Hastelloy B-3 naspram B-2 u hlorovodoničnoj kiselini: poboljšana mogućnost izrade i otpornost na koroziju

Šta su Hastelloy B-3 i B-2 i po čemu se razlikuju njihovi sastavi?

B-3 i B-2 su gotovo čiste legure nikla-molibdena gotovo bez hroma, ali B-3 pomiče sadržaj molibdena malo prema gore i dodaje mali, strogo kontrolirani dodatak volframa i skup manjih elemenata (aluminij, titan, niobijum, vanadijum, cirkonijum) jednostavni B-3 i B-2. ne precizira - namjerni metalurški mehanizam koji stoji iza njegove poboljšane stabilnosti.

Izvor: Haynes International lista sa podacima o nominalnom sastavu, legura HASTELLOY B-3; Tehnička brošura Haynes International H-2006D, legura HASTELLOY B-2 (©1997).

Obje legure su, po dizajnu, gotovo bez hroma-bez -, što je suprotna strategija od legura tipa C- i G- koje su pokrivene drugdje u ovoj seriji. To je namjerno: zaštitni oksidni film hroma ne čini ništa za otpornost na koroziju u čistoj, ne-oksidirajućoj hlorovodoničnoj kiselini, a B-3 i B-2 se oslanjaju na nikl i molibden u čvrstom rastvoru. Prava priča u tabeli sastava nisu glavni elementi, koji su skoro identični, već oni manji: mali, namjerni dodaci B-3 postoje posebno da bi promijenili koja se intermetalna faza formira kada se legura zagrije i koliko brzo.

Zašto je B-3 razvijen - koji problem zapravo rješava?

B-3 nije razvijen da popravi korozionu slabost u čistoj hlorovodoničnoj kiselini - B-2 je već bio odličan tamo - razvijen je da popravi metaluršku nestabilnost: B-2 je sklon taloženju krhke, štetne faze tokom zavarivanja, vrućeg oblikovanja i produžene ekspozicije i produžene ekspozicije, literatura potvrđuje ovu patentnu otpornost na povišenu temperaturu i istu temperaturu u SAD-u. kao i duktilnost.

Vlastita tehnička literatura Haynes Internationala direktno navodi mehanizam: sadržaj molibdena koji daje legurama B-familije njihovu otpornost na hlorovodoničnu kiselinu također stvara "jaku tendenciju da se u mikrostrukturi formiraju druge faze osim poželjne (-centrirane kubne) gama faze, posebno u temperaturnom rasponu od 950 stepeni." U B-2, faza koja se formira je Ni4Mo, i formira se brzo.

Nezavisno, američka patentna literatura koja opisuje historiju razvoja legure potvrđuje da je B-2 "tada utvrđeno da je sklon-reakcijama dugog dometa tokom kratkotrajnog-izlaganja na temperaturama u rasponu od 600-800 stepeni," i da "osim degradiranja (degradacije) reakcije na mehaničku snagu, utvrđeno je da su i ovi efekti na mehaničku snagu, otpornost na koroziju." B-3 inženjerski popravlja - pomak molibdena i dodatke sporednih elemenata u gornjoj tabeli - dizajniran je posebno da favorizuje Ni3Mo fazu koja se sporije formira.

Kako se B-3 i B-2 upoređuju u termičkoj i strukturnoj stabilnosti?

Haynes International je objavio podatke o vremenskoj{0}}temperaturnoj-transformaciji (TTT)B-2 leguraformiranje štetnih količina Ni4Mo brzo na oko 750 stepeni, dok je B-3 potrebno nekoliko sati na oko 650 stepeni da razvije štetne faze - pravo i ponovljivo poboljšanje, iako se u patentnoj literaturi treće strane pažljivo opisuje kao "nešto višu" termičku stabilnost koja se postiže usporivačem toplotne stabilnosti koja se postiže "svjetlosnom reakcijom" reinženjering koji eliminiše rizik.

Izvor: Haynes International dijagram vremenske-temperature-transformacije (TTT) dijagram i diskusija, HASTELLOY B-3 list sa podacima o leguri; potvrđeno američkom patentnom literaturom o istoriji razvoja legure nikla i molibdena.

