Hastelloy B-3 lwn B-2 dalam Asid Hidroklorik: Kebolehbuatan Fabrikasi dan Rintangan Kakisan yang Lebih Baik

Apakah Hastelloy B-3 dan B-2, dan Bagaimanakah Komposisi Mereka Berbeza?

B-3 dan B-2 kedua-duanya adalah aloi nikel-molibdenum yang hampir tulen dengan hampir tiada kromium, tetapi B-3 menganjakkan kandungan molibdenum ke atas sedikit dan menambah penambahan tungsten yang kecil dan dikawal ketat dan satu set unsur kecil (aluminium, titanium, niobium, vanadium, tantalum yang tidak mudah ditentukan oleh zirkonium, zirkonium) mekanisme metalurgi yang disengajakan di sebalik kestabilannya yang lebih baik.

Sumber: Helaian data komposisi nominal Haynes International, aloi HASTELLOY B-3; Risalah teknikal warisan Haynes International H-2006D, aloi HASTELLOY B-2 (©1997).

Kedua-dua aloi, mengikut reka bentuk, hampir bebas -kromium - strategi bertentangan daripada aloi jenis-dan G-yang diliputi di tempat lain dalam siri ini. Itu adalah disengajakan: filem oksida pelindung kromium tidak melakukan apa-apa untuk rintangan kakisan dalam asid hidroklorik tulen,-bukan pengoksidaan, dan B-3 dan B-2 kedua-duanya bergantung pada nikel dan molibdenum dalam larutan pepejal. Kisah sebenar dalam jadual gubahan bukanlah unsur utama, yang hampir sama, tetapi unsur kecil: Penambahan kecil dan disengajakan B-3 wujud khusus untuk menukar fasa antara logam yang terbentuk apabila aloi dipanaskan, dan berapa cepat.

Mengapa B-3 Dibangunkan - Apakah Masalah Yang Sebenarnya Ia Selesai?

B-3 tidak dibangunkan untuk membetulkan kelemahan kakisan dalam asid hidroklorik tulen - B-2 sudah pun sangat baik di sana - ia dibangunkan untuk membaiki ketidakstabilan metalurgi: B-2 terdedah kepada mendakan fasa rapuh, merosakkan semasa kimpalan, pembentukan panas, dan penyahgredan suhu tinggi yang berpanjangan yang disahkan oleh literatur penyahgredan suhu tinggi AS ini, dan rintangan penyahgredan suhu tinggi AS yang sama seperti yang disahkan oleh kesusasteraan penyahgredan suhu tinggi AS ini. kemuluran.

Kesusasteraan teknikal Haynes International sendiri menyatakan mekanisme secara langsung: kandungan molibdenum yang memberikan B-aloi keluarga rintangan asid hidroklorik mereka juga mewujudkan "kecenderungan kuat untuk fasa selain daripada fasa gamma (muka-pusat berpusat) yang diingini untuk terbentuk dalam struktur mikro, terutamanya dalam julat suhu 500 darjah hingga 900 darjah." Dalam B-2, fasa yang terbentuk ialah Ni4Mo, dan ia terbentuk dengan cepat.

Secara bebas, kesusasteraan paten AS yang menerangkan sejarah pembangunan aloi mengesahkan bahawa B-2 "kemudian didapati terdedah kepada tindak balas susunan jarak jauh-semasa pendedahan jangka-pendek pada suhu dalam julat 600-800 darjah ," dan bahawa "selain daripada merendahkan kekuatan mekanikal, tindak balas (berlawanan) yang ditemui ini juga mempunyai kesan buruk terhadap rintangan". Pembetulan kejuruteraan B-3 - anjakan molibdenum dan penambahan unsur kecil dalam jadual di atas - telah direka khusus untuk memihak kepada fasa Ni3Mo yang lebih perlahan.

Bagaimanakah B-3 dan B-2 Bandingkan dalam Kestabilan Terma dan Struktur?

Data masa -suhu-transformasi (TTT) diterbitkan Haynes International menunjukkanAloi B-2membentuk sejumlah kerosakan Ni4Mo dengan cepat pada sekitar 750 darjah , manakala B-3 mengambil masa beberapa jam pada sekitar 650 darjah untuk membangunkan fasa yang merosakkan - penambahbaikan yang nyata dan boleh dihasilkan semula, walaupun kesusasteraan paten pihak ketiga-berhati-hati untuk menyifatkannya sebagai kestabilan terma "agak lebih tinggi" yang dicapai dengan "melambatkan sedikit" tindak balas keseluruhan yang sama. kejuruteraan semula yang menghapuskan risiko.

