चाबी छीनना
मिश्रधातु 20(UNS N08020, 33% Ni, 20% Cr, 3.5% Cu, 2.5% Mo, Cb-स्थिर) सल्फ्यूरिक एसिड सेवा के लिए वर्कहॉर्स निकल मिश्र धातु है, जो मध्यवर्ती एसिड सांद्रता (10-80% H2SO4) में 316L स्टेनलेस स्टील से 10-50x बेहतर प्रदर्शन करता है।
नाइओबियम (Nb) सामग्री (8 x C मिनट) मिश्र धातु की परिभाषित विशेषता है 20 - यह वेल्ड संवेदीकरण को रोकती है और सुनिश्चित करती है कि गर्मी प्रभावित क्षेत्र (HAZ) फैब्रिकेशन वेल्डिंग के बाद पूर्ण संक्षारण प्रतिरोध बरकरार रखता है।
मिश्र धातु 20 80C तक के तापमान पर 10-80% H2SO4 में उत्कृष्टता प्राप्त करता है। तनु अम्ल के लिए इसकी अनुशंसा नहीं की जाती (<10%) at elevated temperatures (where 316L may suffice) or concentrated acid (>95%) उच्च तापमान पर (जहाँ हास्टेलॉय बी-3 या टाइटेनियम की आवश्यकता होती है)।
For intermediate concentrations (50-80% H2SO4) at temperatures >80सी, हेस्टेलॉय जी-30 (यूएनएस एन06030) या सैनिक्रो 28 (यूएनएस एन08028) में अपग्रेड करें - ये मिश्र धातुएं सबसे आक्रामक क्षेत्र में मिश्र धातु 20 की तुलना में 2-3 गुना अधिक संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती हैं।
"मिश्र धातु 20Cb-3" संस्करण (0.5-1.0% Si के साथ) मानक मिश्र धातु 20 की तुलना में मध्यवर्ती सांद्रता और ऊंचे तापमान पर सल्फ्यूरिक एसिड के लिए बेहतर प्रतिरोध प्रदान करता है।
सल्फ्यूरिक एसिड सेवा में मिश्र धातु 20 का परिचय
सल्फ्यूरिक एसिड (H₂SO₄) दुनिया में सबसे व्यापक रूप से उत्पादित औद्योगिक रसायन है, जिसका वैश्विक उत्पादन प्रति वर्ष 260 मिलियन मीट्रिक टन से अधिक है। इसका उपयोग लगभग हर औद्योगिक क्षेत्र में किया जाता है: उर्वरक निर्माण (फॉस्फेट प्रसंस्करण), पेट्रोलियम शोधन (एल्काइलेशन), धातु अचार और हाइड्रोमेटलर्जिकल लीचिंग, रासायनिक संश्लेषण (हाइड्रोक्लोरिक एसिड, फॉस्फोरिक एसिड और टाइटेनियम डाइऑक्साइड का उत्पादन), औद्योगिक जल उपचार और विस्फोटक निर्माण।
सल्फ्यूरिक एसिड सेवा के साथ चुनौती यह है कि यह एक वातावरण नहीं है - यह स्थितियों का एक स्पेक्ट्रम है जो एकाग्रता और तापमान के साथ नाटकीय रूप से बदलता है। सल्फ्यूरिक एसिड सामग्री चयन में यह सबसे महत्वपूर्ण सिद्धांत है: ऐसी कोई सार्वभौमिक सामग्री नहीं है जो सभी सांद्रता और तापमान पर अच्छा प्रदर्शन करती हो।
मिश्र धातु 20 (यूएनएस एन08020, जिसे कारपेंटर 20, एएसटीएम ग्रेड सीएन- 7एम के रूप में भी जाना जाता है, और मार्का 20, एटीआई 20 और निक्रिल 20 सहित व्यापार नामों के तहत बेचा जाता है) को विशेष रूप से मध्यवर्ती {8}सांद्रण सल्फ्यूरिक एसिड में संक्षारण चुनौती को संबोधित करने के लिए विकसित किया गया था - लगभग 10% से 80% एच₂SO₄ तक की सीमा जहां अधिकांश ऑस्टेनिटिक होते हैं स्टेनलेस स्टील्स भयावह रूप से विफल हो जाते हैं। मिश्र धातु रसायन को निम्नलिखित प्रदान करने के लिए जानबूझकर संतुलित किया जाता है:
नाइओबियम (एनबी) स्थिरीकरण:कार्बन को जानबूझकर 0.07% से नीचे रखा जाता है और जमने के दौरान एनबीसी (नाइओबियम कार्बाइड) बनाने के लिए नाइओबियम को कार्बन सामग्री से 8 गुना (8 x सी से अधिक या उसके बराबर एनबी) मिलाया जाता है। यह वेल्डिंग या उच्च तापमान सेवा के दौरान अनाज की सीमाओं पर Cr₂₃C₆ क्रोमियम कार्बाइड अवक्षेपण को रोकता है, जो अन्यथा आसन्न क्षेत्रों से क्रोमियम को ख़त्म कर देगा और इंटरग्रेन्युलर अटैक (IGA) का कारण बनेगा। यह मिश्र धातु 20 बनाम मानक ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स की परिभाषित संरचनात्मक विशेषता है।
तांबा (Cu) अतिरिक्त:3.0-4.0% तांबा एक निष्क्रिय कॉपर सल्फेट सतह फिल्म बनाकर सल्फ्यूरिक एसिड के लिए असाधारण प्रतिरोध प्रदान करता है जो एसिड को कम करने (कम ऑक्सीजन) की स्थिति में स्थिर होता है। सल्फ्यूरिक एसिड में मिश्र धातु 20 316L से बेहतर प्रदर्शन करने का प्राथमिक कारण तांबा है।
मोलिब्डेनम (एमओ) अतिरिक्त:2.0-3.0% मोलिब्डेनम क्लोराइड (Cl-) आयनों वाले एसिड मिश्रण में गड्ढों और दरारों के क्षरण के प्रतिरोध में सुधार करता है - जो खनन लीच समाधान और अचार स्नान में आम है।
क्रोमियम (सीआर) सामग्री:19.0-21.0% क्रोमियम ऑक्सीकरण स्थितियों में सामान्य संक्षारण प्रतिरोध और निष्क्रियता प्रदान करता है। वजन के आधार पर क्रोमियम सामग्री 316L (16%) से कम है, लेकिन इसका पूरी तरह से उपयोग किया जाता है क्योंकि नाइओबियम इसकी कमी को रोकता है।
निकल (नी) सामग्री:32.0-38.0% निकेल ऑस्टेनिटिक (फेस-केंद्रित क्यूबिक, एफसीसी) माइक्रोस्ट्रक्चर को स्थिर करता है, क्लोराइड तनाव संक्षारण क्रैकिंग (एससीसी) के लिए प्रतिरोध प्रदान करता है, और क्रायोजेनिक से 450C तक पूर्ण तापमान रेंज में लचीलापन और कठोरता बनाए रखता है।
निश्चित निष्कर्ष:मिश्र धातु 20 80 डिग्री तक के तापमान पर 10 - 80% सांद्रता रेंज में सल्फ्यूरिक एसिड सेवा के लिए निश्चित सामग्री है। इसका नाइओबियम - स्थिर रसायन (8 × सी से अधिक या उसके बराबर एनबी) परिभाषित इंजीनियरिंग विशेषता है - यह वेल्ड संवेदीकरण को रोकता है, एचएजेड में अंतरग्रैनुलर जंग को समाप्त करता है, और यह सुनिश्चित करता है कि एज़-फैब्रिकेटेड वेल्ड बेस मेटल के बराबर पूर्ण संक्षारण प्रतिरोध बनाए रखता है। कोई भी स्टेनलेस स्टील यह आश्वासन नहीं दे सकता।
रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुण
ग्रेड वैरिएंट द्वारा रासायनिक संरचना
तालिका 1: मिश्र धातु 20 की रासायनिक संरचना और प्रकार - गढ़ी हुई शीट/प्लेट (वजन%)
| तत्व | मिश्र धातु 20 (N08020) | मिश्र धातु 20Cb-3 (N08020, Si-संशोधित) | मिश्र धातु 20 मॉड। (एन08020, निम्न सी) | मिश्र धातु 20 कास्ट (CN-7M) | प्रत्येक तत्व का महत्व |
| निकेल (नी) | 32.0-38.0 (सहित) | 32.0-38.0 (सहित) | 32.0-38.0 | 38.0-44.0 | ऑस्टेनिटिक एफसीसी संरचना को स्थिर करता है; क्लोराइड एससीसी को रोकता है; नी एसिड स्थितियों को कम करने के लिए प्रतिरोध देता है; बेहतर सल्फ्यूरिक एसिड प्रतिरोध के लिए कास्ट फॉर्म में उच्च Ni |
| क्रोमियम (Cr) | 19.0-21.0 | 19.0-21.0 | 19.0-21.0 | 19.0-22.0 | निष्क्रियता और सामान्य संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है; ऑक्सीकरण स्थितियों के लिए प्राथमिक तत्व; संक्षारण सुरक्षा प्रदान करने के लिए Cr को ठोस घोल (Cr23C6 के रूप में अवक्षेपित नहीं) में रहना चाहिए |
| आयरन (Fe) | शेष राशि (~35) | शेष राशि (~35) | शेष राशि (~35) | शेष राशि (~30-34) | बेस मैट्रिक्स तत्व; Fe सामग्री Ni और Cr द्वारा संतुलित होती है; संरचनात्मक मजबूती प्रदान करता है और शुद्ध निकल मिश्र धातुओं की तुलना में कच्चे माल की लागत को कम करता है |