Haynes International B-2 brošura dodaje direktno relevantno, precizno izrečeno upozorenje: izlaganje B-2 temperaturama od 1.000 stepeni F do 1.600 stepeni F (538-870 stepeni ) "treba izbjegavati zbog smanjenja sve duktilnosti, širine duktilnosti3}3} stepena{3} -tall no-zona koju proizvođači moraju dizajnirati za bilo koju operaciju, ne samo za zavarivanje. B-3 uži, kasniji-nastanak i mnogo sporiji-razvijajući taložni nos daje proizvođačima materijalno veću marginu: više vremena u višeprolaznom zavarivanju, veću toleranciju za prekinuto žarenje i širi praktičan period obrade u cjelini, iako B-3 sam po sebi zahtijeva najprecizniju kontrolu temperature, preciznu kontrolu temperature hlađenje) i ponovno žarenje nakon hladnog rada koji prelazi oko 7% vanjskog izduženja vlakana.

Kako se B-3 i B-2 upoređuju u otpornosti na hlorovodoničnu kiselinu?

Obje legure daju izvanrednu, široko uporedivu otpornost na čistu, nekontaminiranu klorovodičnu kiselinu u cijelom praktičnom rasponu koncentracija do tačke ključanja - B-3 potpuno objavljeni podaci pokazuju stope korozije od 0,01 do 0,29 mm/god na 1-20% širokog ključanja u dokumentu koji se nalazi u dužini od 2-2 metra. ispod 20 mpy (0,51 mm/y) pri svim koncentracijama i temperaturama do ključanja u neaeriranoj, nekontaminiranoj kiselini.

Izvor: Haynes International tabela korozije hlorovodonične kiseline, lista podataka o leguri HASTELLOY B-3; Hastelloy B-2 benchmark kao što je dokumentovano u Haynesovoj istorijskoj B-2 literaturi i potvrđeno u nezavisnim patentnim i industrijskim tehničkim referencama. Trenutna tehnička biblioteka Haynes International-a više ne objavljuje tabelu korozije koncentracije po koncentraciji za B-2, tako da su njene brojke objavljene ovdje u rezoluciji koju Haynesova istorijska dokumentacija podržava.

Praktični zaključak je da sama otpornost na hlorovodoničnu kiselinu nije razlika između ove dvije legure - obje su namjenski napravljene-za upravo ovo okruženje, i obje su u tome izvrsne. Granica koncentracije od 20% u ovim tabelama je HCl azeotrop, iznad kojeg laboratorijsko ispitivanje u staklenoj{4}}boci postaje nepouzdano jer plin hlorovodonika izlazi iz testnog rastvora; ne predstavlja ograničenje za stvarne-svjetske performanse bilo koje legure u koncentrovanoj kiselini.

Da li B-3 i B-2 tolerišu oksidirajuću kontaminaciju u hlorovodoničnoj kiselini?

Nema - obje legure dijele isto osnovno ograničenje, a ono je direktna posljedica njihovog skoro-nultog sadržaja hroma: čak i tragovi željeza (Fe3+) ili bakrenih (Cu2+) jona, koji se mogu formirati kada hlorovodonična kiselina dođe u kontakt sa gvožđem ili bakarnim cijevima na drugom mjestu u sistemu, mogu uzrokovati brzu B-2 koroziju.

Haynes International objavljuje grafikon koji tačno pokazuje koliko naglo raste stopa korozije B-3 sa povećanjem kontaminacije feri i bakrovim jonima u ključanju 2,5% HCl, a njegova istorijska literatura o B-2 navodi isto upozorenje skoro od riječi: B-2 "se ne preporučuje jer feritna sol može uzrokovati brzi kvar soli." Ovo nije razlika B-3-nas-B-2 – to je zajednička granica cijele porodice legura nikla i molibdena. Tamo gdje usluga hlorovodonične kiseline uključuje oksidirajuću kontaminaciju, miješane kiseline ili povremeno prozračivanje, prikladnija specifikacija je legura koja sadrži hrom kao što je C-276, C-22 ili HYBRID-BC1; B-3 i B-2 treba da budu rezervisani za čistu, redukujuću, neaeriranu kiselinu.

