Hastelloy C276 suitsugaaside väävlitustamises: FGD absorberanumate vooder ja katted

Suitsugaaside väävlitustamine (FGD) on tehnoloogia, mis eemaldab vääveldioksiidi (SO2) söe--- ja õli-elektrijaamade ning tööstuskatelde heitgaasidest. FGD neeldumisanuma -, mida nimetatakse ka märgpuhastiks -, sees kohtuvad kuumad suitsugaasid lubjakivisussiga, mis seob SO2 ja muudab selle kipsiks. Protsess on õhukvaliteedi seisukohalt suurepärane, kuid loob ühe kõige söövitavama protsessikeskkonna kogu rasketööstuses.

Absorberi kõige agressiivsemate tsoonide jaoks on insenerid juba pikka aega määratlenud Hastelloy C276 (UNS N10276) - nikkel-kroom-molübdeen-volframisulam - õhukese korrosioonikindla-kindla vooderdise või metallkatte asemel. See artikkel selgitab lihtsalt, miks C276 töötab FGD-s, kuidas vooder erineb vooderdist, kuidas see on võrreldav C22 ja sulamiga 625 ning kuidas valida, keevitada ja maksta oma absorberi jaoks õiget lahendust.

Mis teeb Hastelloy C276 suitsugaaside väävlitustamise teenuse jaoks sobivaks?

Hastelloy C276sobib FGD jaoks, kuna selle tasakaalustatud nikkel{0}}kroom-molübdeen-volframkeemia peab vastu kombineeritud oksüdeerivale, redutseerivale ja kloriidist-ajendatavale korrosioonile, mis hävitab neeldumisanumas tavalised roostevabad terased.

FGD suspensioon ründab metalli korraga kolmel viisil: oksüdeerijad (lahustunud hapnik, raudioonid, sulfaat), redutseerivad happed (väävel- ja vesinikkloriidhape) ja kloriidid (tavaliselt 10 000–80 000 ppm ringlussevõetud lobris). Väga vähesed sulamid taluvad kõiki kolme mehhanismi koos. C276 teeb seda ja põhjus on selle keemias:

• Nikkel ~57% (saldo):moodustab plastilise maatriksi ja annab peaaegu{0}}kindluse kloriidi pingekorrosioonipragule (SCC).
• Kroom 14,5–16,5%:loob passiivse oksiidkile, mis on vastupidav oksüdeerivatele ainetele.
• Molübdeen 15-17%:esmane kaitse redutseerivate hapete, täppide ja pragude korrosiooni eest.
• Volfram 3–4,5%:tugevdab vastupanuvõimet lokaalsetele (süvendite/pragude) rünnakutele.
• Ultra-madala süsinikusisaldusega<=0.010% and Silicon <=0.08%: vältige tera -piirkarbiidi sadenemist keevisõmbluse kuumuse{1}}mõjutatud tsoonis (HAZ).

Selle täppide tekitamise takistuse ekvivalentarv - PREN=%Cr + 3.3 x %Mo - on ligikaudu 68, mis on palju üle ~35-45 316- või 904-liitrisest roostevabast terasest ja ületab mugavalt kõrge kloriidi temperatuur.G1D-künnist Kuna süsinikusisaldus on nii madal, saab C276 kasutusele võtta keevitatud olekus ilma järel{13}}keevituse kuumtöötluseta (PWHT) -, mis on otsustav eelis kohapeal keevitatud neeldurite jaoks.

Millised korrosioonimehhanismid ründavad FGD neeldumisanumaid?

FGD absorbeerijat ründab ligikaudu kümme korraga töötavat korrosioonifaktorit - madal pH, kloriidid, väävelhape, vesinikfluoriidhappe jäägid, lahustunud hapnik, temperatuurikõikumised, lend-tuha hõõrdumine, happe-kaste-punkti kondenseerumine, märg-/kuivstressi{{{}.}}stressi{{{{}.}}.