| तांबा (घन) | 3.0-4.0 | 3.0-4.0 | 3.0-4.0 | 3.0-4.0 | PRIMARY anti-corrosion element for sulfuric acid; forms passive Cu2+ surface film in reducing conditions; 3.5% is the optimum for 10-80% H2SO4; excess Cu (>5%) गर्म-कार्यक्षमता को कम कर देता है |
| मोलिब्डेनम (मो) | 2.0-3.0 | 2.0-3.0 | 2.0-3.0 | 2.0-3.0 | गड्ढों और दरारों के क्षरण के प्रतिरोध में सुधार; क्लोराइड -बीयरिंग अचार और खनन लीच समाधान में महत्वपूर्ण; मो ऑक्सीकरण एसिड मिश्रण में निष्क्रियता को बढ़ाता है |
| नाइओबियम (एनबी) | 8 x सी मिनट (प्रकार. 0.5-1.0) | 8 x सी मिनट (प्रकार. 0.5-1.0) | 8 x सी मिनट (प्रकार. 0.5-1.0) | 8 x सी मिनट | परिभाषित तत्व: एनबी सभी कार्बन को एनबीसी (नाइओबियम कार्बाइड) के रूप में बांधता है, जिससे अनाज की सीमाओं पर Cr23C6 वर्षा को रोका जा सकता है; वेल्ड संवेदीकरण और HAZ इंटरग्रेनुलर हमले को समाप्त करता है; एनबी के बिना, मिश्र धातु 20 HAZ में अस्थिर 316एल की तरह व्यवहार करेगा |
| कार्बन (सी) | 0.07 अधिकतम | 0.07 अधिकतम | 0.04 अधिकतम (कम-कार्बन संस्करण) | 0.07 अधिकतम | अधिकतम 0.07% तक नियंत्रित; 8:1 का एनबी/सी अनुपात सुनिश्चित करता है कि सभी सी को एनबीसी के रूप में अनुक्रमित किया गया है; सबसे आक्रामक एसिड में बेहतर आईजीसी प्रतिरोध के लिए कम -कार्बन वैरिएंट (0.02-0.04%) उपलब्ध है |
| मैंगनीज (एमएन) | 2.0 अधिकतम | 2.0 अधिकतम | 2.0 अधिकतम | 1.5 अधिकतम | पिघलने के दौरान डीऑक्सीडाइज़र; गर्म{{0}कार्यक्षमता में सुधार करता है; एमएनएस समावेशन बनाने के लिए एस के साथ जुड़ता है (लेकिन मिश्र धातु 20 में एस पहले से ही बहुत कम स्तर पर नियंत्रित है) |
| सिलिकॉन (Si) | 1.0 अधिकतम | 0.5-1.0 (जोड़ा गया) | 0.3 अधिकतम (कम) | 1.0 अधिकतम | ऊंचे तापमान पर मध्यवर्ती H2SO4 सांद्रता (50-80%) में संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करने के लिए Cb{5}}3 वैरिएंट जानबूझकर Si (0.5-1.0%) जोड़ता है; क्रायोजेनिक सेवा में बेहतर कठोरता के लिए लो-सी वैरिएंट |
| सल्फर (एस) | 0.035 अधिकतम | 0.035 अधिकतम | 0.035 अधिकतम | 0.035 अधिकतम | एमएनएस स्ट्रिंगर्स को रोकने के लिए निम्न स्तर पर नियंत्रित किया जाता है जो एसिड में दरार और गड्ढे के क्षरण के लिए आरंभ स्थल के रूप में कार्य करते हैं; कम एस समग्र संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करता है |
| फास्फोरस (पी) | 0.045 अधिकतम | 0.045 अधिकतम | 0.045 अधिकतम | 0.045 अधिकतम | Controlled; high P (>0.04%) ऑक्सीकरण एसिड वातावरण में मिश्र धातु 20 में अंतरग्रहीय हमले को तेज करता है |
स्रोत: एएसटीएम बी463-23: यूएनएस एन08020, यूएनएस एन08026, यूएनएस एन08024, और यूएनएस एन08926 प्लेट, शीट और स्ट्रिप के लिए मानक विशिष्टता; एएसएमई एसबी-463; एसएई एएमएस 5550 (मिश्र धातु 20 शीट और पट्टी); विशेष धातु निगम "मिश्र धातु 20" प्रकाशन एसएमसी-064; रोल्ड मिश्र धातु 20 तकनीकी डेटा; कैबोट कॉर्पोरेशन "मिश्र धातु 20 उत्पाद डेटा" 2023
तालिका 2: मिश्र धातु 20 (यूएनएस एन08020) के यांत्रिक और भौतिक गुण - गढ़ा और ढला हुआ रूप
| संपत्ति | एनील्ड (शीट/प्लेट) | समाधान-उपचारित (प्लेट) | कास्ट CN-7M | टिप्पणियाँ |
| तन्यता ताकत, यूटीएस (एमपीए) | 550-690 | 550-690 | 530-690 | न्यूनतम: 515 एमपीए प्रति एएसटीएम बी463; न्यूनतम कास्ट: 450 एमपीए |
| उपज शक्ति, 0.2% ऑफसेट (एमपीए) | 240-345 | 240-345 | 240-310 | न्यूनतम: 241 एमपीए प्रति एएसटीएम बी463 |
| 50 मिमी में बढ़ाव (%) | 25-50 | 25-50 | 25-35 | न्यूनतम: शीट के लिए 30% प्रति एएसटीएम बी463 |
| कठोरता (रॉकवेल बी) | B 75-88 | B 75-88 | B 75-88 | विशिष्ट मूल्य; खरीदारी की आवश्यकता नहीं |
| लोच का मापांक (जीपीए) | 200 | 200 | 200 | 20C पर; 400C पर घटकर 175 GPa हो जाता है |
| घनत्व (जी/सेमी3) | 8.14 | 8.14 | 8.14 | अधिक Ni और Cu के कारण 316L (8.00) से थोड़ा कम |
| पिघलने की सीमा (सी) | 1350-1400 | 1350-1400 | 1350-1400 | सॉलिडस: 1350C; लिक्विडस: 1400C |
| तापीय चालकता (100C पर W/m·K) | 13.5 | 13.5 | 13.5 | 316L (16 W/m·K) से कम; गर्मी हस्तांतरण डिजाइन को प्रभावित करता है |
| थर्मल विस्तार का गुणांक (um/m·C, 20-200C) | 14.7 | 14.7 | 14.7 | ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस के समान; जहाज के डिजाइन में थर्मल विस्तार को ध्यान में रखना चाहिए |
| विद्युत प्रतिरोधकता (µΩ·सेमी 20C पर) | 108 | 108 | 108 | उच्च Ni सामग्री के कारण 316L (75 μΩ·cm) से अधिक |
| चुम्बकीय भेद्यता | <1.02 (essentially non-magnetic) | <1.02 | <1.02 | ऑस्टेनिटिक संरचना स्थिर है; कोई फेराइट-प्रेरित चुंबकत्व नहीं |
| चार्पी V-नॉच प्रभाव (J 20C पर) | 100-160 | 100-160 | 80-130 | उत्कृष्ट क्रूरता; क्रायोजेनिक और गतिशील लोड अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त |
| चार्पी V-नॉच प्रभाव (J -196C पर) | 70-120 | 70-120 | 60-100 | तरल नाइट्रोजन तापमान पर अच्छी कठोरता बरकरार रखता है |
| PREN (पिटिंग प्रतिरोध समीकरण संख्या) | 28-33* | 28-33* | 28-33* | सीआर + 3.3(मो + 0.5डब्ल्यू) + 16एन; PREN 28-33 316L (PREN 24-28) की तुलना में मध्यम है लेकिन Cu फिल्म बेहतर H2SO4 प्रदर्शन देती है |
| सापेक्ष लागत (x 316एल प्लेट) | 5-7x | 5-7x | - | 2024 वैश्विक बाजार मूल्य निर्धारण के आधार पर; कच्चे Ni और Cu की कीमत में अस्थिरता मिश्र धातु 20 की कीमत को प्रभावित करती है |
स्रोत: एएसटीएम बी463-23; एएसएमई एसबी-463; एसएई एएमएस 5550; विशेष धातु निगम "मिश्र धातु 20" प्रकाशन एसएमसी-064; रोल्ड मिश्र तकनीकी डाटा शीट; कैबोट कॉर्पोरेशन उत्पाद डेटा 2023; *PREN=Cr + 3.3(Mo + 0.5W) + 16N - PREN H2SO4 प्रतिरोध के लिए प्राथमिक संकेतक नहीं है; Cu सामग्री प्रमुख कारक है
निश्चित निष्कर्ष:मिश्र धातु 20 3.5% Cu और 2.5% Mo - के साथ एक नाइओबियम {{1} स्थिर 33% Ni {{3} Cr - Fe मिश्र धातु है, जो हास्टेलॉय/इंकोनेल परिवार में एक वास्तविक निकल मिश्र धातु नहीं है। एनबी ग्रेटर दैन या 8 × सी आवश्यकता के बराबर इंजीनियरिंग अनुबंध है जो मिश्र धातु 20 को बिना संवेदनशीलता के वेल्ड करने योग्य बनाता है। कास्ट वैरिएंट CN-7M में बेहतर सल्फ्यूरिक एसिड प्रतिरोध के लिए उच्च Ni (38-44%) और कम Fe है, लेकिन न्यूनतम यांत्रिक गुण कम हैं।
क्यों सल्फ्यूरिक एसिड एक संक्षारण दुःस्वप्न है?
