Incoloy 825 fil-Produzzjoni ta' Aċidu Fosforiku: Prestazzjoni ta' Skambjatur tas-Sħana Aċidu tal-Proċess -

L-aċidu fosforiku tal-proċess imxarrab-(WPA) huwa wieħed mill-aktar fluwidi korrużivi mmaniġġjati fl-ipproċessar kimiku industrijali, li jgħaqqad aċidu sulfuriku ħieles, fluworidu, klorur, u solidi li joborxu f'fluss wieħed. L-iskambjaturi tas-sħana fis-sezzjonijiet tad-diġestjoni, tal-filtrazzjoni u tal-evaporazzjoni ta' impjant tal-WPA jaraw dan l-attakk ikkonċentrat f'postijiet ta' veloċità, temperatura u weldjatura - eżattament fejn il-fallimenti jiswew l-aktar.Incoloy 825 (UNS N08825)saret il-liga tax-xogħol għal dan id-dmir minħabba li l-kimika tagħha tan-nikil-kromju-molibdenu-ramm ġiet żviluppata speċifikament biex tirreżisti kemm it-tnaqqis tal-attakk tal-aċidu sulfuriku/fosforiku kif ukoll il-korrużjoni lokalizzata tal-klorur fl-istess ħin.

Din il-gwida tispjega għaliex Incoloy 825 jaħdem tajjeb fl-iskambjaturi tas-sħana WPA, kif iqabbel ma 'l-istainless steel 316L u ligi tan-nikil ogħla, u liema prattiki ta' disinn u fabbrikazzjoni huma meħtieġa biex jiksbu l-ħajja sħiħa tas-servizz tiegħu.

X'inhu Incoloy 825, u Għaliex Jintuża ħafna fil-Produzzjoni ta 'Aċidu Fosforiku?

Incoloy 825 huwa liga tan-nikil-ħadid-kromju b'molibdenu u ram miżjuda, ifformulata speċifikament biex tirreżisti l-aċidu sulfuriku kkombinat, aċidu fosforiku, u attakk tal-klorur/fluworidu misjuba fl-aċidu fosforiku tal-proċess imxarrab-, u huwa għalhekk li sar il-biċċa l-kbira tal-impjanti ta 'produzzjoni ta' alloy standard u l-impjanti tal-produzzjoni tal-WPA.

Tabella 1 - Kompożizzjoni kimika rappreżentattiva ta 'Incoloy 825 skont ASTM B424/B425/B163.

Iż-żieda tar-ram tal-liga hija ċ-ċavetta għar-reżistenza tagħha għat-tnaqqis tal-aċidi bħall-aċidu sulfuriku u fosforiku, filwaqt li l-kontenut tal-molibdenu tiegħu jżid ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-ħofor u xquq minn joni tal-klorur. Il-kontenut għoli tiegħu ta 'nikil (38-46%) jirreżisti l-qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-klorur, mod ta' falliment li jillimita l-istainless steel awstenitiku standard bħal 316L f'dan is-servizz. Minħabba li l-aċidu fosforiku tal-proċess imxarrab-fih dawn l-ispeċi aggressivi kollha fl-istess ħin - aċidu sulfuriku mill-istadju tad-diġestjoni, fluworidu mill-blat tal-fosfat, u klorur bħala kontaminant - Ir-reżistenza bbilanċjata ta’ elementi multipli ta’ Incoloy 825 {- tagħmilha soluzzjoni prattika waħda ta’ pjanti{{10} aktar milli tirrikjedi soluzzjoni prattika ta’ liga waħda tal-{{10} impjant speċjali kull speċi korrużiva.

X'Jagħmel l-Aċidu Fosforiku tal-Proċess-Imxarrab daqshekk Korrużiv għall-Materjali tal-Iskambjatur tas-Sħana?