Kako se B-3 i B-2 porede u sumpornim, fosfornim i drugim neoksidirajućim kiselinama?

Potpuno objavljeni podaci B-3 potvrđuju odličnu otpornost na sumpornu i fosfornu kiselinu pri gotovo svim koncentracijama i temperaturama, sa stopama korozije općenito na ili ispod 0,15 mm/god izvan najtežih uslova, skoro -vrućih, visoko koncentrisanih sumpornih kiselina; B-2 je dokumentirano u nezavisnoj tehničkoj literaturi kao da dijeli istu široku ne-neoksidirajuću-otpornost na kiseline, iako Haynes više ne objavljuje odgovarajuće tabele koncentracije po koncentraciji za njega.

Izvor: Haynes International sumporna kiselina, fosforna kiselina i tablice korozije za otopine -klase- reagensa, list sa podacima o leguri HASTELLOY B-3.

Oštar skok pri 80% ključanja sumporne kiseline (4,76 mm/g) je koristan, iskren podatak: B-3, kao i B-2, je redukujuća-legura kiselina, a njena otpornost pada izvan okvira predviđene koncentracije kada se sumporna kiselina približi najvišoj tački{9}{9}boo{1} oksidacije, najvišoj tački. B-3 vlastiti dijagrami izokorozije za sumpornu kiselinu eksplicitno prestaju predviđati pouzdano ponašanje iznad krivulje ključanja upravo iz tog razloga.

Kako zavarivanje utječe na otpornost na koroziju u praksi?

Objavljeni B-3-ovi podaci za-metal-u odnosu na-kovani-bazni- podaci pokazuju gotovo nikakvu mjerljivu razliku u nekoliko ključnih kiselina - uključujući identične stope korozije za metal šava i kovani osnovni metal u 5% i quival{10% klorovodične kiseline - što je najjasniji dostupni dokaz da se poboljšana termička stabilnost B-3 zaista prevodi u bolje performanse prilikom zavarivanja.

Izvor: Haynes International all-zavareni-metal (više-prolazni GMAW kruciformni) u odnosu na kovane baze-podaci o koroziji metala, list sa podacima o leguri HASTELLOY B-3.

Haynes International ne objavljuje ekvivalentnu tabelu zavarivanja-metala-u odnosu na-kovanja za B-2 u svojoj trenutnoj tehničkoj biblioteci. S obzirom na poznatu podložnost B-2 bržem formiranju Ni4Mo u istom temperaturnom opsegu kroz koji prolazi zavarivanje, proizvođači koji rade sa B-2 trebali bi pridati veću težinu striktnoj kontroli temperature međuprolaza i Haynesovim vlastitim istorijskim uputstvima za rješenje-žarenje hladno obrađenih B-2 komponenti kada su prije dugotrajnog rada na hladnom postojanju svih komponenti prije zavarivanja premašili "veoma je podložan pucanju u zavarenom području" ako se ovaj korak preskoči - smjernice koje se pojavljuju u Haynesovoj trenutnoj B-3 literaturi gotovo doslovno, naglašavajući da je ovo mjera opreza za cijelu porodicu, a ne jedinstvena za bilo koju od legura.

Kako se B-3 i B-2 porede u otpornosti na pucanje od napona i korozije?

B-3 nosi direktno objavljeni rezultat: nema pucanja nakon 1008 sati (šest sedmica) u ključanju 45% magnezijum hlorida (ASTM G36), što ga stavlja uz bok C-276 i legure 625 kao među najotpornijim materijalima na SCC{10}Haynes testove; B-2 je dokumentovan u nezavisnim tehničkim izvorima kao da deli odličnu otpornost na hlorid-SCC, u skladu sa opštim imunitetom porodice nikl-molibdena na ovaj način kvara, iako Haynesova trenutna literatura ne nosi odgovarajući broj posebno za B-2.