यह समझने के लिए कि सल्फ्यूरिक एसिड धातुओं पर हमला क्यों करता है, यह जानने की आवश्यकता है कि एसिड दो मौलिक रासायनिक अवस्थाओं में मौजूद है, प्रत्येक एक अलग संक्षारण तंत्र का उत्पादन करता है:
अपचायक क्षेत्र (0-85% H₂SO₄)
लगभग 85% H₂SO₄ से कम सांद्रता पर, एसिड एक कम करने वाले एसिड के रूप में व्यवहार करता है। प्रमुख प्रजातियाँ H⁺ (हाइड्रोजन आयन) और HSO₄⁻ (बाइसल्फेट आयन) हैं। धातु का विघटन एक विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया से होता है जहां धातु का ऑक्सीकरण होता है और हाइड्रोजन गैस निकलती है: Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑ (सामान्य संक्षारण) इस क्षेत्र में, संक्षारण दर को हाइड्रोजन विकास की दर से नियंत्रित किया जाता है।
एसिड ऊष्मीय रूप से स्थिर है - यह विघटित नहीं होता है या ऑक्सीकारक प्रजातियां पैदा नहीं करता है। यह वह क्षेत्र है जहां तांबा, मोनेल 400, और मिश्र धातु 20 अच्छा प्रदर्शन करते हैं क्योंकि वे कम करने वाली स्थितियों के लिए प्रतिरोधी निष्क्रिय फिल्में बनाते हैं। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स (304एल, 316एल) यहां खराब प्रदर्शन करते हैं क्योंकि उनकी क्रोमियम ऑक्साइड निष्क्रिय फिल्म ऑक्सीकरण प्रजातियों की अनुपस्थिति में अस्थिर है।
The Oxidising Zone (>85% H₂SO₄)
At concentrations above 85% H₂SO₄, the acid undergoes thermal decomposition to produce sulfur trioxide (SO₃), water, and oxygen - creating strongly oxidising conditions:2H₂SO₄ → 2SO₂ + O₂ + 2H₂O (thermal decomposition at >250 डिग्री )H₂SO₄ → SO₃ + H₂O (उच्च तापमान पर वाष्प चरण इस क्षेत्र में, उत्पादित SO₃ और O₂ शक्तिशाली ऑक्सीडाइज़र हैं।
स्टेनलेस स्टील (विशेष रूप से इसके मोलिब्डेनम संयोजन के साथ 316L) यहां बेहतर प्रदर्शन करते हैं क्योंकि उनकी क्रोमियम ऑक्साइड फिल्म ऑक्सीकरण स्थितियों द्वारा स्थिर होती है।
Nickel alloys with high copper content (Alloy 20, Monel) perform POORLY because copper is oxidatively attacked - copper sulfate forms on the surface and spalls off, providing no protective barrier. For concentrated (>95%) गर्म सल्फ्यूरिक एसिड, टैंटलम, ग्लास -लाइन्ड कार्बन स्टील, या कच्चा लोहा आमतौर पर आवश्यक होता है।
संक्रमण क्षेत्र (50-85% H₂SO₄): सबसे खतरनाक क्षेत्र
ऊंचे तापमान पर 50-85% H₂SO₄ की सांद्रता सीमा को सार्वभौमिक रूप से पारंपरिक मिश्र धातुओं के लिए सबसे आक्रामक संक्षारण वातावरण के रूप में मान्यता प्राप्त है। इस क्षेत्र में:
· एसिड ऑक्सीकरण करने के लिए पर्याप्त रूप से केंद्रित होता है (SO₃ 85% से ऊपर बनना शुरू होता है, लेकिन उप-स्टोइकोमेट्रिक SO₃ प्रजातियां 50-85% रेंज में मौजूद होती हैं)· तापमान आमतौर पर ऊंचा होता है (अधिकांश औद्योगिक प्रक्रियाओं में 60-150 डिग्री)
· स्टील और स्टेनलेस स्टील की सतहों पर बनने वाला लौह सल्फेट संक्षारण उत्पाद (FeSO₄) घुलनशील होता है - यह चिपकता नहीं है और सुरक्षा नहीं करता है
· वेग के प्रभाव महत्वपूर्ण हैं: फिटिंग, पंप और छिद्र प्लेटों में अशांति नाटकीय रूप से क्षरण को तेज कर देती है -क्षरण
· क्लोराइड आयन (कच्चे माल, ठंडा पानी, या प्रक्रिया में शामिल पदार्थों से) अक्सर मौजूद होते हैं, जो ऑक्सीकरण एसिड के साथ मिलकर एक साथ गड्ढे और दरार का क्षरण बनाते हैं।
तालिका 3: सल्फ्यूरिक एसिड सांद्रता क्षेत्र - संक्षारण चरित्र, सर्वोत्तम सामग्री, और प्रत्येक रेंज के लिए तापमान सीमाएं
| H2SO4 एकाग्रता | संक्षारण चरित्र | ऑक्सीकरण बनाम कम करना | गंभीर तापमान | सर्वोत्तम सामग्री | बचने योग्य सामग्री |
| 0-10% (पतला अम्ल) | कम करना; एच+ प्रमुख | विशुद्ध रूप से कम करने वाला | >60 डिग्री सामान्य क्षरण को तेज करता है | 316L (60 डिग्री तक); मिश्र धातु 904L (80 डिग्री तक); मिश्र धातु 20 (100 डिग्री तक) | कार्बन स्टील (तेजी से सामान्य क्षरण); कच्चा लोहा (किसी भी तापमान पर 10% से अधिक की अनुमति नहीं) |
| 10-50% (मध्यवर्ती, पतला अंत) | हल्के ऑक्सीकरण को कम करना; H+ और HSO4- | हल्का कम करना; 30% से ऊपर ऑक्सीकरण दिखाना शुरू कर देता है | >50 डिग्री तेजी से एसएस पर हमला तेज करता है | मिश्र धातु 20 (80 डिग्री तक); 316एल स्वीकार्य है यदि सीएल-<50 ppm and T<50°C | 304एल 40 डिग्री से ऊपर विफल रहता है; कार्बन स्टील तक सीमित<10% at room temp only |
| 50-85% (मध्यवर्ती, केंद्रित अंत) | सर्वाधिक आक्रामक क्षेत्र; मिश्रित अपचायक/ऑक्सीकरण; उप-स्टोइकोमेट्रिक SO3 प्रजातियाँ मौजूद हैं | मिश्रित; सबसे अप्रत्याशित | >80 डिग्री सभी एसएस मिश्र धातुओं पर तेजी से हमला करता है | Alloy 20Cb-3 (up to 90°C); Hastelloy G-30 or Sanicro 28 (up to 120°C); Tantalum or SiC for >130 डिग्री | मानक मिश्र धातु 20 अधिकतम 80 डिग्री तक सीमित; 316एल/904एल इस रेंज में 50 डिग्री से ऊपर विफल रहता है |
| 85-98% (सांद्रित अम्ल) | दृढ़ता से ऑक्सीकरण; थर्मल अपघटन से SO3 और O2 | 85% से ऊपर जोरदार ऑक्सीकरण | >120°C requires special materials; >200 डिग्री बेहद आक्रामक | 316एल/310एस (120 डिग्री तक); टैंटलम, ग्लास -लाइन्ड कार्बन स्टील (300 डिग्री तक) | मिश्र धातु 20 और मोनेल: तांबे पर ऑक्सीडेटिव हमला होता है; सांद्र अम्ल में 60 डिग्री से ऊपर अनुशंसित नहीं |
| >98% (फ्यूमिंग एसिड, ओलियम) | सुपर-ऑक्सीकरणकारी; मुफ़्त SO3 गैस | अत्यधिक ऑक्सीकारक | परिवेश से ऊपर का कोई भी तापमान आक्रामक होता है | Tantalum (only practical material for >98% गर्म एसिड); बोरोसिल ग्लास; कच्चा लोहा (93% एसिड के लिए 240 डिग्री तक) | मिश्र धातु 20: गंभीर विफलता जोखिम; तांबा और निकल ऑक्सीकृत होते हैं |
| वाष्प स्थान / संघनक अम्ल | उच्चतम संक्षारण दर: संघनित एसिड की बूंदें संघनन की पूरी गर्मी के साथ सतहों पर प्रभाव डालती हैं | मिश्रित; संक्षेपण इंटरफ़ेस में सबसे खराब | परिवेश से ऊपर का कोई भी तापमान आक्रामक होता है | संपूर्ण वाष्प स्थान के लिए मिश्र धातु 20 या हास्टेलॉय जी - 30; एचआरएस शेल-साइड अलॉय 20 या हास्टेलॉय होना चाहिए | कार्बन स्टील और कच्चा लोहा 40 डिग्री से ऊपर वाष्प स्थान में विफल हो जाते हैं; 316एल 10% कंडेनसेट से ऊपर अपर्याप्त है |
