हेस्टेलॉय C2000 बनाम C276: यूनिवर्सल संक्षारण -मिश्रित एसिड वातावरण के लिए प्रतिरोधी मिश्र धातु

हेस्टेलॉय C2000(UNS N10200, 23Cr-16Mo-1.6Cu) विशेष रूप से मिश्रित ऑक्सीकरण-कम करने वाले एसिड वातावरण में C276 (UNS N10276, 15Cr-16Mo-4W) सीमा को दूर करने के लिए विकसित किया गया था। C2000 सल्फ्यूरिक एसिड (विशेष रूप से 50-100 डिग्री C पर 10-60 प्रतिशत), नाइट्रिक एसिड, गीला क्लोरीन और मिश्रित एसिड स्ट्रीम में बेहतर प्रतिरोध प्रदान करता है, जबकि C276 अपने उच्च Mo और W सामग्री के कारण शुद्ध कम करने वाले एसिड (HCl किसी भी एकाग्रता, 10 प्रतिशत से नीचे पतला H2SO4) में पसंदीदा विकल्प बना हुआ है। C2000 में C276 की तुलना में लगभग 15-25 प्रतिशत लागत प्रीमियम है, लेकिन मिश्रित एसिड सेवा में मिश्र धातु उन्नयन की आवश्यकता समाप्त हो जाती है, जिससे उन अनुप्रयोगों में कुल परियोजना लागत 20-40 प्रतिशत कम हो जाती है।

C2000 को C276 से क्या भिन्न बनाता है?

C2000 को Cr-Mo बेस (23Cr-16Mo) में 1.0{2}}1.6 प्रतिशत तांबा जोड़कर 'सार्वभौमिक' निकल मिश्र धातु के रूप में इंजीनियर किया गया था, जो ऑक्सीकरण और कम करने वाले दोनों वातावरणों के लिए एक साथ प्रतिरोध प्रदान करता है, जबकि C276 की कम Cr सामग्री (15 प्रतिशत) और Cu की कमी इसे केवल पर्यावरण को कम करने में उत्कृष्ट बनाती है लेकिन ऑक्सीकरण या मिश्रित एसिड धाराओं में संघर्ष करती है।

हेन्स इंटरनेशनल ने 1990 के दशक में विशेष रूप से C276 की एक महत्वपूर्ण कमी को संबोधित करने के लिए C2000 विकसित किया: ऑक्सीकरण एसिड वातावरण में इसका खराब प्रदर्शन। 14.5-16.5 प्रतिशत सीआर के साथ सी276 नाइट्रिक एसिड (एचएनओ3) जैसे जोरदार ऑक्सीकरण वाले मीडिया या मिश्रित एसिड धाराओं में जहां ऑक्सीकरण और कम करने वाली प्रजातियां सह-अस्तित्व में हैं, एक स्थिर निष्क्रिय फिल्म नहीं बना सकती हैं।

समाधान यह था कि Cr को 22-24 प्रतिशत (625 के स्तर के समान) तक बढ़ाया जाए और 1.0-1.6 प्रतिशत Cu जोड़ा जाए, जो सल्फ्यूरिक एसिड और मिश्रित ऑक्सीकरण-कम करने वाले मीडिया के प्रतिरोध में नाटकीय रूप से सुधार करता है। C2000 में कोई टंगस्टन नहीं है (C276 के 3-4.5 प्रतिशत W के विपरीत), जो इसकी लागत को कम करता है और इसकी माइक्रोस्ट्रक्चर को सरल बनाता है लेकिन शुद्ध कम करने वाले एसिड चरम में इसके प्रदर्शन को थोड़ा कम कर देता है। C2000 में तांबे का मिश्रण दो तंत्रों के माध्यम से काम करता है: (1) यह सल्फ्यूरिक एसिड में मिश्र धातु की क्षमता को बढ़ाता है, इसे कम एसिड सांद्रता पर निष्क्रिय क्षेत्र में स्थानांतरित करता है; और (2) यह कॉपर सल्फाइड फिल्म बनाता है जो मिश्रित एसिड वातावरण में हमले का प्रतिरोध करता है। परिणाम एक मिश्र धातु है जिसे हेन्स द्वारा 'सबसे सार्वभौमिक संक्षारण प्रतिरोधी गढ़ा निकल मिश्र धातु उपलब्ध' के रूप में वर्णित किया गया है, जबकि C276 शुद्ध कम करने वाले एसिड और सबसे गंभीर खट्टा सेवा के लिए मानक बना हुआ है।