Üksik neeldumistorn võib kogeda kõiki allolevaid tegureid üheaegselt. Tabelis on vastandatud sellele, mis juhtub tavalise roostevaba terasega, näiteks 316L, ja miks C276 säilib:

Praktiline lahendus: ükski mehhanism ei alista C276; see on kõigi kümne summa, mis muudab FGD nii karistavaks ja C276 on üks väheseid sulameid, mis on hinnatud kogu kombinatsiooni jaoks.

Miks on FGD neeldumisanumad tsoonitud korrosiooni raskusastme järgi?

Insenerid jagavad neelduja tõusva raskusastmega tsoonideks ja määravad igale -eesmärgile -sobiva sulami iga - jaoks, kuna tahke C276 kasutamine kõikjal raiskab raha, samas kui ühe tsooni alamääratlemine põhjustab varajase rikke.

Järgides korrosiooni-tsooni mudelit, mida kasutatakse FGD projekteerimise käsiraamatutes (nt New Brunswick Poweri FGD projekteerimisjuhendis), on tüüpiline märgneelduja määratletud ülalt-all{4}} järgmiselt:

Seetõttu on C276 kontsentreeritud sinna, kus see teenib oma kulusid - sisselaskeava ja alumine-pihustustsoon -, samas kui odavamad sulamid kaitsevad leebemaid ülemisi osi. See tsoneerimine on järgneva vooderdise ja vooderdise otsuse aluseks.

Mis vahe on FGD laevade voodril ja voodril?

Vooder on õhuke korrosioonikindel leht, mis on anuma sisse mehaaniliselt kinnitatud (pistik- või punktkeevitatud, kattuv) ja on paigas vahetatav; kattekiht on metallurgiliselt ühendatud korrosioonikindel kiht (2-3 mm), mis on sulatatud süsinikterasest alusplaadiga ja muutub anuma seina osaks. Keevituse kattekiht on kolmas meetod, mille abil sadestatakse sulam otse keevitamise teel.

ASME BPVC VIII jaotise 1. jaotise 3. lisa ja UG-26 kohaselt käsitletakse neid kahte erinevalt: vooderdust peetakse iseseisvaks kaitsekihiks, mis üldiselt EI aita kaasa survepiiritugevusele, samas kui plakeeritud plaat on osa konstruktsiooniseinast. Operatsiooni tagajärjed:

Kuidas keevisõmbluse ülekate on vooderdise ja voodriga võrreldes?

Keeviskatte kattekiht (automaatne riba või TIG kattekiht) sulatab korrosioonikindla metalli otse alusele, muutes selle ideaalseks parandustöödeks, torulehtedeks ja keerukate geomeetriate jaoks -, kuid see on aeglasem suurtel aladel ja ohustab sulami lahjenemist, kui protseduuri kontroll on nõrk.

Remont ja moderniseerimine:ülekatte saab rakendada olemasolevale anumale ilma liimitud plaati tellimata - kiireim tee ebaõnnestunud tsooni taastamiseks.

Torulehed ja düüsid:ülekate annab usaldusväärse ja täieliku-läbitungiva korrosioonitõkke keerulistel kujunditel, kus liimitud plaati on raske moodustada.

Lahjendusrisk:kui soojuse sisend või tehnika on vale, seguneb alusterasest pärit süsinik kattekihti, vähendades korrosioonikindlust; protseduuri kvalifikatsioon on kohustuslik.

Kiirus vs ala:väga suurte lamedate kestade puhul on liimitud plakeeritud plaat tavaliselt kiirem ja ühtlasem kui kattekiht; väikeste või ebakorrapäraste osade puhul võidab ülekate.

Kas Hastelloy C276 vooder või vooder on teie FGD-absorberi jaoks parem valik?

Uute suurte neeldumiskestade puhul on tavaliselt parim plahvatus- või rull--vooderdatud plaat (2-3 mm C276 süsinikterasel), - see vähendab materjali maksumust 50-60% võrreldes tahke plaadiga, säilitades samal ajal täieliku korrosioonikindluse. Uuenduste, kiirete ajakavade või kohapealse asendamise ja lekke tuvastamise korral võidab lahtine vooder (tapeetimine).