Sumber: rajah dan perbincangan -suhu{1}}masa Haynes Antarabangsa (TTT), HASTELLOY B-3 helaian data aloi; disokong oleh kesusasteraan paten AS mengenai sejarah pembangunan aloi nikel-molibdenum.

Risalah B-2 Haynes International sendiri menambah amaran yang berkaitan secara langsung dan dinyatakan dengan tepat: pendedahan B-2 kepada suhu dari 1,000 darjah F hingga 1,600 darjah F (538-870 darjah ) "harus dielakkan kerana pengurangan dalam kemuluran" {{13} darjah aloi{{13}3} -zon tinggi tidak-pergi yang fabrikasi mesti mereka bentuk untuk sebarang operasi, bukan hanya mengimpal. B-3 yang lebih sempit, kemudian-permulaan dan lebih perlahan-mengembangkan hidung kerpasan memberikan fabrikasi lebih margin secara material: lebih banyak masa dalam kimpalan berbilang pas, lebih toleransi untuk anil terputus dan tingkap pemprosesan praktikal yang lebih luas secara keseluruhan, walaupun B-3 itu sendiri masih memerlukan kawalan suhu penyejukan dan relau yang terkawal. dan penyepuhlindapan semula selepas kerja sejuk melebihi pemanjangan gentian luar kira-kira 7%.

Bagaimanakah B-3 dan B-2 Bandingkan dalam Rintangan Asid Hidroklorik?

Kedua-dua aloi memberikan rintangan yang luar biasa, boleh dibandingkan secara amnya kepada asid hidroklorik tulen dan tidak tercemar merentasi keseluruhan julat kepekatan praktikal sehingga takat didih - B-3's data yang diterbitkan sepenuhnya menunjukkan kadar kakisan daripada 0.01 hingga 0.29 mm/y merentas 1-20% HCl 20% didih, bertanda didih secara meluas di dalam HCl-2' dengan selesa di dalam HCl2-tanda panjang yang selesa. mpy (0.51 mm/y) pada semua kepekatan dan suhu hingga mendidih dalam asid tidak berudara dan tidak tercemar.

Sumber: Jadual kakisan asid hidroklorik Antarabangsa Haynes, HASTELLOY B-3 helaian data aloi; Penanda aras Hastelloy B-2 seperti yang didokumenkan merentas kesusasteraan B-2 sejarah Haynes dan disokong dalam paten bebas dan rujukan teknikal industri. Perpustakaan teknikal dalam talian semasa Haynes International tidak lagi menerbitkan jadual kakisan kepekatan demi kepekatan untuk B-2, jadi angkanya dilaporkan di sini pada resolusi yang disokong dokumentasi sejarah Haynes sendiri.

Pengambilalihan praktikal ialah rintangan asid hidroklorik itu sendiri bukanlah pembeza antara kedua-dua aloi ini - kedua-duanya adalah tujuan-dibina dengan tepat untuk persekitaran ini, dan kedua-duanya cemerlang dalam hal itu. Had kepekatan 20% dalam jadual ini ialah azeotrop HCl, yang melebihi ujian makmal-kelalang kaca menjadi tidak boleh dipercayai kerana gas hidrogen klorida terlepas daripada larutan ujian; ia tidak mewakili had pada prestasi dunia-sebenar aloi dalam asid pekat.

Adakah B-3 dan B-2 Bertolak ansur dengan Pencemaran Pengoksidaan dalam Asid Hidroklorik?

Tiada - kedua-dua aloi berkongsi had asas yang sama, dan ia adalah akibat langsung daripada kandungan hampir sifar kromiumnya: walaupun surih ion ferik (Fe3+) atau cupric (Cu2+), yang boleh terbentuk apabila asid hidroklorik menyentuh paip besi atau kuprum di tempat lain dalam sistem, boleh menyebabkan kedua-dua kakisan cepat B-3 dan kegagalan B-2 dalam sistem.

Haynes International menerbitkan graf yang menunjukkan dengan tepat betapa mendadaknya kadar kakisan B-3 meningkat dengan peningkatan pencemaran ion ferik dan kuprik dalam pendidihan 2.5% HCl, dan kesusasteraan B-2 sejarahnya menyatakan amaran yang sama hampir perkataan demi perkataan: B-2 "tidak digalakkan dengan kehadiran garam ferik atau cawan ini dengan cepat." Ini bukan perbezaan B2.53-berbanding-B-2 - ia ialah sempadan berkongsi keseluruhan keluarga aloi nikel-molibdenum. Jika perkhidmatan asid hidroklorik termasuk pencemaran pengoksidaan, asid campuran, atau pengudaraan terputus-putus, aloi galas kromium seperti C-276, C-22 atau HYBRID-BC1 adalah spesifikasi yang lebih sesuai; B-3 dan B-2 hendaklah dikhaskan untuk tugas asid tulen, mengurangkan, dan tidak berudara.