स्रोत: हेन्स इंटरनेशनल सी2000 तकनीकी बुलेटिन एच-2014; सी276 तकनीकी बुलेटिन एच-2002; पेपर CORROSION 2000, NACE में प्रस्तुत किया गया।

C2000 और C276 के बीच रसायन शास्त्र में क्या अंतर हैं?

C2000 में C276 की तुलना में काफी अधिक क्रोमियम (22-24 प्रतिशत बनाम 14.5-16.5 प्रतिशत) और थोड़ा अधिक मोलिब्डेनम (15-17 प्रतिशत बनाम 15-17 प्रतिशत) है, साथ ही महत्वपूर्ण 1.0-1.6 प्रतिशत तांबा है, जबकि C276 में 3-4.5 प्रतिशत टंगस्टन है जो C2000 में नहीं है, जिससे C2000 ऑक्सीकरण मीडिया के लिए अनुकूलित है और मीडिया को कम करने के लिए C276 अनुकूलित।

C2000 और C276 के बीच रसायन विज्ञान की तुलना से ऑक्सीकरण और एसिड प्रतिरोध को कम करने के बीच मूलभूत व्यापार का पता चलता है। क्रोमियम प्राथमिक निष्क्रिय तत्व है: C2000 का 22-24 प्रतिशत Cr, C276 के 14.5-16.5 प्रतिशत Cr से 50 प्रतिशत अधिक है, और यह उच्च Cr वह है जो C2000 को नाइट्रिक एसिड और फेरिक क्लोराइड जैसे ऑक्सीकरण मीडिया में एक स्थिर निष्क्रिय फिल्म बनाए रखने में सक्षम बनाता है। दोनों मिश्रधातुओं में मोलिब्डेनम की मात्रा समान (15-17 प्रतिशत) है, जो दोनों मामलों में क्लोराइड पिटिंग और दरार संक्षारण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदान करती है।

महत्वपूर्ण विभेदक तत्व तांबा है: C2000 का 1.0-1.6 प्रतिशत Cu जोड़ प्रमुख नवाचार है जो सल्फ्यूरिक एसिड और मिश्रित एसिड धाराओं में प्रदर्शन में सुधार करता है। C276 का टंगस्टन (3-4.5 प्रतिशत) शुद्ध कम करने वाले वातावरण में अतिरिक्त पिटिंग प्रतिरोध प्रदान करता है लेकिन C2000 में मौजूद नहीं है। दोनों मिश्रधातुओं में कार्बन अत्यंत कम है (C276 के लिए 0.010 अधिकतम, C2000 के लिए 0.015 अधिकतम), जो वेल्डिंग के दौरान संवेदीकरण को रोकता है। दोनों मिश्रधातुओं में नाइओबियम या टाइटेनियम की कोई मिलावट नहीं है, जिससे माइक्रोस्ट्रक्चर पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक और एकल-चरण समाधान-एनील्ड रहता है।

तालिका 1. रासायनिक संरचना तुलना (एएसटीएम बी575 / हेन्स विशिष्टताएँ)

स्रोत: एएसटीएम बी575-24; हेन्स इंटरनेशनल एच-2002 (सी276) और एच-2014 (सी2000); UNS N10200 और N10276 रजिस्ट्री।

यांत्रिक गुणों और तापमान सीमाओं की तुलना कैसे की जाती है?

C2000 और C276 में कमरे के तापमान के यांत्रिक गुण बहुत समान हैं (उपज 283- 310 MPa, तन्यता 690-760 MPa, बढ़ाव 40-45 प्रतिशत), लेकिन C2000 में क्रोमियम की मात्रा थोड़ी अधिक है जो इसे सल्फर युक्त वातावरण में 400 डिग्री C से ऊपर भंगुर होने के लिए अधिक संवेदनशील बनाती है, जबकि दोनों मिश्र धातु समान अधिकतम सेवा तापमान साझा करते हैं। स्वच्छ हवा.