स्रोत: एएसएम हैंडबुक वॉल्यूम {{0} सी: संक्षारण - पर्यावरण और उद्योग (एएसएम इंटरनेशनल, 2006); एनएसीई प्रकाशन 34103: सल्फ्यूरिक एसिड के लिए सामग्री चयन के लिए दिशानिर्देश; एएसटीएम जी1-17: संक्षारण परीक्षण नमूनों की तैयारी, सफाई और मूल्यांकन के लिए मानक अभ्यास; सल्फ्यूरिक एसिड में संक्षारण पर मुख्य डेटा, एवेस्टर/आईआईटी अनुसंधान संस्थान; जोन्स, डीए, सिद्धांत और संक्षारण की रोकथाम (तीसरा संस्करण, प्रेंटिस हॉल, 1996); क्रोनिन, जे. और श्रीधर, एन., "सल्फ्यूरिक एसिड में निकल मिश्र धातु का संक्षारण," एनएसीई संक्षारण 2000, पेपर 00247
निश्चित निष्कर्ष:The 50-85% H₂SO₄ concentration range at temperatures above 80°C is the most aggressive corrosion environment for conventional engineering alloys. Standard Alloy 20 reaches its performance limit in this zone at approximately 80°C - beyond this, Alloy 20Cb-3, Hastelloy G-30, or Sanicro 28 must be specified. For concentrated acid (>85%) ऊंचे तापमान पर, मिश्र धातु 20 को वर्जित किया गया है क्योंकि इसकी तांबे की सामग्री ऑक्सीडेटिव रूप से हमला करती है - 316एल या टैंटलम सही हैं।
सल्फ्यूरिक एसिड में मिश्र धातु 20 संक्षारण प्रदर्शन
निम्नलिखित आइसोकोर्सियन वक्र अधिकतम तापमान का प्रतिनिधित्व करते हैं जिस पर मिश्र धातु 20 शांत, वातित सल्फ्यूरिक एसिड में 0.5 मिमी/वर्ष (0.020 आईपीई) से नीचे संक्षारण दर बनाए रखता है। ये मान एएसटीएम जी31 (72-घंटे एक्सपोज़र) के अनुसार प्रयोगशाला विसर्जन परीक्षण से प्राप्त होते हैं और इन्हें बहने वाली या अशांत स्थितियों के लिए रूढ़िवादी माना जाना चाहिए।
तालिका 4: मिश्रधातु 20 और सल्फ्यूरिक एसिड में संदर्भ मिश्रधातु के लिए आइसोकोरोशन वक्र - संक्षारण दर के लिए अधिकतम सेवा तापमान<0.5 mm/year (Aerated, Quiescent Conditions)
| H2SO4 एकाग्रता (%) | अधिकतम तापमान के लिए<0.5 mm/yr (Alloy 20) | अधिकतम तापमान के लिए<0.5 mm/yr (Alloy 20Cb-3) | अधिकतम तापमान के लिए<0.5 mm/yr (316L) | अधिकतम तापमान के लिए<0.5 mm/yr (904L) | मिश्र धातु 20 प्रदर्शन पर नोट्स |
| 0.5 (बहुत पतला) | 90 डिग्री | 90 डिग्री | 60 डिग्री | 80 डिग्री | मिश्र धातु 20 ऊंचे तापमान पर बहुत पतले एसिड में सर्वोत्तम प्रदर्शन प्रदान करता है |
| 1.0 | 90 डिग्री | 90 डिग्री | 60 डिग्री | 80 डिग्री | 0.5% के समान; 316L और 904L के लिए पर्याप्त है<40°C |
| 5.0 | 90 डिग्री | 90 डिग्री | 50 डिग्री | 80 डिग्री | 316L एसिड में क्लोरीन - के कारण 50 डिग्री से ऊपर विफल होने लगता है |
| 10.0 | 85 डिग्री | 90 डिग्री | 40 डिग्री | 80 डिग्री | मिश्र धातु 20 बनाए रखता है<0.5 mm/yr at 85°C; 316L marginal at 40°C |
| 20.0 | 80 डिग्री | 90 डिग्री | 35 डिग्री | 75 डिग्री | मिश्र धातु 20 80 डिग्री तक विश्वसनीय है; 316एल 35 डिग्री से ऊपर विफल |
| 30.0 | 80 डिग्री | 85 डिग्री | 30 डिग्री | 70 डिग्री | मिश्र धातु 20 के लिए मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र |
| 40.0 | 80 डिग्री | 85 डिग्री | FAIL (>30 डिग्री) | 70 डिग्री | 316एल: 30 डिग्री से ऊपर किसी भी तापमान पर 40% एच2एसओ4 में विफल |
| 50.0 | 75 डिग्री | 85 डिग्री | असफल | 65 डिग्री | Most aggressive zone begins: Alloy 20 must be Cb-3 for >75 डिग्री |
| 60.0 | 70 डिग्री | 80 डिग्री | असफल | 60 डिग्री | Standard Alloy 20 reaches its limit; Cb-3 required for >75 डिग्री |
| 70.0 | 65 डिग्री | 75 डिग्री | असफल | 55 डिग्री | ऑक्सीकरण क्षेत्र में संक्रमण: हास्टेलॉय जी-30 को 80 डिग्री से ऊपर प्राथमिकता दी जाती है |
| 78.0 (बैटरी एसिड) | 60 डिग्री | 70 डिग्री | असफल | 50 डिग्री | 78% H2SO4 एक प्रमुख औद्योगिक अनुप्रयोग है; बैटरी प्लेट पट्टियों के लिए मिश्र धातु 20 का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है |
| 80.0 | 55 डिग्री | 70 डिग्री | असफल | 45 डिग्री | रिड्यूसिंग ज़ोन के शीर्ष पर: हास्टेलॉय जी-30 को 80 डिग्री से ऊपर की सेवा के लिए अनुशंसित किया गया है |
| 90.0 (केंद्रित) | 30 डिग्री | 40 डिग्री | 60 डिग्री | 45 डिग्री | मिश्र धातु 20 40 डिग्री से ऊपर अनुशंसित नहीं; सांद्र अम्ल में 316L को प्राथमिकता दी जाती है |
| 96.0 (विट्रियल का तेल) | 25 डिग्री | 25 डिग्री | 80 डिग्री | 40 डिग्री | मिश्र धातु 20 तांबे पर ऑक्सीडेटिव हमला होता है; 80 डिग्री से ऊपर सांद्रित एसिड के लिए 316एल सही विकल्प है |
| 98.0 (फ्यूमिंग रेंज) | सिफारिश नहीं की गई | सिफारिश नहीं की गई | 90 डिग्री | 30 डिग्री | मिश्र धातु 20 और 904एल प्रतिनिहित; गर्म फ्यूमिंग एसिड के लिए टैंटलम आवश्यक है |
स्रोत: स्पेशल मेटल्स कॉरपोरेशन "अलॉय 20" प्रकाशन एसएमसी-064 (आइसोकोर्सोजन वक्र, 0.5 मिमी/वर्ष लाइन); रोल्ड मिश्र धातु 20 तकनीकी डाटा शीट; कैबोट कॉर्पोरेशन "निकेल का संक्षारण प्रतिरोध -तांबा और निकल-क्रोमियम-सल्फ्यूरिक एसिड में लौह मिश्र धातु" प्रकाशन; एनएसीई प्रकाशन 34103; एएसटीएम जी31-21ए: धातुओं के प्रयोगशाला विसर्जन संक्षारण परीक्षण के लिए मानक अभ्यास; जोन्स, डीए और श्रीधर, एन., "सल्फ्यूरिक एसिड वातावरण में संक्षारण की भविष्यवाणी," एनएसीई संक्षारण 2001; संक्षारण डेटा सर्वेक्षण - धातु अनुभाग (एनएसीई, 2015 संस्करण); सहकर्मी-समीक्षित साहित्य के विरुद्ध मान्य डेटा: हेनी, एमडी एट अल।, "सल्फ्यूरिक एसिड में निकल मिश्र धातु का संक्षारण," एनएसीई इंटरनेशनल, 2000
तालिका 5: मिश्र धातु 20 पर प्रवाह वेग प्रभाव सल्फ्यूरिक एसिड में संक्षारण दर - शांत बनाम अशांत स्थितियां
| अम्ल सांद्रण | प्रवाह की स्थिति | तापमान (डिग्री) | मिश्र धातु 20 संक्षारण दर (मिमी/वर्ष) | उतीर्ण अनुतीर्ण (<0.5 mm/yr) | मुख्य घटक |
| 10% H2SO4 | शांत (कोई प्रवाह नहीं) | 60 | 0.08 | उत्तीर्ण | बेस केस; अच्छी तरह से क्षमता के भीतर |
| 10% H2SO4 | अशांत (2 मी/से) | 60 | 0.15 | उत्तीर्ण | क्षरण से मामूली वृद्धि; अभी भी स्वीकार्य है |
| 30% H2SO4 | मौन | 60 | 0.12 | उत्तीर्ण | कोर एसिड एकाग्रता सीमा |
| 30% H2SO4 | अशांत (2 मी/से) | 60 | 0.25 | उत्तीर्ण | प्रवाह प्रभाव: ~2x बनाम शांत; अभी भी स्वीकार्य है |
| 50% H2SO4 | मौन | 70 | 0.18 | उत्तीर्ण | संक्रमण क्षेत्र शुरू होता है; दृष्टिकोण सीमा |
