monel 400 μπορεί να ανεχθεί 10% HCl στους 25 βαθμούς, αλλά στους 60 βαθμούς, η ίδια συγκέντρωση θα προκαλέσει εμφανή διάβρωση.

Θειικό οξύ (H2SO4, διττό- οξύ: αναγωγικό σε χαμηλή συγκέντρωση, οξειδωτικό σε υψηλή συγκέντρωση)

Αραιό θειικό οξύ (Μικρότερο ή ίσο με 20%, μειώνοντας): Σε θερμοκρασία δωματίου, το Monel 400 έχει καλή ανοχή, με ρυθμό διάβρωσης < 0,1 mm/έτος. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή δεξαμενών αποθήκευσης και αγωγών για αραιό θειικό οξύ.

Μέτρια συγκέντρωση (20%-60%): Ο ρυθμός διάβρωσης αυξάνεται απότομα και το κράμα δεν συνιστάται για μακροχρόνια χρήση.

Concentrated sulfuric acid (>90%, οξειδωτικό): Σε θερμοκρασία δωματίου, σχηματίζεται ένα παθητικό φιλμ στην επιφάνεια του κράματος, επομένως το Monel 400 μπορεί να ανεχθεί βραχυπρόθεσμη-έκθεση, αλλά ο ρυθμός διάβρωσης υπερβαίνει τα 0,2 mm/έτος μετά από μακροχρόνια-χρήση, κάτι που δεν είναι κατάλληλο για συνεχές σέρβις.

Επίδραση οξειδωτικού παράγοντα: Η παρουσία οξειδωτικών παραγόντων (π.χ. Fe3+, Cu2+, HNO3) στο θειικό οξύ θα επιταχύνει τη διάβρωση των κραμάτων Monel.

Νιτρικό οξύ (HNO3, ισχυρό οξειδωτικό οξύ)

Τα κράματα Monel έχουνκακή ανοχήσε νιτρικό οξύ. Ακόμη και το αραιό νιτρικό οξύ (5% συγκέντρωση) σε θερμοκρασία δωματίου θα προκαλέσει σοβαρή διακοκκώδη διάβρωση και διάβρωση του κράματος. Δεν συνιστάται η χρήση κραμάτων Monel σε οποιαδήποτε συγκέντρωση περιβάλλοντος νιτρικού οξέος.

Οξεικό οξύ/μυρμηκικό οξύ (οργανικά οξέα)

Σε θερμοκρασία δωματίου, το Monel 400 μπορεί να αντισταθεί στη διάβρωσηπαγόμορφο οξικό οξύ (100% συγκέντρωση)καιμυρμηκικό οξύ (Συγκέντρωση μικρότερη ή ίση με 85%)για μακροχρόνια-υπηρεσία, με ρυθμό διάβρωσης < 0,05 mm/έτος. Οι αυξημένες θερμοκρασίες θα αυξήσουν τον ρυθμό διάβρωσης, αλλά θα παραμείνουν αποδεκτές κάτω από τους 60 βαθμούς.

2. Όρια ανοχής σε αλκαλικά μέσα

Τα κράματα Monel έχουνεξαιρετική και ευρεία ανοχήσε αλκαλικά μέσα, που είναι ένα από τα βασικά πλεονεκτήματά τους. Τα συγκεκριμένα όρια είναι τα εξής:

Υδροξείδιο του νατρίου (NaOH, καυστική σόδα)

Θερμοκρασία δωματίου: Το Monel 400 μπορεί να ανεχθεί διαλύματα υδροξειδίου του νατρίου τουοποιαδήποτε συγκέντρωση(συμπεριλαμβανομένου 50% συμπυκνωμένης αλισίβας και στερεής καυστικής σόδας σε επαφή με την υγρασία) για μακροχρόνια-χρήση, με ρυθμό διάβρωσης < 0,01 mm/έτος.

Υψηλή θερμοκρασία: Σε θερμοκρασία βρασμού, μπορεί να αντισταθεί στη διάβρωση σε διαλύματα NaOH με συγκέντρωσηΛιγότερο ή ίσο με 50%. Όταν η συγκέντρωση υπερβαίνει το 50% και η θερμοκρασία είναι πάνω από 100 βαθμούς, θα εμφανιστεί ελαφρά ομοιόμορφη διάβρωση, αλλά ο ρυθμός διάβρωσης εξακολουθεί να είναι κάτω από 0,1 mm/έτος, κάτι που είναι αποδεκτό για τα περισσότερα βιομηχανικά σενάρια.

Επίδραση ακαθαρσίας: Η παρουσία ιόντων χλωρίου (Cl-) στην αλυσίβα θα αυξήσει τον κίνδυνο διάβρωσης με κοιλότητες, επομένως η περιεκτικότητα σε Cl- θα πρέπει να ελέγχεται κάτω από 100 ppm.

Υδροξείδιο του καλίου (KOH)

Το όριο ανοχής είναι παρόμοιο με αυτό του υδροξειδίου του νατρίου. Το Monel 400 μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαλύματα ΚΟΗ οποιασδήποτε συγκέντρωσης σε θερμοκρασία δωματίου και σε διαλύματα συγκέντρωσης μικρότερη ή ίση με 50% σε θερμοκρασία βρασμού.

Διάλυμα αμμωνίας (NH3·H2O)

Σε θερμοκρασία δωματίου, το Monel 400 έχει εξαιρετική ανοχή στα διαλύματα αμμωνίαςοποιαδήποτε συγκέντρωση(συμπεριλαμβανομένου του συμπυκνωμένου νερού με αμμωνία). Δεν υπάρχει εμφανής διάβρωση ακόμη και μετά από-μακροχρόνια έκθεση. Ωστόσο, σε διαλύματα αμμωνίας που περιέχουν οξυγόνο ή οξειδωτικά μέσα, το κράμα μπορεί να υποστεί ελαφρά διάβρωση λόγω καταπόνησης (SCC) υπό τάση εφελκυσμού, επομένως συνιστάται επεξεργασία ανακούφισης από την πίεση για τα εξαρτήματα πριν από τη χρήση.

3. Σημειώσεις κλειδιά

Η θερμοκρασία είναι ένας κρίσιμος παράγοντας: Τα όρια ανοχής που αναφέρονται παραπάνω βασίζονται σεθερμοκρασία δωματίου (20–25 βαθμοί). Οι υψηλότερες θερμοκρασίες θα μειώσουν σημαντικά την αντοχή στη διάβρωση των κραμάτων Monel τόσο σε όξινα όσο και σε αλκαλικά μέσα.

Αποφύγετε οξειδωτικά όξινα περιβάλλοντα: Τα κράματα Monel δεν είναι κατάλληλα για χρήση σε νιτρικό οξύ, πυκνό θειικό οξύ με οξειδωτικά μέσα ή μικτά οξέα που περιέχουν οξειδωτικά συστατικά.

Ευαισθησία σε ιόντα χλωρίου: Σε όξινα ή αλκαλικά μέσα με υψηλή περιεκτικότητα σε Cl-, προσέξτε να αποτρέψετε τη διάβρωση με κοιλότητες και τη διάβρωση λόγω καταπόνησης του κράματος.