Bagaimanakah B-3 dan B-2 Membandingkan dalam Sulfurik, Fosforik dan Asid Bukan Pengoksida yang Lain?

Data B-3 yang diterbitkan sepenuhnya mengesahkan rintangan yang sangat baik merentas asid sulfurik dan fosforik pada hampir semua kepekatan dan suhu, dengan kadar kakisan secara amnya pada atau di bawah 0.15 mm/y di luar keadaan asid sulfurik yang paling teruk, hampir-mendidih dan sangat pekat; B-2 didokumenkan merentas kesusasteraan teknikal bebas sebagai berkongsi rintangan asid bukan-pengoksidaan-yang sama ini, walaupun Haynes tidak lagi menerbitkan jadual kepekatan demi kepekatan yang sepadan untuknya.

Sumber: Jadual kakisan asid sulfurik Antarabangsa Haynes, asid fosforik dan reagen -gred{1}}jadual, helaian data aloi HASTELLOY B-3.

Lompatan mendadak pada 80% asid sulfurik mendidih (4.76 mm/y) ialah titik data yang berguna dan jujur: B-3, seperti B-2, ialah aloi asid-penurunan dan rintangannya jatuh di luar tetingkap kepekatan yang dimaksudkan sebaik sahaja asid sulfurik menghampiri keadaan titik didihnya yang paling teroksida dan paling tinggi{{1.}} Gambar rajah iso-karat B-3 sendiri untuk asid sulfurik secara eksplisit berhenti meramalkan tingkah laku yang boleh dipercayai di atas lengkung takat didih atas sebab ini.

Bagaimanakah Kimpalan Mempengaruhi Rintangan Kakisan dalam Amalan?

Data logam kimpalan B-3 yang diterbitkan-logam-berbanding-tempa-asas-menunjukkan hampir tiada perbezaan yang boleh diukur dalam beberapa asid utama - termasuk kadar kakisan yang sama untuk logam kimpalan dan logam asas tempa dalam kedua-dua 5% dan 10%{10}{10} asid hidrokuilt yang didih adalah bukti paling jelas yang ada bahawa kestabilan terma B-3 yang dipertingkatkan benar-benar diterjemahkan kepada prestasi sebagai-kimpalan yang lebih baik.

Sumber: Haynes International semua-kimpalan-logam (multi-lulus GMAW cruciform) lwn. tapak tempa-data kakisan logam, helaian data aloi HASTELLOY B-3.

Haynes International tidak menerbitkan kimpalan{0}}logam-berbanding-jadual tempa yang setara untuk B-2 dalam perpustakaan teknikal semasanya. Memandangkan kepekaan B-2 yang diketahui terhadap pembentukan Ni4Mo yang lebih pantas dalam julat suhu yang sama yang dilalui oleh kimpalan, fabrikasi yang bekerja dengan B-2 harus meletakkan lebih berat pada kawalan suhu interpass yang ketat, dan pada panduan sejarah Haynes sendiri untuk penyelesaian-menanil komponen B-2 kerja sejuk sebelum mengimpal apabila % pemanjangan sejuk melebihi 7, kerana pemanjangan kerja sejuk melebihi 7 kawasan yang dikimpal" jika langkah ini dilangkau - panduan yang muncul dalam kesusasteraan B-3 Haynes semasa hampir verbatim, menekankan bahawa ini adalah langkah berjaga-jaga seluruh keluarga dan bukannya satu yang unik untuk mana-mana aloi.

Bagaimanakah B-3 dan B-2 Membandingkan dalam Rintangan Keretakan Kakisan Tegasan?

B-3 membawa hasil yang diterbitkan secara langsung: tiada keretakan selepas 1,008 jam (enam minggu) dalam mendidihkan 45% magnesium klorida (ASTM G36), meletakkannya bersama C-276 dan Alloy 625 sebagai antara bahan tahan SCC-yang paling banyak diuji Haynes; B-2 didokumenkan merentasi sumber teknikal bebas sebagai berkongsi rintangan klorida-SCC yang sangat baik, selaras dengan imuniti am keluarga nikel-molibdenum terhadap mod kegagalan ini, walaupun kesusasteraan Haynes semasa tidak membawa nombor padanan khusus untuk B-2.