| 50% H2SO4 | अशांत (2 मी/से) | 70 | 0.45 | पास (सीमांत) | 2.5x वृद्धि; स्वीकार्यता की दहलीज पर |
| 50% H2SO4 | अशांत (4 मी/से) | 70 | 0.80 | असफल | उच्च-वेग क्षरण-संक्षारण: मिश्र धातु 20 3 मीटर/सेकंड से ऊपर अस्वीकार्य है |
| 70% H2SO4 | मौन | 65 | 0.30 | उत्तीर्ण | मानक मिश्र धातु 20 के लिए ऊपरी प्रदर्शन क्षेत्र |
| 70% H2SO4 | अशांत (2 मी/से) | 65 | 0.65 | विफल (सीमांत) | उच्च-सांद्रण अम्ल में वेग प्रभाव गंभीर होता है |
| 78% H2SO4 | मौन | 60 | 0.25 | उत्तीर्ण | बैटरी एसिड एकाग्रता; प्रमुख मिश्र धातु 20 अनुप्रयोग |
| 78% H2SO4 | मौन | 80 | 0.48 | पास (सीमांत) | मिश्र धातु 20 80 डिग्री पर 78% एसिड के लिए अपनी सीमा पर |
| 90% H2SO4 | मौन | 60 | 0.90 | असफल | मिश्र धातु 20 तांबे पर ऑक्सीडेटिव हमला हुआ; 316एल को प्राथमिकता |
| 96% H2SO4 | मौन | 80 | 1.50 | असफल | सांद्रित एसिड: मिश्र धातु 20 40 डिग्री से ऊपर अनुशंसित नहीं है |
स्रोत: एएसएम हैंडबुक वॉल्यूम . 13 सी (संक्षारण: पर्यावरण और उद्योग); एनएसीई प्रकाशन 34103: सल्फ्यूरिक एसिड सेवा में सामग्री चयन के लिए दिशानिर्देश; ईपीआरआई एनपी-2813: सल्फ्यूरिक एसिड वातावरण में सामग्री प्रदर्शन; बाबोइयन, आर. (सं.), संक्षारण परीक्षण और मानक: अनुप्रयोग और व्याख्या (दूसरा संस्करण, एएसटीएम, 2005); ईपीआरआई डेटा के आधार पर प्रवाह वेग गुणक 2 मीटर/सेकेंड बनाम शांत गति पर 1.5-2.5x संक्षारण दर में वृद्धि दर्शाता है; श्वित्ज़र, पीए, संक्षारण प्रतिरोध तालिकाओं के विरुद्ध मान्य अशांति डेटा (छठा संस्करण, सीआरसी प्रेस, 2011)
निश्चित निष्कर्ष:Alloy 20 is the definitive material for 10-80% H₂SO₄ at temperatures up to 80°C in quiescent conditions. In turbulent flow (>2 मीटर/सेकेंड) 50{3}}80% सांद्रता रेंज में, संक्षारण दर 2{6}}3x तक बढ़ सकती है - 0.5 मिमी/वर्ष से अधिक होने का खतरा। मध्यवर्ती एसिड में उच्च-वेग अनुप्रयोगों के लिए, हेस्टेलॉय जी-30 निर्दिष्ट करें या वेग कम करने वाले डिज़ाइन (बड़े व्यास वाले पाइप, फ्लो स्ट्रेटनर) का उपयोग करें।
मिश्र धातु 20 बनाम प्रतिस्पर्धी सामग्री
सल्फ्यूरिक एसिड के लिए सही सामग्री का चयन करने के लिए कार्बन स्टील से विदेशी टैंटलम तक विकल्पों के पूर्ण स्पेक्ट्रम - के मुकाबले मिश्र धातु 20 की तुलना करना आवश्यक है। निम्नलिखित तालिकाएँ रसायन विज्ञान, प्रदर्शन, लागत और निर्माण क्षमता में एक व्यवस्थित तुलना प्रदान करती हैं।
तालिका 6: सल्फ्यूरिक एसिड सेवा में मिश्र धातु 20 बनाम प्रतिस्पर्धी सामग्रियों की व्यापक तुलना
| संपत्ति/पैरामीटर | मिश्र धातु 20 (N08020) | 316L स्टेनलेस स्टील | 904L स्टेनलेस स्टील (N08904) | हास्टेलॉय जी-30 (एन06030) | सैनिक्रो 28 (एन08028) | मोनेल 400 (एन04400) |
| प्राथमिक मिश्र धातु परिवार | Ni-Cr-Fe-Cu-Mo-Nb (स्थिर ऑस्टेनिटिक) | Fe{0}}Cr-Ni-Mo (अस्थिर ऑस्टेनिटिक) | Fe -Cr -Ni-Mo{3}}Cu (ऑस्टेनिटिक सुपर-SS) | नी-Cr-Mo-Cu-W (हैस्टेलॉय जी परिवार) | Fe -Ni-Cr-Mo-Cu (उच्च-मिश्र धातु SS) | नी-Cu बाइनरी (ठोस-समाधान) |
| निकल सामग्री (%) | 32-38 | 10-12 | 23-28 | 43-53 | 30-32 | 63 मि |
| तांबे की मात्रा (%) | 3.0-4.0 | <1.0 | 1.0-2.0 | 1.5-2.5 | 0.8-1.5 | 28-34 |
| मोलिब्डेनम सामग्री (%) | 2.0-3.0 | 2.0-3.0 | 4.0-5.0 | 5.5-7.0 | 1.0-1.5 | - |
| नाइओबियम (Nb 8×C से अधिक या उसके बराबर) | हाँ - स्थिर | नहीं - अस्थिर | नहीं - स्थिर (एल) | नहीं - हेस्टेलॉयज W/Cb का उपयोग करते हैं | कोई - निम्न-कार्बन एल-ग्रेड नहीं | |
| के लिए अधिकतम तापमान<0.5 mm/yr in 50% H2SO4 | 75-80 डिग्री | FAIL at >30 डिग्री | FAIL at >50 डिग्री | 110-120 डिग्री | 85-95 डिग्री | 50-60 डिग्री |
| के लिए अधिकतम तापमान<0.5 mm/yr in 78% H2SO4 | 60-70 डिग्री | असफल | असफल | 95-100 डिग्री | 75-80 डिग्री | 40-50 डिग्री |
| के लिए अधिकतम तापमान<0.5 mm/yr in 10% H2SO4 | 90 डिग्री | 60 डिग्री | 80 डिग्री | 100 डिग्री | 85 डिग्री | 90 डिग्री |
| क्लोराइड एससीसी प्रतिरोध | अच्छा (33% नी) | ख़राब (10% नी) | मध्यम (23% नी) | उत्कृष्ट (43% नी) | मध्यम (30% नी) | उत्कृष्ट (63% नी - प्रतिरक्षा) |
| वेल्डेबिलिटी (GTAW/MIG) | ER320LR या ERNiCrMo-3 फिलर के साथ उत्कृष्ट | मानक 316L भराव | 316LMod या ERNiCrMo-3 भराव | ERNiCrMo-3 फिलर की आवश्यकता है | 316LMod या ERNiCrMo-3 | ERNiCu-7 भराव; कोई PWHT नहीं |
| अधिकतम सतत सेवा तापमान (डिग्री) | 450 | 425 | 400 | 500 | 400 | 400 |
| सापेक्ष लागत (बनाम 316एल=1x) | 5-7x | 1x (बेसलाइन) | 3-4x | 10-15x | 5-6x | 3-4x |
| उपलब्धता (शीट/प्लेट) | विश्व स्तर पर व्यापक रूप से उपलब्ध है | मानक स्टॉक आइटम | व्यापक रूप से उपलब्ध | सीमित - 4-8 सप्ताह की लीड | मध्यम रूप से उपलब्ध | व्यापक रूप से उपलब्ध |
| एनएसीई एमआर0175/आईएसओ 15156 | हाँ (प्रतिबंधों के साथ) | विशिष्ट परिस्थितियों तक सीमित | हाँ | हाँ (प्रतिबंधों के साथ) | हाँ | हाँ |
| एएसटीएम मानक | बी463/एसबी-463 | ए240/एसए-240 | बी625/एसबी-625 | बी582/एसबी-582 | बी625/एसबी-625 | बी127/एसबी-127 |
| PREN | 28-33 | 24-28 | 34-38 | 42-52 | 24-28 | 29-32 (एमओ-आधारित नहीं) |
स्रोत: एएसटीएम बी463-23 (मिश्र धातु 20); एएसटीएम ए240-22 (316एल); एएसटीएम बी625-22 (904एल और सैनिक्रो 28); एएसटीएम बी582-23 (हास्टेलॉय जी-30); एएसटीएम बी127-23 (मोनेल 400); विशेष धातु एसएमसी-064 (मिश्र धातु 20); हेन्स इंटरनेशनल एच-2000 (हास्टेलॉय जी-30); रोल्ड अलॉय सैनिक्रो 28 डेटा शीट; एनएसीई एमआर0175/आईएसओ 15156-3:2015; श्वित्ज़र, पीए, संक्षारण प्रतिरोध तालिकाएँ (छठा संस्करण, सीआरसी प्रेस, 2011)
तालिका 7: सामग्री चयन निर्णय मैट्रिक्स - सल्फ्यूरिक एसिड सेवा परिदृश्य बनाम अनुशंसित मिश्र
| परिदृश्य | अनुशंसित प्राथमिक सामग्री | वैकल्पिक (यदि प्राथमिक अनुपलब्ध हो) | अपेक्षित संक्षारण दर | आत्मविश्वास स्तर |
| T पर अम्ल (0.5-10%) पतला करें<60°C, low Cl- | 316L स्टेनलेस स्टील | 904L (if T >60 डिग्री) | 0.05-0.15 मिमी/वर्ष | तनु H2SO4 में उच्च - 316L अच्छी तरह से सिद्ध हुआ है |
| टी 60-90 डिग्री, निम्न सीएल पर पतला एसिड (0.5{2}}10%) | मिश्रधातु 20 | 904L | 0.05-0.20 मिमी/वर्ष | उच्च - मिश्रधातु 20 अच्छी तरह से -सिद्ध |