L-aċidu fosforiku tal-proċess imxarrab-huwa aggressiv għax jgħaqqad erba' mekkaniżmi ta' korrużjoni separati f'kurrent wieħed - attakk tal-aċidu sulfuriku ħieles, korrużjoni aċċellerata tal-fluworidu-, pitting-ikkaġunat mill-klorur u qsim tal-korrużjoni mill-istress, u solidi-mmexxija minn solidi-mmexxija minn solidi-mmexxija minn erożjoni-6} standard ta' azzar inossidabbli aħseb u ara l-erba’ flimkien.

Aċidu sulfuriku ħieles: WPA jiġi prodott bid-diġestjoni tal-blat tal-fosfat b'aċidu sulfuriku, u eċċess ikkontrollat ​​ta 'aċidu sulfuriku mhux reazzjoni tipikament jibqa' fil-fluss tal-proċess, jattakka materjali li m'għandhomx reżistenza qawwija ta' tnaqqis-aċidu.

Kontenut tal-fluworidu: Il-blat tal-fosfat fih fluorapatite, li jirrilaxxa joni tal-fluworidu waqt id-diġestjoni; fluworidu jista 'lokalment ikisser films ta' ossidu passiv u jaċċellera l-korrużjoni, partikolarment f'konċentrazzjoni għolja jew temperatura elevata.

Kontaminazzjoni tal-klorur: Il-klorur jidħol mill-mineral, l-ilma tal-proċess, jew il-kontaminazzjoni upstream, u jmexxi l-korrużjoni lokalizzata tal-ħofor u l-xquq, u f'każijiet severi, il-qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-klorur ta 'ligi suxxettibbli.

Solidi sospiżi u erożjoni tad-demel likwidu: WPA iġorr ġibs fin u partiċelli tal-blat li ma rreaġixxewx, li jnaqqru films protettivi tal-ossidu b'veloċità għolja, partikolarment fid-daħliet tat-tubi, liwjiet, u punti ta 'kuntatt baffle fl-iskambjaturi tas-sħana.

Kif Jirreżisti l-Korrużjoni Incoloy 825 F'Konċentrazzjonijiet u Temperaturi WPA differenti?

Incoloy 825 iżomm rata ta' korrużjoni ġenerali baxxa u prevedibbli tul il-firxa tipika ta' aċidu tal-proċess imxarrab minn 28-30% aċidu filtru P2O5 dilwit sa 40-54% prodott tal-evaporatur P2O5 konċentrat, għalkemm ir-rati ta 'korrużjoni jogħlew kemm biż-żieda fit-temperatura kif ukoll biż-żieda fil-kontaminazzjoni tal-fluworidu/klorur, f'liema disinn tal-iskambju għandu jkun ikkontaminat.

T2 - Kondizzjonijiet rappreżentattivi ta' l-aċidu fosforiku bl-imxarrab-rappreżentattivi skont l-istadju tal-produzzjoni u l-firxa ġenerali tal-prestazzjoni tal-Incoloy 825. Ir-rati attwali ta 'korrużjoni jiddependu fuq il-kimika speċifika tal-pjanti (livelli ta' fluworidu, klorur, u sulfat) u għandhom jiġu kkonfermati permezz ta 'ttestjar tal-kupun jew storja tal-pjanti.

Kif Incoloy 825 Qabbel ma 'l-Azzar Stainless 316L fis-Servizz ta' Skambjatur tas-Sħana WPA?

Incoloy 825 jissupera sostanzjalment l-istainless steel 316L fis-servizz tal-aċidu fosforiku tal-proċess imxarrab, partikolarment fir-rigward tal-pitting, il-korrużjoni tal-xquq, u l-ikkrekkjar tal-korrużjoni tal-istress tal-klorur, u huwa għalhekk li 316L huwa ġeneralment limitat għal severità aktar baxxa, inqas -żoni ta 'skambju ta' klorur filwaqt li Incoloy hija speċifikata 25 tas-sħana għaż-żoni ewlenin tal-iskambju tas-sħana.

Tabella 3 - Proprjetajiet komparattivi ta' l-istainless steel 316L u Incoloy 825 għal servizz ta' proċess ta' aċidu fosforiku mxarrab-. L-ispiża relattiva hija indikattiva biss u tvarja skont il-prezz tas-suq tan-nikil/molibdenu.