Sumber: Haynes International stress-data retakan kakisan (mendidih 45% MgCl2, ASTM G36), helaian data aloi HASTELLOY B-3.

Harap maklum bahawa Haynes tidak menerbitkan data suhu pitting atau celah kritikal ASTM G48 (penanda aras standard yang digunakan untuk aloi jenis C-dan G-di tempat lain dalam siri ini) untuk sama ada B-3 atau B-2. Itu bukan satu kesilapan: ASTM G48 menggunakan ferik klorida berasid, garam klorida pengoksida yang berada tepat di dalam had pencemaran yang dibincangkan di atas. Oleh kerana aloi keluarga B tidak bertujuan untuk mengoksidakan perkhidmatan klorida di tempat pertama, Haynes tidak menanda arasnya terhadap ujian yang dibina di sekeliling keadaan itu.

Bagaimanakah Ciri-ciri Fabrikasi dan Windows-Has Berfungsi Dibandingkan?

Kedua-dua aloi menyepuhlindap pada suhu yang sama dan memerlukan pelindapkejutan air, tetapi julat penempaan panas yang disyorkan B-3 berada sepenuhnya di atas zon risiko pemendakan-nya, manakala panduan rasmi B-2 memerlukan mengelakkan jalur lebar 538-870 darjah sama sekali - satu kekangan fabrik yang lebih ketat dan lebih menyeluruh yang menggambarkan kekangan industri B yang lebih ketat dan lebih menyeluruh.

Sumber: Data tegangan, kekerasan dan fabrikasi Haynes International, HASTELLOY B-3 helaian data aloi; Risalah teknikal warisan Haynes International H-2006D, aloi HASTELLOY B-2, untuk panduan penyepuhlindapan dan kerja panas.

Apabila kesusasteraan Haynes semasa tidak menerbitkan angka B-2 yang boleh dibandingkan secara langsung, jadual ini menyatakan dengan jelas dan bukannya menggantikan anggaran - B-2 telah digantikan dengan berkesan oleh B-3 kerana tawaran nikel-molibdenum standard Haynes, dan jadual sifat mekanikal terperinci untuk B-2 bukan lagi sebahagian daripada perpustakaan teknikal dalam talian semasa syarikat.

Piawaian ASTM, ASME dan AWS yang manakah Mentadbir B-3 dan B-2?

B-3 membawa set spesifikasi yang lebih lengkap dan diselenggara pada masa ini daripada dokumentasi legasi B-2 - termasuk spesifikasi penempaan khusus (ASTM B564) yang tidak disenaraikan oleh risalah B-2 Haynes - yang penting secara langsung untuk perolehan pada mana-mana projek yang memerlukan pemasangan palsu, bebibir atau badan injap.

Sumber: Jadual "Spesifikasi dan Kod" Haynes International, helaian data aloi HASTELLOY B-3; Risalah teknikal warisan Haynes Antarabangsa H-2006D, aloi HASTELLOY B-2.

Aloi Yang Harus Anda Tentukan untuk Perkhidmatan Asid Hidroklorik?

Tentukan B-3 untuk pembinaan baharu, fabrikasi bahagian-tebal, kimpalan berbilang-dan sebarang aplikasi yang memerlukan komponen palsu; B-2 kekal sebagai pilihan tepat dari segi teknikal untuk sistem sedia ada yang sudah layak ke atasnya, dengan syarat prosedur kimpalan dan rawatan haba mematuhi had pemprosesannya yang lebih sempit dan didokumentasikan dengan lebih baik.

• Pilih B-3 untuk:Pembuluh tindak balas, lajur dan sistem paip untuk asid hidroklorik atau sulfurik tulen, di mana margin pemprosesan yang lebih luas mengurangkan risiko fabrikasi dan kerja semula.
• Pilih B-3 untuk:Bejana keratan-tebal dan kimpalan medan berbilang-laluan, di mana pendedahan haba kumulatif dalam julat 500-900 darjah lebih sukar untuk diikat.
• Pilih B-3 untuk:Komponen palsu - bebibir, kelengkapan, badan injap - memandangkan B-3 membawa spesifikasi penempaan ASTM B564 semasa dan dokumentasi warisan B-2 tidak.
• Pilih B-3 untuk:Projek yang memerlukan data mekanikal dan kakisan yang didokumenkan sepenuhnya, diselenggara pada masa ini untuk reka bentuk dan pematuhan kod.
• Pilih B-2 untuk:Program loji dan alat ganti sedia ada telah pun layak, dikimpal dan diisi pada B-2, dengan aloi pensuisan menambah kerumitan perolehan tanpa keperluan yang didorong oleh kakisan.
• Pilih B-2 untuk:Alat ganti untuk peralatan lama yang mempunyai sejarah medan B-2 yang mantap-berdekad-dekad itu sendiri merupakan satu bentuk kelayakan.