Tüüpilised materjalikulude võrdlusalused 10 mm{1}}ekvivalendi seina jaoks (US$/m2 niisutatud pinna kohta):

Investeeringut kaitsevad kaks rusikareeglit: (1) kate või kattekiht peab alati olema suunatud läga poole - mitte kunagi plaati ümber pöörata või süsinik{2}}terasest aluspind puutub kokku söövitava vedelikuga; ja (2) servad ja düüside läbiviigud peavad olema keevitatud ülekattega-ühilduva täiteainega, et vältida galvaanilist rünnakut plakeeritud/süsinik{5}}terase liidesel.

Kuidas Hastelloy C276 FGD teenuses C22 ja 625-ga võrrelda?

Kaasaegsetes FGD neeldumisvooderdistes eelistatakse Hastelloy C22 (UNS N06022) üldiselt C276-le, kuna märg-skruberi keskkond on oksüdeeriv (oksüdatsiooniõhk, raudioonid), kus C22 kõrgem kroom (20-22,5%) hoiab stabiilsemat passiivset kilet. C276 jääb paremaks valikuks ainult tugevalt redutseerivates teenustes, nagu kuum vesinikkloriidhape. Alloy 625 on tavaline ja odavam 4. tsooni valik.

Peamine erinevus seisneb kroomi-vs-molübdeeni-vahetamises:

Töötavate tehaste väliandmed näitavad, et C276 vooderdised ebaõnnestuvad 5-8 aasta jooksul mõne oksüdeeriva FGD funktsiooni täitmisel, samas kui C22 vooderdiste samaväärne kasutusaeg ületas 20 aastat. C22 lisakulud kaetakse tavaliselt ära esimese kontrollitsükli jooksul välditud seiskamiste kaudu. Pange tähele nüanssi: lihtsa PREN-i valemiga saavutab C276 veidi kõrgemad punktid (rohkem molübdeeni), kuid FGD oksüdeerub piisavalt, et kroom domineerib passiivse-kile stabiilsuse üle – just seetõttu juhib C22 nüüd uusi neeldurite spetsifikatsioone.

Millised keevitamise kaalutlused kehtivad C276 vooderdise ja voodri puhul?

Keevitage C276 sobiva ERNiCrMo-4 täiteainega (AWS A5.14), kontrollige soojussisendit, et vältida kuumuse-mõjutatud tsooni sademete tekkimist, kasutage katte ja süsinikterase vahel "määrivat" üleminekuliidet ja kontrollige sidet ultrahelitestiga.

1. Täitemetall:ERNiCrMo-4 (AWS A5.14) hoiab keevisõmbluse keemia alusega ühtivana – ärge kunagi kasutage C276 peal C22 täiteainet, mis nälgiks keevisõmbluse molübdeeni.
2. Soojussisend:vähese süsinikusisaldusega C276 väldib sensibiliseerimist, kuid soojussisendi kontrollimine on siiski oluline; kaasaegne pindpingeülekanne (STT) töötab ~7000 J/in versus 25000-30000 J/in vanemate impulss-GMAW puhul, minimeerides moonutusi ja HAZ-efekte.
3. Üleminekuühendused:plakeeritud plaadil määrige süsinik{0}}terasest pool (nt 309 liitrit) ja katke seejärel sobiva nikkeltäidisega, nii et söövitav pind oleks täielikult C276.
4. Voodri keevisõmblused:Õhukesed 1,6-3,2 mm lehed keevitatakse pistik-, seejärel õmblus/serv-keevitatakse kattuvate vuugikohtadega; läbipõlemine ja kõverdumine on pidevad ohud.
5. Ülevaatus:kontrollima kaetud sideme terviklikkust UT poolt ASTM A578 järgi; kontrollige kõiki keevisõmblusi PT ja RT/UT abil vastavalt valmistamisspetsifikatsioonidele.

Millised on C276 FGD vooderdiste elutsükli kulude ja paksuse juhised?

Tüüpilised C276 FGD vooderdised on 1,6–3,2 mm (1/16–1/8 tolli) paksused ja nende kasutusiga on 7-15+ aastat; 2-3 mm plakeeritud ülekatted on standardsed. Domineerivaks kuluteguriks ei ole sulam ise, vaid söe kloriidisisaldus, mis määrab PREN-i läve, millele vooder peab vastama.