C2000 और C276 दोनों कमरे के तापमान पर समान यांत्रिक गुणों के साथ एनील्ड ऑस्टेनिटिक निकल मिश्र धातु हैं। दोनों मिश्रधातुओं के लिए उपज शक्ति (0.2 प्रतिशत ऑफसेट) घोल में एनील्ड स्थिति में प्लेट और शीट के लिए 283{6}}310 एमपीए रेंज में है। दोनों के लिए तन्यता ताकत 690-760 एमपीए है। दोनों मिश्रधातुओं के लिए बढ़ाव 40-45 प्रतिशत पर उत्कृष्ट है, जो उनके ऑस्टेनिटिक एकल-चरण माइक्रोस्ट्रक्चर को दर्शाता है।

दोनों के लिए कठोरता 85-95 एचआरबी पर समान है। मुख्य अंतर ऊंचे तापमान पर दिखाई देता है: C2000 अपनी उच्च सीआर सामग्री (22 - 24 प्रतिशत) के साथ सल्फर युक्त वातावरण को कम करने में उच्च तापमान वाले सल्फर हमले के प्रति अधिक संवेदनशील है, C276 के लिए 450 डिग्री C की तुलना में H2S युक्त सेवा में अधिकतम 400 डिग्री C की सिफारिश की जाती है।

स्वच्छ हवा में, दोनों मिश्रधातुओं का अधिकतम सेवा तापमान लगभग 1040 डिग्री सेल्सियस होता है। थकान प्रतिरोध दोनों मिश्रधातुओं के लिए समान होता है, और दोनों में क्रायोजेनिक तापमान पर -196 डिग्री सेल्सियस तक उत्कृष्ट प्रभाव क्रूरता होती है। कोई भी मिश्रधातु वर्षा नहीं होती है -कठोर होने योग्य, इसलिए समाधान-एनील्ड स्थिति से परे गर्मी उपचार के माध्यम से ताकत नहीं बढ़ाई जा सकती है।

तालिका 2. यांत्रिक गुणों की तुलना (समाधान एनील्ड, कमरे का तापमान)

स्रोत: एएसटीएम बी575-24; हेन्स इंटरनेशनल एच-2002 और एच-2014 डेटाशीट; एएसएमई बीपीवीसी अनुभाग II भाग डी (2023)।

C2000 और C276 सल्फ्यूरिक एसिड में कैसा प्रदर्शन करते हैं?

C2000, 10 से 96 प्रतिशत तक की संपूर्ण सांद्रता रेंज में सल्फ्यूरिक एसिड में C276 से काफी बेहतर प्रदर्शन करता है, जहां अधिकांश H2SO4 प्रक्रिया उपकरण संचालित होते हैं, वहां महत्वपूर्ण 10-60 प्रतिशत रेंज में संक्षारण दर आमतौर पर 3-10 गुना कम होती है।

सल्फ्यूरिक एसिड सबसे आम औद्योगिक एसिड है और C276 की तुलना में C2000 के लिए सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है। इसका कारण H2SO4 में प्रत्येक मिश्र धातु का एनोडिक ध्रुवीकरण व्यवहार है। निम्न से मध्यम सांद्रता (10-60 प्रतिशत H2SO4) और 50-100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, C276 अपनी उच्च Mo सामग्री और Cu की अनुपस्थिति के साथ अपेक्षाकृत उच्च संक्षारण दर पर सक्रिय संक्षारण क्षेत्र में रहता है। C2000 अपने Cu अतिरिक्त के साथ इन स्थितियों में निष्क्रिय क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाता है, जिससे संक्षारण दर नाटकीय रूप से कम हो जाती है।