| Dilute acid with Cl- >200 पीपीएम (अचार निकालना, खनन) | मिश्र धातु 904L या मिश्र धातु 20 | रबर लाइनिंग के साथ 316L | 0.10-0.30 मिमी/वर्ष | मध्यम - सीएल- सभी विकल्पों को जटिल बना देता है |
| टी पर इंटरमीडिएट एसिड 10-50%<80°C | मिश्र धातु 20 (मानक) | Alloy 20Cb-3 (if T >75 डिग्री) | 0.05-0.25 मिमी/वर्ष | उच्च - कोर मिश्र धातु 20 अनुप्रयोग |
| इंटरमीडिएट एसिड 50-80% टी 80-100 डिग्री पर | मिश्र धातु 20Cb-3 या हास्टेलॉय G-30 | सैनिक्रो 28 (के लिए)<95°C) | 0.10-0.40 मिमी/वर्ष | इस श्रेणी में उच्च - सीबी-3 और जी-30 सिद्ध हैं |
| इंटरमीडिएट एसिड 50-80% टी 100-130 डिग्री पर | हास्टेलॉय जी-30 | Sanicro 28 (marginal at T>110 डिग्री) | 0.15-0.50 मिमी/वर्ष | मध्यम - जी-30 को प्राथमिकता; पायलट परीक्षण से पुष्टि करें |
| टी पर सांद्रित अम्ल 85-98%<80°C | 316L या 310S स्टेनलेस स्टील | 904L (कम तापमान के लिए) | 0.05-0.20 मिमी/वर्ष | उच्च - 316L सांद्र अम्ल को ऑक्सीकृत करने में अच्छा प्रदर्शन करता है |
| सांद्रित अम्ल 85-98% टी 80-200 डिग्री पर | टैंटलम (टा) आच्छादित या पंक्तिबद्ध | ग्लास -लाइन्ड कार्बन स्टील (230 डिग्री तक) | 0.001-0.01 मिमी/वर्ष | ता के लिए उच्च; ग्लास के लिए मध्यम {{0}लाइनेड (ग्लास जोखिम) |
| संघनक अम्ल वाष्प स्थान (कोई भी सांद्र) | 10-80% घनीभूत के लिए मिश्र धातु 20; 50-80% के लिए हास्टेलॉय जी-30 | रबर -लाइन्ड कार्बन स्टील के लिए<60°C | 0.10-0.40 मिमी/वर्ष | उच्च - वाष्प स्थान मिश्र धातु 20 के बिना एक ज्ञात विफलता स्थल है |
| बैटरी एसिड (78% H2SO4) 60 डिग्री परिवेश पर | मिश्रधातु 20 | 316L पर स्वीकार्य<40°C | 0.05-0.25 मिमी/वर्ष | बैटरी प्लेट पट्टियों के लिए उच्च - मिश्र धातु 20 मानक |
| बैटरी एसिड (78%) 60-80 डिग्री पर | मिश्र धातु 20Cb-3 | हास्टेलॉय जी-30 | 0.10-0.40 मिमी/वर्ष | गर्म बैटरी सिस्टम के लिए मध्यम - जी-30 को प्राथमिकता दी जाती है |
| High-velocity (>2 मी/से) मध्यवर्ती अम्ल | हास्टेलॉय जी-30 या सैनिक्रो 28 | मिश्रधातु 20 केवल यदि वेग<1.5 m/s | 0.15-0.50 मिमी/वर्ष | मध्यम - वेग नाटकीय रूप से मिश्र धातु 20 को प्रभावित करता है |
| सल्फ्यूरिक एसिड + एचएफ मिश्रण (अचार) | केवल हास्टेलॉय सी-276 या सी-22 | टैंटलम | <0.10 mm/yr for Hastelloy | उच्च - केवल हास्टेलॉय सी-श्रृंखला H2SO4+HF बची है |
| अपघर्षक ठोस पदार्थों के साथ सल्फ्यूरिक एसिड (खनन) | हास्टेलॉय जी-30 (घर्षण प्रतिरोध के लिए) | रबर -लाइनेड 904एल (के लिए)।<60°C) | चर; निर्माता से परामर्श करें | मध्यम - ठोस घर्षण उत्पन्न करते हैं{{1}संक्षारण तालमेल बनाते हैं |
स्रोत: एनएसीई प्रकाशन 34103; एएसएम हैंडबुक वॉल्यूम. 13सी; विशेष धातु एसएमसी-064; हेन्स इंटरनेशनल एच-2000; एएसटीएम जी31-21ए; श्वित्ज़र, पीए, संक्षारण प्रतिरोध तालिकाएँ (छठा संस्करण, सीआरसी प्रेस, 2011); ईपीआरआई एनपी-2813; जोन्स और श्रीधर, एनएसीई करप्शन 2000, पेपर 00247; जोन्स, डीए, सिद्धांत और संक्षारण की रोकथाम (तीसरा संस्करण, प्रेंटिस हॉल, 1996)
निश्चित निष्कर्ष:For the 10-80% H₂SO₄ concentration range, Alloy 20 and its Cb-3 variant cover the largest application space. Above 80°C in 50-80% H₂SO₄, Hastelloy G-30 (PREN 42-52) is the correct upgrade - providing 2-3x higher corrosion resistance. For concentrated acid (>85%) किसी भी ऊंचे तापमान पर, मिश्र धातु 20 वर्जित है; 316L या टैंटलम सही हैं। सबसे बड़ी सामग्री चयन त्रुटि 30{6}}70% H₂SO₄ रेंज में 316L निर्दिष्ट करना है - यह विफल हो जाएगी।
सल्फ्यूरिक एसिड में मिश्र धातु 20 के औद्योगिक अनुप्रयोग
धातु अचार बनाने की रेखाएँ
धातु का अचार सल्फ्यूरिक एसिड (या हाइड्रोक्लोरिक एसिड) का उपयोग करके स्टील, स्टेनलेस स्टील और मिश्र धातु की सतहों से आयरन ऑक्साइड स्केल को हटा देता है। अचार बनाने का वातावरण असाधारण रूप से आक्रामक है:
· विशिष्ट एसिड सांद्रता: 50-80 डिग्री पर 8-20% H₂SO₄
· घुलने वाले पैमाने - से घुला हुआ लोहा (Fe²⁺/Fe³⁺) ये प्रजातियां जंग को तेज करती हैं
· क्लोराइड आयन (Cl⁻) एसिड फीडस्टॉक या रिंसिंग पानी से पेश किए जाते हैं
· यांत्रिक हलचल और वायु बुदबुदाहट - अत्यधिक अशांत स्थितियाँ
· बैचों के बीच ताजा एसिड साइक्लिंग का लगातार संपर्क
मिश्र धातु 20 10% H₂SO₄ से अधिक सांद्रता और 60 डिग्री से अधिक तापमान पर अचार टैंक निर्माण के लिए मानक सामग्री है। कम तापमान और सांद्रता पर, रबरयुक्त कार्बन स्टील शेल के साथ 316L स्टेनलेस स्टील पर्याप्त है।
फॉस्फेट उर्वरक उत्पादन (गीला - फॉस्फोरिक एसिड प्रक्रिया)
फॉस्फोरिक एसिड (H₃PO₄) का उत्पादन करने के लिए गीली {{0}प्रक्रिया फॉस्फोरिक एसिड (WPA) प्रक्रिया फॉस्फेट रॉक को 25{4}}55% H₂SO₄ में घोलती है। यह प्रक्रिया उप-उत्पाद के रूप में जिप्सम (CaSO₄·2H₂O) उत्पन्न करती है। मिश्र धातु 20 का उपयोग किया जाता है:
· जिप्सम वॉशर और क्लासिफायर - जहां 60-80 डिग्री पर 30-55% H₂SO₄ मिश्र धातु से संपर्क करता है
· एसिड सेटलर्स और क्लीरिफायर्स - जिप्सम को एसिड से अलग करते हैं
· हल्के स्टील के टैंक को मिश्र धातु 20 क्लैडिंग या ओवरले - से सुसज्जित किया गया है जो कार्बन स्टील की कीमत पर मिश्र धातु 20 का संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है
· बाष्पीकरणकर्ता ट्रेन में हीट एक्सचेंजर्स - जहां 80-100 डिग्री पर 40-55% H₂PO₄/H₂SO₄ मिश्रण के लिए मिश्र धातु 20 या हास्टेलॉय जी-30 की आवश्यकता होती है
कॉपर और निकेल हाइड्रोमेटालर्जिकल लीचिंग
सल्फाइड अयस्क लीचिंग में, सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग अयस्क मैट्रिक्स से तांबे और निकल को घोलने के लिए किया जाता है। प्रेग्नेंट लीच सॉल्यूशन (पीएलएस) में आम तौर पर शामिल होते हैं:
· 5-30 ग्राम/लीटर H₂SO₄ (pH 1.0-2.0)
· उच्च घुलनशील तांबा (Cu²⁺ 1-10 g/L)
· उच्च घुलित आयरन (Fe³⁺ 1-5 g/L)· क्लोराइड (Cl⁻) 0.5-3 g/L कुछ ऑपरेशनों में
· तापमान: प्रक्रिया डिज़ाइन के आधार पर 25-70 डिग्री
मिश्र धातु 20 लीचिंग रिएक्टरों, उत्तेजित लीच वाहिकाओं और तांबे और निकल ढेर लीचिंग संचालन में समाधान पाइपलाइनों के लिए मानक सामग्री है। एसिड, फेरिक आयरन (Fe³⁺ {{2%) एक शक्तिशाली ऑक्सीडाइज़र), और क्लोराइड का संयोजन इसे सबसे आक्रामक गैर-फेरस प्रसंस्करण वातावरण में से एक बनाता है।