Kif Jqabbel Incoloy 825 ma' Ligi Ogħla Bħal Alloy 625 fl-Aktar Żoni Severi?

Konklużjoni:Fiż-żoni l-aktar severi ta 'impjant WPA - kontenut għoli ħafna ta' fluworidu, klorur elevat, jew l-ogħla-stadji tal-evaporatur tat-temperatura - Alloy 625 jew liegi tan-nikil għoli-molibdenu simili jistgħu jegħlbu lil Incoloy 825, iżda din ir-reżistenza miżjuda hija spiża speċifikament ogħla b'mod speċifiku62. komponenti ta'-riskju għoli aktar milli użati fl-impjant kollu.

Tabella 4 - Incoloy 825 kontra Alloy 625 għaż-żoni ta' proċess ta' aċidu fosforiku mxarrba l-aktar impenjattivi-.

L-approċċ prattiku użat mill-biċċa l-kbira tal-produtturi tal-WPA huwa li jispeċifika Incoloy 825 bħala l-materjal ta’ bażi għall-maġġoranza tat-tagħmir tal-proċess, imbagħad jaġġorna b’mod selettiv komponenti speċifiċi - spiss identifikati permezz ta’ monitoraġġ tal-korrużjoni tal-impjant jew storja ta’ ħsara minn qabel - għal Alloy 625 jew liga oħra tal--molibdenu għoli biss fejn kundizzjonijiet lokali {5}, veloċità għolja{6} minkeb, jew hot spot magħruf) jitolbuha.

X'Rwol għandha l-Kontaminazzjoni tal-Fluworidu u tal-Klorur fl-Għażla tal-Materjal?

Il-livelli tal-fluworidu u tal-klorur - mhux biss il-konċentrazzjoni jew it-temperatura ta' P2O5 waħedhom - huma ħafna drabi l-fatturi deċiżivi dwar jekk Incoloy 825 huwiex biżżejjed jew jekk liga ogħla hijiex iġġustifikata, minħabba li ż-żewġ speċi jistgħu jkissru lokalment il-film tal-ossidu passiv li jipproteġi l-ligi tan-nikil minn attakk tal-aċidu.

Is-sorsi tal-blat tal-fosfat ivarjaw b'mod sinifikanti fil-kontenut tal-fluworidu, u l-ilma tal-proċess u l-flussi riċiklati jistgħu jintroduċu livelli varjabbli ta 'klorur li mhux dejjem ikunu riflessi fil-bażi tad-disinn nominali ta' impjant. Minħabba li r-reżistenza għall-korrużjoni ta 'Incoloy 825 tiddependi fuq film passiv stabbli, fluworidu jew klorur elevati lil hinn mil-livelli preżunti fl-għażla tal-materjal oriġinali jistgħu jwasslu għal korrużjoni lokalizzata mgħaġġla mhux mistennija, anke meta l-konċentrazzjoni u t-temperatura tal-aċidu bl-ingrossa jibqgħu fil-limiti normali tad-disinn. Għal din ir-raġuni, l-għażla effettiva tal-materjal u l-programmi ta 'affidabbiltà kontinwi fl-impjanti WPA ta' rutina jinkludu ttestjar tal-kupuni tal-korrużjoni u analiżi perjodika tal-materja prima aktar milli jiddependu fuq il-konċentrazzjoni u t-temperatura P2O5 biss.

Kif Taffettwa l-Erożjoni-Korrużjoni mid-Demel likwidu tal-Proċess il-Ħajja tat-Tubu tal-Iskambjatur tas-Sħana?

L-erożjoni-korrużjoni minn ġibs sospiżi u solidi tal-blat fil-WPA tqassar il-ħajja tat-tubu tal-iskambjatur tas-sħana primarjament f'postijiet ta'-veloċità għolja - daħliet tat-tubi, U-liwjiet, u punti ta' kuntatt tal-baffle - fejn it-tneħħija mekkanika tal-film tal-ossidu protettiv ta' ossidu taqbeż il-veloċità tat-tubu bħala riforma importanti tal-kontroll{5} tiegħu. għażla għal-affidabbiltà fit-tul.