Dalam kedua-dua kes, ingat bahawa kedua-dua aloi tidak sesuai untuk asid hidroklorik yang tercemar dengan garam pengoksidaan, aliran asid pengoksidaan/penurun campuran atau sistem berudara sekejap-sekejap - yang sempadannya terpakai sama kepada B-3 dan B-2, dan melintasinya memerlukan aloi galas kromium, C-BR22,-BC atau CHY-BR276, CHY-BR226 atau C-ID.

Soalan Lazim

S: Apakah perbezaan utama antara Hastelloy B-3 dan B-2?

A: B-3 (UNS N10675) mengalihkan sedikit kandungan molibdenum dan menambahkan sejumlah kecil tungsten dan unsur-unsur kecil lain yang B-2 (UNS N10665) tidak nyatakan, mengutamakan fasa pembentukan Ni3Mo yang lebih perlahan-dan bukannya Ni4Mo yang lebih cepat membentuk B-2. Ini memberikan B-3 tetingkap pemprosesan haba yang lebih luas dan lebih memaafkan tanpa mengubah rintangan asas aloi kepada asid hidroklorik tulen.

S: Adakah B-3 lebih tahan kakisan daripada B-2 dalam asid hidroklorik?

A: Tidak secara dramatik - kedua-dua aloi memberikan rintangan yang luar biasa kepada asid hidroklorik tulen dan tidak tercemar pada semua kepekatan sehingga takat didih. Kelebihan sebenar B-3 ialah kestabilan terma dan struktur, yang secara tidak langsung melindungi rintangan kakisan dengan mengurangkan risiko perubahan fasa yang merosakkan yang, setiap literatur paten, merendahkan rintangan kakisan dalam B-2 serta kemuluran.

S: Bolehkah Hastelloy B-3 atau B-2 digunakan dengan asid hidroklorik yang tercemar dengan besi atau kuprum?

A: Tidak. Kedua-dua aloi boleh mengalami kegagalan kakisan yang cepat dengan kehadiran ion ferik atau kuprik, yang boleh terbentuk apabila asid hidroklorik menyentuh paip besi atau tembaga di tempat lain dalam sistem. Ini ialah had bersama bagi keseluruhan keluarga aloi molibdenum-kromium-bebas nikel{3}}, bukan perbezaan B-3-berbanding-B-2.

S: Adakah B-3 dan B-2 memerlukan rawatan haba selepas kimpalan?

A: Kedua-duanya tidak memerlukan PWHT untuk rintangan kakisan dalam keadaan biasa, tetapi kedua-duanya sensitif kepada pendedahan berpanjangan dalam julat 500-900 darjah. Kinetik kerpasan B-3 yang lebih perlahan memberikan pembangun lebih margin semasa kimpalan berbilang laluan dan penyepuhlindapan; B-2 memerlukan kawalan suhu interpass yang lebih ketat dan, mengikut panduan sejarah Haynes, penyepuhlindapan larutan sebelum mengimpal komponen kerja sejuk dengan pemanjangan lebih daripada 7%.

S: Adakah Hastelloy B-2 masih tersedia, atau adakah ia telah digantikan dengan B-3?

A: B-2 kekal sebagai aloi UNS (N10665) yang diiktiraf dan masih dihasilkan dan disimpan oleh pembekal, tetapi Haynes International telah meletakkan B-3 sebagai tawaran nikel-molibdenum standardnya sejak tahun 1994 dan tidak lagi mengekalkan B-2 dalam portfolio aloi tahan kakisan dalam talian semasanya, hanya menerbitkan kesusasteraan teknikal sejarah/legasinya.

S: Adakah B-3 dan B-2 sesuai untuk komponen palsu?

A: B-3 membawa spesifikasi penempaan ASTM/ASME B564/SB564 semasa. Risalah B-2 warisan Haynes tidak menyenaraikan spesifikasi penempaan, jadi B-3 ialah pilihan spesifikasi yang lebih mudah untuk bebibir palsu, kelengkapan atau badan injap.