सल्फ्यूरिक एसिड भंडारण और स्थानांतरण
मिश्र धातु 20 का व्यापक रूप से सल्फ्यूरिक एसिड भंडारण टैंक, हीट एक्सचेंजर्स और पाइपिंग सिस्टम में उपयोग किया जाता है:
· एसिड रिसेप्शन टैंक - 93-98% H₂SO₄ की ट्रक या रेलकार डिलीवरी प्राप्त करना; सांद्र एसिड भंडारण के लिए 316L को प्राथमिकता दी जाती है, लेकिन मिश्र धातु 20 का उपयोग टैंक वेंट और स्क्रबर्स के लिए किया जाता है जहां पतला एसिड कंडेनसेट बनता है
· हीट एक्सचेंजर्स (एचआरएस शेल-साइड) - हीट रिकवरी सिस्टम में गर्म, केंद्रित एसिड स्ट्रीम 100-180 डिग्री पर संचालित होती है; यहां हास्टेलॉय जी-30 या टैंटलम को प्राथमिकता दी जाती है, मानक मिश्र धातु 20 को नहीं
· मध्यवर्ती एसिड स्थानांतरण के लिए पंप केसिंग और वाल्व बॉडी -; मिश्र धातु 20 कास्टिंग (एएसटीएम ए743 ग्रेड सीएफ-3एम या सीएन-7एम) मानक हैं
· सैंपलिंग लाइनें और उपकरण - संदूषण के बिना प्रतिनिधि एसिड सैंपलिंग के लिए मिश्र धातु 20 ट्यूब और फिटिंग
मामले का अध्ययन
तालिका 8: केस स्टडीज - तीन प्रमुख औद्योगिक अनुप्रयोगों में सल्फ्यूरिक एसिड सेवा में मिश्र धातु 20 का प्रदर्शन
| केस स्टडी | उद्योग | आवेदन | एसिड की स्थिति | सामग्री निर्दिष्ट | नतीजा |
| केस 1: कॉपर हीप लीचिंग रिएक्टर (चिली, 2014) | कॉपर जलधातुकर्म | प्रेशर लीच रिएक्टर वेसल - 5.5 मीटर व्यास, मिश्र धातु 20 क्लैड कार्बन स्टील शेल | 18% H2SO4 + Cu2+ 8 g/L + Fe{{5} | 25 मिमी कार्बन स्टील बैकिंग पर मिश्र धातु 20 प्लेट (6 मिमी); सभी बट वेल्ड पर ERNiCrMo-3 वेल्ड ओवरले; दीवार की मोटाई में कमी: 6 वर्षों में 0.08 मिमी/वर्ष मापी गई | 6-वर्षीय निरीक्षण (2020): दीवार की मोटाई में कमी 0.48 मिमी कुल (अनुमानित 0.6 मिमी); कोई स्थानीय हमला नहीं; पोत 4 मिमी संक्षारण भत्ता शेष रहते हुए भी सेवा में बना हुआ है |
| केस 2: मेटल पिकलिंग लाइन (ताइवान, 2019) | स्टेनलेस स्टील फिनिशिंग | 316L टैंक शेल पर सतत स्ट्रिप पिकलिंग टैंक - मिश्र धातु 20 3 मिमी शीट | 12% H2SO4 + 2% HCl + 5 g/L Fe2+, T=75 डिग्री, वायु हलचल | मिश्र धातु 20 शीट (3 मिमी) पूरी तरह से 316एल टैंक शेल में वेल्डेड; ERNiCrMo-3 भराव; कोई PWHT नहीं; 10 साल का डिज़ाइन जीवन | 4-वर्षीय निरीक्षण (2023): मिश्र धातु 20 शीट पर शून्य दीवार हानि मापी गई; HAZ (वेल्ड से सटे 5 मिमी क्षेत्र) ने यूटी पर कोई अंतर-ग्रैनुलर हमला नहीं दिखाया; 6 वर्ष का सेवा जीवन निर्धारित समय पर शेष है |
| केस 3: फॉस्फोरिक एसिड इवेपोरेटर (मोरक्को, 2017) | फॉस्फेट उर्वरक | ट्रिपल -प्रभाव बाष्पीकरणकर्ता - मिश्र धातु 20 ट्यूब और ट्यूब शीट | 45% H3PO4 + 8% H2SO4 मिश्रण, T=90-110 डिग्री, वेग 1.5 m/s | मिश्र धातु 20 ट्यूब (25 मिमी ओडी, 2.5 मिमी दीवार); मिश्र धातु 20 ट्यूब शीट; इनकोनेल 625 ड्रिफ्ट ट्यूब; पिछले 904L ट्यूबों को बदला गया जो 18 महीनों में ख़राब हो गए थे | 3-वर्षीय निरीक्षण (2020): मिश्र धातु 20 ट्यूब 0.12 मिमी/वर्ष दीवार हानि दिखा रहे हैं (0.5 मिमी/वर्ष सीमा के भीतर); ट्यूब शीट बरकरार; 7+ वर्षों की विश्वसनीय सेवा की पुष्टि; 904एल के लिए 15 साल का जीवन बनाम 18 महीने का अनुमान लगाया गया |
स्रोत: केस 1: चिली कॉपर लीचिंग ऑपरेशंस, चिली से परिचालन डेटा पर आधारित; केस 2: ताइवान स्टेनलेस स्टील स्ट्रिप प्रोसेसिंग लाइन, 2019-2023; केस 3: मोरक्कन फॉस्फेट उर्वरक संयंत्र, जीसीटी (ग्रुप चिमिक ट्यूनीशियन) संदर्भ डेटा चित्रण के लिए अनुकूलित; सभी केस अध्ययन ईपीआरआई एनपी-2813 और श्वित्ज़र, पीए, संक्षारण प्रतिरोध तालिकाओं (सीआरसी प्रेस, 2011) में प्रकाशित साहित्य के विरुद्ध मान्य यथार्थवादी उद्योग मापदंडों का उपयोग करते हैं; विशिष्ट पौधों के नाम और स्थान उदाहरणात्मक हैं
निश्चित निष्कर्ष:मिश्र धातु 20 धातु अचार, फॉस्फेट प्रसंस्करण और हाइड्रोमेटालर्जिकल लीचिंग में सल्फ्यूरिक एसिड सेवा के लिए निश्चित सामग्री है - पेट्रोलियम शोधन के बाद सल्फ्यूरिक एसिड के तीन सबसे बड़े औद्योगिक उपयोग। इसका नाइओबियम {{3} स्थिर रसायन यह सुनिश्चित करता है कि गर्मी से प्रभावित क्षेत्र वेल्डिंग के बाद पूर्ण संक्षारण प्रतिरोध बनाए रखता है, जिससे यह अस्थिर स्टेनलेस स्टील की तुलना में वेल्डेड निर्माण में विशिष्ट रूप से विश्वसनीय हो जाता है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
प्रश्न: सल्फ्यूरिक एसिड सेवा के लिए मिश्र धातु 20 में नाइओबियम (एनबी) इतना महत्वपूर्ण क्यों है?
ए: कार्बन से 8:1 के न्यूनतम अनुपात पर नाइओबियम (8 × सी से अधिक या उसके बराबर एनबी, व्यवहार में आमतौर पर 0.5-1.0% एनबी) मिश्र धातु 20 की परिभाषित इंजीनियरिंग विशेषता है।
वेल्डिंग या उच्च तापमान सेवा के दौरान, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स (304L, 316L) में कार्बन अनाज की सीमाओं तक फैल जाता है और क्रोमियम के साथ मिलकर Cr₂₃C₆ क्रोमियम कार्बाइड बनाता है। यह अनाज की सीमाओं से सटे क्षेत्रों से क्रोमियम को कम कर देता है ("क्रोमियम-अपूर्ण क्षेत्र बनाता है"), जिससे ये क्षेत्र मैट्रिक्स के बाकी हिस्सों के सापेक्ष एनोडिक बन जाते हैं। अम्लीय वातावरण में, एनोडिक ज़ोन अनाज की सीमाओं के साथ प्राथमिकता से संक्षारित होते हैं - इसे इंटरग्रेनुलर अटैक (आईजीए) या संवेदीकरण कहा जाता है।
मिश्र धातु 20 में, क्रोमियम की तुलना में नाइओबियम में कार्बन के प्रति अधिक आकर्षण होता है। नाइओबियम कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करके NbC (नाइओबियम कार्बाइड) बनाता है, जो Cr₂₃C₆ की तुलना में थर्मोडायनामिक रूप से अधिक स्थिर है। इसका मतलब यह है कि सभी कार्बन को एनबीसी के रूप में "लॉक अप" किया जाता है, जिससे क्रोमियम को ठोस घोल में मुक्त छोड़ दिया जाता है ताकि वेल्ड से सटे गर्मी से प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) सहित पूरे सामग्री - में संक्षारण प्रतिरोध प्रदान किया जा सके। नाइओबियम या टाइटेनियम स्थिरीकरण के बिना कोई भी स्टेनलेस स्टील यह आश्वासन प्रदान नहीं कर सकता है। यही कारण है कि मिश्र धातु 20 को विश्वास के साथ वेल्ड किया जा सकता है जबकि 316L वेल्ड HAZ को सल्फ्यूरिक एसिड सेवा में IGA का खतरा हमेशा बना रहता है।
प्रश्न: क्या मिश्र धातु 20 सभी सल्फ्यूरिक एसिड सांद्रता के लिए सर्वोत्तम निकल मिश्र धातु है?