Żomm il-veloċità tal-ġenb tat-tubu-fil-medda rrakkomandata tal-fornitur tal-liga għal servizz WPA ta' demel likwidu-li jkollu, tipikament ferm taħt il-limiti tal-veloċità użati għal fluwidi nodfa, mhux-abrasivi.

Uża inforri tat-tubu tad-daħla jew ferrules fid-daħla tat-tubu, fejn it-turbolenza u l-impatt miż-żennuna tad-dħul jikkonċentraw l-ilbies erosiv.

Iddisinja qatgħat u spazjar tal-baffle biex jimminimizza l-impatt dirett ta'-veloċità għolja tad-demel likwidu mal-ħitan tat-tubi fil-punti ta' kuntatt tal-baffle.

Immonitorja u perjodikament naddaf l-iskambjaturi biex tneħħi s-solidi stabbiliti, peress li d-depożizzjoni lokalizzata tista 'toħloq ċelloli ta' arjazzjoni differenzjali li jaċċelleraw il-korrużjoni taħt id-depożitu.

Liema Prattiki ta 'Welding u Fabbrikazzjoni Jippreservaw ir-Reżistenza għall-Korrużjoni ta' Incoloy 825 fl-Iskambjaturi tas-Sħana?

Il-preservazzjoni tar-reżistenza għall-korrużjoni ta' Incoloy 825 permezz tal-fabbrikazzjoni teħtieġ materjal ta' bażi ta'-karbonju baxx u metall tal-mili, kopertura sħiħa tal-gass protettiv (inkluż gass tat-tindif fuq l-ID tat-tubu), u tindif sħiħ taż-żibeġ tal-weldjatura biex tneħħi l-lewn tas-sħana, minħabba li kwalunkwe minn dawn l-iskadenza tista' toħloq lokalment żona inqas-reżistenti li ssir l-ewwel punt ta' falliment fis-servizz.

Uża metall tal-mili Incoloy 825 li jaqbel (ERNiFeCr-1 / ENiCrMo-3 kif applikabbli) biex tevita depożitu ta 'weldjatura b'reżistenza għall-korrużjoni differenti mill-metall bażiku.

Neħħi l-intern tat-tubu b'gass inert waqt l-iwweldjar biex tevita l-ossidazzjoni (lewn tas-sħana) fuq il-proċess-wiċċ imxarrab, li huwa ferm aktar suxxettibbli għal korrużjoni lokalizzata minn metall tal-weldjatura protett kif suppost.

Pickle u passivate weldjaturi wara l-fabbrikazzjoni biex tneħħi lewn tas-sħana u jirrestawraw saff uniformi passiv ossidu tal-kromju fuq il-wiċċ kollu mxarrba.

Ikkontrolla t-temperatura interpass biex tillimita l-ħin mgħoddi fil-firxa tat-temperatura ta 'sensitizzazzjoni, tnaqqas ir-riskju ta' preċipitazzjoni tal-karbur tal-kromju fil-konfini tal-qamħ anke jekk il-kontenut baxx ta 'karbonju u l-istabbilizzazzjoni tat-titanju ta' Incoloy 825 diġà jipprovdu reżistenza tajba għas-sensitizzazzjoni.

Spezzjona weldjaturi kompluti għal penetrazzjoni sħiħa u ħelsien minn xquq jew nuqqas-ta'-difetti ta' fużjoni, peress li dawn il-karatteristiċi ġeometriċi jsiru siti preferenzjali għall-korrużjoni tax-xquq irrispettivament mill-kimika tal-liga.

Kif għandhom jiġu ddisinjati l-iskambjaturi tas-sħana għal ħajja twila ta 'servizz f'WPA?