Paksus valitakse tsooni raskusastme ja asendusgraafiku järgi:

1,6 mm (1/16 tolli):kasutatakse läga{0}}alumises ja leebemas tsoonis, kus on kulu ja 7–10 aasta asendusplaani saldo.

3,2 mm (1/8 tolli):määratud pihustusdüüside ja gaasi{0}}sisselaskeala lähedal, kus korrosioon on kõige tugevam.

2-3 mm plakeeritud ülekate:standardne liimitud-plaadi paksus, mis vastab tahke-sulami korrosioonieale murdosa kuludest.

Sulami valiku kõige olulisem muutuja on kivisöe kloriidi sisaldus. Kloor siseneb koos kivisöega, kontsentreerub retsirkuleerivas lägas kontsentratsioonini 10 000-50,000+ ppm ja põhjustab igal märjal pinnal nii punkt- kui ka pragukorrosiooni. Kiirviide: ~60 000 ppm lobrikloriidi juures on minimaalne nõutav PREN umbes 69, mis asetab C276 "marginaalsesse" serva ja kõrgema PREN-i sulamid (nt sulam 686) "turvalisse" vahemikku. Söekloriidi tuleks spetsiaalselt testida (ASTM D4208 või ISO 587), kuna standardsed kivisöe analüüsid jätavad selle välja.

Millised standardid kehtivad Hastelloy C276 FGD ehitusele?

Materjali reguleerivad ASTM B575 / ASME SB-575 (plaat) ja kaastoote spetsifikatsioonid; laevaehitus ASME BPVC VIII jaotise 1. jaos (3. liide plakeeritud/vooderdis, UG-26 vooderdis); keevitustäiteaine AWS A5.14 (ERNiCrMo-4); haputeenuste kvalifikatsioon NACE MR0175 / ISO 15156 järgi; ja plakeeritud sideme terviklikkus ASTM A578 ultrahelitestiga.

Korduma kippuvad küsimused

Hastelloy C276 (UNS N10276, W. Nr See on vastupidav oksüdeerivatele ja redutseerivatele hapetele, kloriididele, täppkorrosioonile, pragude korrosioonile ja pingekorrosioonipragudele ning seda kasutatakse -keevitamisel ilma järel{11}}keevituse kuumtöötluseta.

Miks on FGD keskkond nii söövitav?

Absorber ühendab endas madala pH-ga suspensiooni, 10 000-80 000 ppm kloriide, 5–30% väävelhapet, vesinikfluoriidhapet, lahustunud hapnikku, abrasiivset lendtuha ja temperatuurikõikumisi – ligikaudu kümme samaaegselt toimivat korrosioonimehhanismi.

Millise kloriiditaseme korral on Hastelloy C276 FGD-s vaja?

C276 määratakse tavaliselt siis, kui läga kloriidide sisaldus ületab 20 000 -40 000 ppm rasketes tsoonides. Üle ~60 000 ppm muutub isegi C276 marginaalseks ja eelistatakse kõrgema PREN-i sulameid (nt C22, sulam 686).

Kas vooder või vooder on FGD absorbendi jaoks odavam?

Voodril on madalaim esialgne maksumus ja lühim teostusaeg; plakeeritud plaat maksab eelnevalt rohkem, kuid 50–60% vähem kui tahke C276 ja on uute laevade kogu elutsükli jooksul odavam. Valik sõltub sellest, kas olulisem on asendatavus või struktuurne integratsioon.

Kas Hastelloy C276 saab kasutada-keevitusena ilma PWHTta?

Jah. Selle süsinikusisaldus on piiratud 0,010% (ja räni 0,08%), nii et see ei muutu tundlikuks keevisõmbluses HAZ ja selle saab kasutusele võtta keevitatud olekus, ilma -järgse keevituse kuumtöötluseta.

Millist täitemetalli kasutatakse C276 keevitamiseks?

ERNiCrMo-4 AWS A5.14 kohta. Kasutage ainult sobivat C276 täiteainet; Ärge asendage C22 täiteainet, mis vähendaks keevisõmbluse molübdeenisisaldust ja tekitaks korrosiooni nõrga koha.