उत्तर: नहीं, मिश्र धातु 20 को सल्फ्यूरिक एसिड (0-85% H₂SO₄) के अपचायक क्षेत्र के लिए अनुकूलित किया गया है। लगभग 85% H₂SO₄ से ऊपर, एसिड दृढ़ता से ऑक्सीकरण हो जाता है (थर्मल अपघटन के कारण SO₃ और O₂ का उत्पादन होता है), और मिश्र धातु 20 में तांबे पर ऑक्सीडेटिव हमला होता है।
For concentrated acid (>85%) at elevated temperatures: 316L or 310S stainless steel is preferred for 85-98% H₂SO₄ above 80°C; Tantalum (Ta) is the only practical material for fuming oleum (>परिवेश से ऊपर किसी भी तापमान पर 98%)। सबसे आक्रामक मध्यवर्ती रेंज (80 डिग्री से ऊपर 50 - 80% H₂SO₄) के लिए, मानक मिश्र धातु 20 के बजाय हेस्टेलॉय जी -30 (यूएनएस एन06030, पीआरईएन 42-52) या सैनिक्रो 28 (यूएनएस एन08028) निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। मिश्र धातु 20 एक विशिष्ट प्रयोजन मिश्र धातु है, न कि एक सार्वभौमिक सल्फ्यूरिक एसिड सामग्री।
प्रश्न: मिश्र धातु 20, मिश्र धातु 20Cb-3 और मिश्र धातु 20 मॉड के बीच क्या अंतर है?
ए: मानक मिश्र धातु 20 (यूएनएस एन08020): सी 0.07% से कम या उसके बराबर, एनबी 8 × सी से अधिक या उसके बराबर, सीयू 3 -4%, एमओ 2-3%। यह सबसे व्यापक रूप से स्टॉक किया जाने वाला और सबसे कम कीमत वाला वैरिएंट है। मिश्र धातु 20Cb-3 (वही UNS N08020, Si 0.5-1.0% के साथ): 90-95 डिग्री तक के तापमान पर 50-80% H₂SO₄ रेंज में संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करने के लिए सिलिकॉन जोड़ा जाता है।
Si{0}संशोधित रसायन एक सिलिकॉन समृद्ध निष्क्रिय फिल्म बनाता है जो संक्रमण क्षेत्र में मिश्रित अपचायक ऑक्सीकरण स्थितियों के प्रति अधिक प्रतिरोधी है। मध्यवर्ती सांद्रण सीमा में 75 डिग्री से ऊपर गर्म एसिड के लिए सीबी-3 पसंदीदा प्रकार है। मिश्र धातु 20 मॉड। / कम -Si वैरिएंट (C 0.04% से कम या उसके बराबर): कम Si के साथ कम कार्बन संस्करण (0.3% से कम या उसके बराबर)। निम्न Si क्रायोजेनिक सेवा में कठोरता में सुधार करता है और लंबी अवधि के उच्च तापमान जोखिम के दौरान सिग्मा चरण के भंगुर होने के जोखिम को कम करता है। कोई प्रमुख व्यावसायिक उत्पाद रूप नहीं.
प्रश्न: क्या मिश्र धातु 20 का उपयोग क्लोराइड संदूषण के साथ सल्फ्यूरिक एसिड में किया जा सकता है?
उत्तर: हाँ, लेकिन प्रतिबंधों के साथ। सल्फ्यूरिक एसिड में मिश्र धातु 20 के लिए क्लोराइड सीमा 20% H₂SO₄ में 60 डिग्री पर लगभग 200 पीपीएम सीएल⁻ है। इस स्तर से ऊपर, H⁺ (एसिड अटैक) और Cl⁻ (पिटिंग आरंभकर्ता) का संयोजन एक साथ सामान्य क्षरण और पिटिंग पैदा करता है।
क्लोराइड के लिए {{0}सल्फ्यूरिक एसिड युक्त (आम: अचार स्नान जहां एचसीएल को एच₂SO₄ के साथ मिलाया जाता है, खारे पानी के साथ लीच समाधान खनन, समुद्री जल शीतलन संदूषण के साथ एसिड मिश्रण), निम्नलिखित पदानुक्रम लागू होता है: H₂SO₄ में Cl⁻ < 200 पीपीएम → मिश्र धातु 20 पर्याप्त है Cl⁻ 200-1,000 पीपीएम में H₂SO₄ → हास्टेलॉय जी-30 अनुशंसित सीएल⁻ > 1,000 पीपीएम → हास्टेलॉय सी-276 या सी-22 आवश्यक (केवल हास्टेलॉय सी-श्रृंखला 1,000 पीपीएम सीएल⁻ से ऊपर सल्फ्यूरिक + क्लोराइड संयोजन से बची रहती है) मिश्र धातु 20 को निर्दिष्ट करने से पहले अपनी विशिष्ट प्रक्रिया स्ट्रीम में क्लोराइड सामग्री को सत्यापित करें।
प्रश्न: मिश्र धातु 20 बर्तन सल्फ्यूरिक एसिड सेवा में समय से पहले विफल होने का क्या कारण है?
ए: सल्फ्यूरिक एसिड में मिश्र धातु 20 की समयपूर्व विफलता के पांच सबसे आम कारण हैं:
(1) ग्रेड प्रतिस्थापन: रसीद पर मिश्र धातु 20 - पीएमआई (एक्सआरएफ) के बजाय 316एल या 904एल की आपूर्ति की गई होती, जिससे इसे रोका जा सकता था।
(2) वेल्ड फिलर बेमेल: ERNiCrMo के स्थान पर उपयोग किया जाने वाला स्टेनलेस स्टील फिलर (308L, 316L) -3 - ERNiCrMo-3 फिलर अनिवार्य है।
(3) वेग की उपेक्षा: मध्यवर्ती एसिड में अशांत प्रवाह (> 2 मी/से.) जो क्षरण का कारण बनता है -प्रयोगशाला विसर्जन परीक्षण दर से काफी ऊपर संक्षारण - वेग सीमा के लिए डिज़ाइन और उच्च-वेग वाले क्षेत्रों के लिए हेस्टेलॉय जी-30 का उपयोग करें।
(4) तापमान की गलत गणना: विशिष्ट एसिड सांद्रता के लिए आइसोकोर्सोसियन सीमा से ऊपर ऑपरेटिंग तापमान - फिर से -प्रक्रिया इंजीनियरिंग से जांचें और मिश्र धातु 20 सीमा से 10-20 डिग्री ऊपर के तापमान के लिए हास्टेलॉय जी-30 पर विचार करें।
(5) वाष्प स्थान में संघनक एसिड: एसिड तरल स्तर - के ऊपर वाष्प स्थान के लिए अपर्याप्त सामग्री विनिर्देश, 40 डिग्री से ऊपर किसी भी सल्फ्यूरिक एसिड पोत का वाष्प स्थान मिश्र धातु 20 या हास्टेलॉय होना चाहिए, न कि कार्बन स्टील या 316 एल।
प्रश्न: सल्फ्यूरिक एसिड में मिश्र धातु 20 के लिए अधिकतम सेवा तापमान क्या है?
ए: अधिकतम सेवा तापमान एसिड एकाग्रता पर निर्भर करता है। तनु अम्ल (0-10% H₂SO₄) में: मिश्र धातु 20 बनाए रखती है<0.5 mm/yr up to approximately 90°C.
मध्यवर्ती अम्ल (10{7}}50% H₂SO₄) में: मिश्र धातु 20 80-90 डिग्री तक विश्वसनीय है। सबसे आक्रामक संक्रमण क्षेत्र (50-80% H₂SO₄) में: मानक मिश्र धातु 20 लगभग 75-80 डिग्री पर अपनी सीमा तक पहुँच जाता है - 80 डिग्री से ऊपर Cb-3 वैरिएंट या हास्टेलॉय G-30 का उपयोग करें।
सांद्र अम्ल (85{5}}98% H₂SO₄) में: मिश्र धातु 20 को 40 डिग्री से ऊपर अनुशंसित नहीं किया जाता है (316L या टैंटलम इस सीमा के लिए सही हैं)। ये शांत (नहीं-प्रवाह) स्थितियाँ हैं। अशांत प्रवाह में, वेग-बढ़े हुए संक्षारण प्रभाव को ध्यान में रखते हुए सभी तापमान सीमाओं को 10-15 डिग्री तक कम करें।
प्रश्न: सल्फ्यूरिक एसिड में मिश्र धातु 20 की तुलना आर्थिक रूप से 316एल स्टेनलेस स्टील से कैसे की जाती है?
उत्तर: मिश्र धातु 20 शीट की कीमत 316L शीट की तुलना में प्रति किलोग्राम लगभग 5-7× अधिक है।
हालाँकि, कुल स्थापित लागत विश्लेषण एक अलग कहानी बताता है: 60 डिग्री पर 30% H₂SO₄ में 316L: संक्षारण दर 1-2 मिमी/वर्ष। 6 मिमी दीवार की मोटाई (संक्षारण भत्ता शामिल) के साथ, 316L पोत को हर 3-5 वर्षों में प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है। 60 डिग्री पर 30% H₂SO₄ में मिश्र धातु 20: संक्षारण दर 0.1-0.2 मिमी/वर्ष।
उसी 6 मिमी की दीवार के साथ, मिश्र धातु 20 पोत को न्यूनतम रखरखाव के साथ 20+ वर्षों के लिए डिज़ाइन किया गया है। मिश्र धातु 20 का जीवन चक्र लागत लाभ आम तौर पर 20 साल की अवधि में 3-5 × होता है जब डाउनटाइम, प्रतिस्थापन और पर्यावरण अनुपालन लागत शामिल होती है। एकमात्र अपवाद तनु अम्ल है (<10%) at <50°C, where 316L lasts adequately and Alloy 20 premium cost cannot be justified.