हेन्स इंटरनेशनल इज़ोटेर्मल संक्षारण डेटा (एच-2014) से पता चलता है कि 10 प्रतिशत H2SO4 में 80 डिग्री सेल्सियस पर, C2000 0.01-0.05 मिमी/वर्ष पर संक्षारित होता है जबकि C276 0.05-0.15 मिमी/वर्ष पर संक्षारणित होता है। 50 प्रतिशत H2SO4 में 80 डिग्री सेल्सियस पर, C2000 0.02-0.08 मिमी/वर्ष पर संक्षारित होता है जबकि C276 0.20-0.50 मिमी/वर्ष पर संक्षारणित होता है। 100 डिग्री सेल्सियस पर 96 प्रतिशत (धूम्रपान) एच2एसओ4 में, दोनों मिश्रधातुएं अच्छा प्रदर्शन करती हैं (0.05 मिमी/वर्ष से कम) लेकिन सी2000 थोड़ी बढ़त बनाए रखता है। यह C2000 को पूरे रासायनिक प्रसंस्करण उद्योग में सल्फ्यूरिक एसिड कूलिंग कॉइल्स, अवशोषण टावरों, एसिड कंसंट्रेटर्स और अचार लाइनों के लिए पसंदीदा विकल्प बनाता है।

तालिका 3. सल्फ्यूरिक एसिड में संक्षारण दर (मिमी प्रति वर्ष)

स्रोत: हेन्स इंटरनेशनल एच-2002 और एच-2014 इज़ोटेर्मल जंग डेटा; एएसटीएम जी28 विधि ए; एकत्रित रासायनिक संयंत्र अनुभव 1995-2020।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड में C2000 और C276 की तुलना कैसे की जाती है?

C276 सभी तापमानों पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड की सभी सांद्रता के लिए पसंदीदा विकल्प है क्योंकि इसकी उच्च Mo और W सामग्री एचसीएल के सक्रिय संक्षारण तंत्र को बेहतर प्रतिरोध प्रदान करती है, जबकि C2000 पतला एचसीएल (5 प्रतिशत से नीचे) में पर्याप्त रूप से प्रदर्शन करता है लेकिन ऊंचे तापमान पर केंद्रित एचसीएल के लिए अनुशंसित नहीं है।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एचसीएल) निकल मिश्र धातुओं के लिए सबसे आक्रामक कम करने वाला एसिड है क्योंकि क्लोराइड आयन आक्रामक रूप से निष्क्रिय फिल्म पर हमला करते हैं, और मो प्राथमिक बचाव है। C276 और C2000 दोनों में समान Mo सामग्री (15-17 प्रतिशत) है, लेकिन C276 में W (3-4.5 प्रतिशत) के रूप में एक अतिरिक्त रक्षा तंत्र है, जो HCl में निष्क्रियता में योगदान देता है। C2000 में कोई W नहीं है और उच्च Cr सामग्री है, जो HCl के दृढ़ता से कम करने वाले वातावरण में मदद नहीं करती है।

1 प्रतिशत एचसीएल को उबालने पर, C2000 0.05-0.15 मिमी/वर्ष पर संक्षारित होता है, C276 के 0.03-0.10 मिमी/वर्ष के समान। 5 प्रतिशत एचसीएल को उबालने पर, C2000 0.20-0.50 मिमी/वर्ष पर संक्षारित होता है जबकि C276 0.50-1.00 मिमी/वर्ष पर (C276 इस सांद्रता में थोड़ा खराब है क्योंकि C276 में उच्च Cr मदद नहीं करता है)। 80 डिग्री सेल्सियस पर 10 प्रतिशत एचसीएल में, सी2000 0.10-0.30 मिमी/वर्ष पर संक्षारित होता है जबकि सी276 0.20-0.50 मिमी/वर्ष पर संक्षारित होता है (C2000 वास्तव में इसके Cu संयोजन के कारण यहां बेहतर है)।

हालाँकि, ऊंचे तापमान पर सांद्रित एचसीएल (20-37 प्रतिशत) में, W जोड़ और उच्च Mo प्रभावशीलता के साथ C276 मानक विकल्प है, और C2000 की अनुशंसा नहीं की जाती है। एचसीएल सेवा के लिए, मानक उद्योग मार्गदर्शन है: पतला ठंडा एचसीएल (5 प्रतिशत से कम, 50 डिग्री सेल्सियस से नीचे) या तो मिश्र धातु स्वीकार्य है; मध्यम एचसीएल (5-15 प्रतिशत, 50-80 डिग्री सेल्सियस) सी276 को प्राथमिकता दी जाती है; सांद्रित एचसीएल (20 प्रतिशत से अधिक, कमरे से ऊपर का कोई भी तापमान) सी276 आवश्यक है।

तालिका 4. हाइड्रोक्लोरिक एसिड में संक्षारण दर (मिमी प्रति वर्ष)

स्रोत: हेन्स इंटरनेशनल एच-2002 और एच-2014; एएसएम हैंडबुक वॉल्यूम . 13ए करप्शन (2003); रासायनिक संयंत्र क्षेत्र डेटा.