Kui kaua C276 FGD vooder kestab?

Töökogemus roostevaba tapeet on umbes 7–10 aastat kuni 8-15+ aastani C276 vooderdiste ja vooderdiste puhul rasketes FGD tsoonides, olenevalt kloriidi tasemest ja protsessihäiretest.

Kas Hastelloy C22 on FGD jaoks parem kui C276?

Märgade FGD neeldumisvooderdiste puhul eelistab oksüdeeriv skraberi keskkond enamikul juhtudel - C22 kõrgemat kroomisisaldust (20–22,5%), andes 18–25-aastaseks elueaks, võrreldes C276-ga 8–12-aastaseks. C276 jääb paremaks ainult tugevalt redutseerivates hapetes nagu kuum HCl.

Millise paksusega C276 vooder on tüüpiline FGD-s?

Vooderdised on tavaliselt 1,6 mm (1/16 tolli) leebemates tsoonides ja 3,2 mm (1/8 tolli) düüside ja gaasi sisselasketsooni lähedal. Liimitud plakeeritud ülekatted on tavaliselt 2–3 mm.

Mida tähendab "tapeetimine" FGD-s?

Tapeetimine on välipraktika, mille käigus kinnitatakse õhukeste (1,6-3,2 mm) roostevaba või niklisulamist lehtede neelduri siseküljele pistikkeevitamise ja kattuvate vöövuukide abil, moodustades vahetatava korrosioonivoodri.

Kas plakeeritud plaati saab paigaldada tagurpidi?

Ei. Korrosioonikindel-kate peab alati olema suunatud läga poole. Plaadi ümberpööramine paljastaks süsinik-terasest aluspinna söövitava vedelikuga ja põhjustaks kiire rikke.

Miks on kivisöe kloriidi sisaldus nii oluline?

Kivisöest saadav kloor kontsentreerub retsirkuleerivas lägas ja põhjustab igal märjal pinnal täppide ja pragude korrosiooni. Seda ei saa protsessi reguleerimisega eemaldada, seega määrab see minimaalse PREN-i, mille vooder peab vastama sulami valiku põhimuutujale -.

Kas C276 on FGD-s vesinikfluoriidhappe suhtes vastupidav?

Kivisöe silikaatide vesinikfluoriidhape ei kahjusta oluliselt C276, samas kui see lahustab mõnel materjalil ränidioksiidil põhineva kaitsekile. Täieliku -kõrgsageduse teenus nõuab aga erinevaid sulameid (nt Monel 400).

Millised standardid kehtivad FGD plakeeritud laevadele?

ASTM B575 (materjal), ASME BPVC jaotise VIII jaotise 1. liide 3 ja UG-26 (plakeeritud/vooderdised), AWS A5.14 (täiteaine), NACE MR0175 / ISO 15156 (hapu teenus) ja ASTM A578 (plakeeritud side, UT).

Kas C276 vooderdust saab paigas parandada?

Jah. Lahtised vooderdised on ette nähtud kohapealseks asendamiseks- ja keevisõmbluse ülekate võib taastada olemasoleva anuma ebaõnnestunud tsooni ilma liimitud plaati tellimata. Nutu-augu jälgimine aitab lekkeid varakult tuvastada.

Mis on PREN ja miks see on FGD jaoks oluline?

PREN (punktide tekitamise takistuse ekvivalentarv)=%Cr + 3.3 x %Mo hindab punktide tekitamise takistust. FGD kõrge kloriidisisaldusega suspensioonid nõuavad kõrget PREN-i (umbes 65-69+); C276 ja C22 sobivad mõlemad, mistõttu domineerivad nad rasketes FGD tsoonides.

Millist temperatuurivahemikku C276 FGD-s talub?

FGD lägateenistuses toimib C276 niisutatud pinnal hästi keskkonnatemperatuurist kuni umbes 200 °C. Gaasi -sisenditsoon (120-180C) on vahemikus; püsiv konstruktsioonikoormus on piiratud ligikaudu 538C (1000F) ASME kohta.