L-iskambjaturi tas-sħana WPA b'ħajja twila-kombinaw għażla xierqa ta' liga b'veloċità tal-ġenb ta' tubu konservattiv-, konċessjoni adegwata għall-korrużjoni, mazzi ta 'tubi aċċessibbli għall-ispezzjoni u t-tindif, u żoni ta' tranżizzjoni tal-materjal (folji tat-tubi, irjus tal-kanali) iddisinjati biex jevitaw kwistjonijiet galvaniċi u ta' xquq fejn jiltaqgħu materjali differenti.

Agħżel materjal tat-tubu (tipikament Incoloy 825, b'Alloy 625 f'żoni severi magħrufa) ibbażat fuq dejta ikkonfermata tal-fluworidu tal-proċess, tal-klorur, u tat-temperatura - mhux konċentrazzjoni ġenerika ta' P2O5 waħedha.

Issettja l-veloċità tal-ġenb tat-tubu-fil-medda rrakkomandata għas-servizz tal-bearing tad-demel likwidu- biex tibbilanċja l-effiċjenza tat-trasferiment tas-sħana kontra r-riskju tal-erożjoni-korrużjoni.

Speċifika konċessjoni adegwata tal-korrużjoni tal-ħxuna tal-ħajt ibbażata fuq storja ta' monitoraġġ tal-korrużjoni speċifika tal-impjant-aktar milli default ġeneriku.

Iddisinja tubi u kapijiet tal-kanal b'materjali kompatibbli jew miksijin biex tiġi evitata l-korrużjoni galvanika fejn il-liga tat-tubi tiltaqa 'ma' materjal strutturali differenti.

Ipprovdi spazju adegwat tal-ġbid ta' mazz-u aċċess għall-ispezzjoni, peress li l-ispezzjoni u t-tindif perjodiċi tat-tubi huma essenzjali biex tinqabad korrużjoni jew erożjoni lokalizzata qabel ma tikkawża tnixxija.

Stabbilixxi programm ta' rutina ta' ttestjar tal-kupun-u spezzjoni biex issegwi r-rati attwali ta' korrużjoni kontra suppożizzjonijiet tad-disinn u taqbad il-bidliet fil-kimika tal-proċess qabel ma jikkawżaw fallimenti mhux ippjanati.

X'inhu l-ispiża totali tas-sjieda għal Incoloy 825 vs Alternattivi fis-Servizz WPA?

Għalkemm Incoloy 825 jiswa bosta drabi aktar għal kull unità ta 'massa minn azzar li ma jissaddadx 316L, tipikament jagħti spiża totali aktar baxxa ta' proprjetà f'servizz ta 'skambjatur tas-sħana ta' l-aċidu fosforiku mxarrab-proċess minħabba li jevita l-ħsarat frekwenti fit-tubi, għeluq mhux ippjanat, u sostituzzjonijiet ta 'bundle li 316L jesperjenza f'dan l-ambjent.

Paragun tal-ispiża sinifikanti għandu jinkludi mhux biss il-prezz inizjali tal-gozz tat-tubi iżda l-intervall mistenni bejn il-fallimenti, l-ispiża ta 'telf ta' produzzjoni mhux ippjanat matul kull falliment, u l-ispiża tax-xogħol u r-rimi tas-sostituzzjoni tal-pakkett. F'aċidu fosforiku ta' proċess ta'-imxarrab, l-iskambjaturi 316L spiss jesperjenzaw tnixxijiet relatati ma' pitting jew stress-korrużjoni-fi żmien ftit snin ta' servizz kontinwu, filwaqt li l-iskambjaturi Incoloy 825 iddisinjati u fabbrikati kif suppost normalment jiksbu ħajja ta' servizz imkejla f'għaxar snin jew aktar taħt l-istess kundizzjonijiet. Meta dawn il-fallimenti evitati u l-ispejjeż ta 'waqfien huma inklużi, l-ispiża tal-materjal ogħla ta' Incoloy 825 ġeneralment tiġi rkuprata ħafna drabi matul il-ħajja operattiva ta 'l-iskambjatur, li jagħmilha l-għażla ekonomikament razzjonali għall-maġġoranza tad-dazju ta' l-iskambjatur tas-sħana WPA minkejja l-prezz ogħla ta 'quddiem-.

Mistoqsijiet Frekwenti