Izvor: Haynes International podaci o naponu{0}}koroziji (vrući 45% MgCl2, ASTM G36), list sa podacima o leguri HASTELLOY B-3.

Imajte na umu da Haynes ne objavljuje ASTM G48 kritične podatke o temperaturi udubljenja ili pukotina (standardno mjerilo koje se koristi za legure tipa C- i G- na drugim mjestima u ovoj seriji) ni za B-3 ni za B-2. To nije previd: ASTM G48 koristi zakiseljeni željezni hlorid, oksidirajuću hloridnu so koja je u potpunosti unutar ograničenja kontaminacije o kojima se govorilo gore. Budući da legure B-familije uopće nisu namijenjene za oksidaciju hlorida, Haynes ih ne uspoređuje sa testom napravljenim oko tog stanja.

Kako se uspoređuju karakteristike proizvodnje i vrući-Working Windows?

Obje legure se žare na istoj temperaturi i zahtijevaju kaljenje vodom, ali B-3 preporučeni raspon vrućeg kovanja-u potpunosti je iznad zone rizika od padavina-, dok službene smjernice B-2 zahtijevaju izbjegavanje širokog opsega od 538-870 stepeni u potpunosti - strožiji industrijski pas koji se sastoji od strožijeg i nezavisnog izvora. B-2 je problematičniji za proizvodnju.

Izvor: Haynes International podaci o zatezanju, tvrdoći i proizvodnji, HASTELLOY B{3}}3 list sa podacima o leguri; Haynes International naslijeđena tehnička brošura H-2006D, legura HASTELLOY B-2, za žarenje i vođenje vruće obrade.

Tamo gdje trenutna Haynesova literatura ne objavljuje direktno uporedivu B-2 cifru, ova tabela to govori jasno umjesto da zamjenjuje procjenu - B-2 je zapravo zamijenjen B-3 jer Haynesova standardna ponuda nikl-molibdena, a detaljne tabele mehaničkih svojstava za B-2 više nisu dio trenutne tehničke biblioteke kompanije na mreži.

Koji ASTM, ASME i AWS standardi regulišu B-3 i B-2?

B-3 nosi potpuniji, trenutno održavani set specifikacija od naslijeđene dokumentacije B-2 - uključujući i namjensku specifikaciju otkovaka (ASTM B564) koju Haynesova B-2 brošura ne navodi - što je direktno važno za nabavku na bilo kojem projektu koji zahtijeva kovane spojnice, prirubnice ili tijela ventila.

Izvor: Tabela "Specifikacije i kodovi" Haynes International, list sa podacima o leguri HASTELLOY B-3; Haynes International legacy tehnička brošura H-2006D, legura HASTELLOY B-2.

Koju leguru treba navesti za servis hlorovodonične kiseline?

Navedite B-3 za novu konstrukciju, proizvodnju debelih-presjeka, više-zavarivanje i bilo koju primjenu koja zahtijeva kovane komponente; B-2 ostaje tehnički ispravan izbor za postojeće sisteme koji su već kvalifikovani za njega, pod uslovom da postupci zavarivanja i termičke obrade poštuju njegove uže, bolje dokumentovane granice obrade.

• Odaberite B-3 za:Nove reakcione posude, kolone i sistemi cevovoda za čistu hlorovodoničnu ili sumpornu kiselinu, gde šira margina obrade smanjuje rizik proizvodnje i prerade.
• Odaberite B-3 za:Posude-debelog presjeka i više-zavarivanja u polju, gdje je kumulativno izlaganje toplini u rasponu od 500-900 stepeni teže vezati.
• Odaberite B-3 za:Kovane komponente - prirubnice, fitinzi, tijela ventila - budući da B-3 nosi trenutnu ASTM B564 specifikaciju otkovaka, a naslijeđena dokumentacija B-2 ne.
• Odaberite B-3 za:Projekti kojima su potrebni potpuno dokumentirani, trenutno održavani mehanički podaci i podaci o koroziji za dizajn i usklađenost s kodom.
• Odaberite B-2 za:Postojeća postrojenja i programi rezervnih dijelova već su kvalificirani, zavareni i lagerovani na B-2, gdje zamjenske legure povećavaju složenost nabavke bez potrebe uzrokovane korozijom.
• Odaberite B-2 za:Zamjenski dijelovi za naslijeđenu opremu gdje je dobro uspostavljena, decenijama duga historija B-2-e sama po sebi oblik kvalifikacije.

U oba slučaja, imajte na umu da nijedna legura nije prikladna za hlorovodoničnu kiselinu kontaminiranu oksidirajućim solima, miješane oksidirajuće/reducirajuće tokove kiselina ili sisteme s povremenom aeracijom - čija se granica jednako primjenjuje na B-3 i B-2, a prelazak preko nje zahtijeva C-276 kao što je C-276. Umjesto toga HYBRID-BC1.

Često postavljana pitanja

P: Koja je glavna razlika između Hastelloy B-3 i B-2?

A: B-3 (UNS N10675) blago pomjera sadržaj molibdena i dodaje male količine volframa i drugih manjih elemenata koje B-2 (UNS N10665) ne navodi, favorizujući fazu Ni3Mo koja se sporije-formira umjesto Ni4Mo koja se brže formira u B-2. Ovo daje B-3 širi, prihvatljiviji prozor za termičku obradu bez promjene osnovne otpornosti bilo koje legure na čistu hlorovodoničnu kiselinu.

P: Da li je B-3 otporniji na koroziju od B-2 u hlorovodoničnoj kiselini?

A: Nije dramatično - obje legure pružaju izvanrednu otpornost na čistu, nekontaminiranu hlorovodoničnu kiselinu u svim koncentracijama do tačke ključanja. Prava prednost B-3 je termička i strukturna stabilnost, koja indirektno štiti otpornost na koroziju smanjenjem rizika od transformacije faze krhkosti koja, prema patentnoj literaturi, smanjuje otpornost na koroziju u B-2, kao i duktilnost.

P: Da li se Hastelloy B-3 ili B-2 može koristiti sa hlorovodoničnom kiselinom kontaminiranom gvožđem ili bakrom?

A: Ne. Obje legure mogu pretrpjeti brzo oštećenje korozije u prisustvu željeznih ili bakrenih jona, koji se mogu formirati kada hlorovodonična kiselina dođe u kontakt sa gvožđem ili bakarnim cevima na drugim mestima u sistemu. Ovo je zajedničko ograničenje cijele porodice legura-bez hroma, nikla-molibdena, a ne razlika B-3-nas-B-2.

P: Da li B-3 i B-2 zahtijevaju termičku obradu nakon zavarivanja?

A: Nijedna ne zahtijeva PWHT za otpornost na koroziju u normalnim uvjetima, ali su oba osjetljiva na produženo izlaganje u rasponu od 500-900 stepeni. B-3 sporija kinetika taloženja daje proizvođačima veću marginu tokom višeprolaznog zavarivanja i žarenja; B-2 zahteva strožu kontrolu temperature međuprolaza i, prema Haynesovim istorijskim smernicama, žarenje rastvorom pre zavarivanja hladno obrađenih komponenti sa više od oko 7% istezanja.

P: Da li je Hastelloy B-2 još uvijek dostupan ili je zamijenjen sa B-3?

A: B-2 ostaje priznata UNS legura (N10665) i još uvijek se proizvodi i skladišti od strane dobavljača, ali Haynes International je pozicionirao B-3 kao svoju standardnu ​​ponudu nikl-molibdena od 1994. godine i više ne održava B-2 u svom trenutnom online portfoliju legura otpornih na koroziju, objavljujući samo historijsku literaturu o legurama otpornim na koroziju, za istorijsku literaturu/portfolio.

P: Da li su B-3 i B-2 pogodni za kovane komponente?

A: B-3 nosi trenutnu ASTM/ASME B564/SB564 specifikaciju otkovaka. Haynesova naslijeđena brošura B-2 ne navodi specifikaciju otkovaka, tako da je B-3 jednostavniji izbor specifikacije za kovane prirubnice, spojeve ili tijela ventila.