नाइट्रिक एसिड और मिश्रित एसिड वातावरण में उनकी तुलना कैसे की जाती है?

C2000 अपने 22-24 प्रतिशत Cr के साथ नाइट्रिक एसिड में C276 से काफी बेहतर प्रदर्शन करता है और मिश्रित एसिड वातावरण के लिए स्पष्ट विकल्प है जहां ऑक्सीकरण और कम करने वाली प्रजातियां सह-अस्तित्व में हैं, जबकि C276 HNO3 में खराब प्रदर्शन करता है और इसे मिश्रित एसिड धाराओं के लिए निर्दिष्ट नहीं किया जाना चाहिए।

नाइट्रिक एसिड (HNO3) एक दृढ़ता से ऑक्सीकरण करने वाला एसिड है, और क्रोमियम प्राथमिक निष्क्रिय तत्व है। C2000 22-24 प्रतिशत Cr के साथ केवल 14.5-16.5 प्रतिशत Cr के साथ C276 की तुलना में HNO3 में अधिक स्थिर निष्क्रिय फिल्म बनाता है। 65 प्रतिशत HNO3 को उबालने पर C2000 0.10-0.30 मिमी/वर्ष पर संक्षारित होता है जबकि C276 0.50-1.00 मिमी/वर्ष पर संक्षारित होता है। यह अंतर मिश्रित एसिड धाराओं से जुड़ी प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है, जो रासायनिक उद्योग में सबसे चुनौतीपूर्ण संक्षारण वातावरण में से एक हैं। मिश्रित एसिड वातावरण (जैसे कि स्टेनलेस स्टील अचार बनाने में उपयोग किया जाने वाला HF-HNO3 मिश्रण, या उर्वरक उत्पादन में H2SO4-HNO3 मिश्रण) में एक साथ ऑक्सीकरण और कम करने वाली दोनों प्रजातियाँ होती हैं।

C276 जो पर्यावरण को कम करने में उत्कृष्टता रखता है, वास्तव में ऑक्सीकरण स्थितियों में आक्रामक रूप से हमला किया जाता है क्योंकि इसकी सीआर सामग्री निष्क्रिय फिल्म को बनाए रखने के लिए अपर्याप्त है। C2000 अपने उच्च Cr और Cu परिवर्धन के साथ इन मिश्रित वातावरणों को खूबसूरती से संभालता है। एक्वा रेजिया (3HCl-1HNO3) में, C2000 कमरे के तापमान पर 0.10-0.30 मिमी/वर्ष पर संक्षारित होता है जबकि C276 0.50-1.50 मिमी/वर्ष पर संक्षारणित होता है। मिश्रित HF-HNO3 अचार समाधान में 60 डिग्री सेल्सियस पर, C2000 0.05-0.15 मिमी/वर्ष पर संक्षारित होता है जबकि C276 0.50-1.00 मिमी/वर्ष पर संक्षारणित होता है। ये अंतर C2000 को अचार बनाने वाले उपकरण, मिश्रित एसिड रिएक्टर और उर्वरक संयंत्र प्रक्रिया इकाइयों के लिए मानक विकल्प बनाते हैं।

तालिका 5. नाइट्रिक एसिड और मिश्रित एसिड वातावरण में संक्षारण दर

स्रोत: हेन्स एच-2002 और एच-2014; एएसटीएम जी28 विधि ए; अचार बनाना और भूतल उपचार पुस्तिका; उर्वरक उद्योग सामग्री पुस्तिका।

वे NACE MR0175 प्रति खट्टा सेवा (H2S + क्लोराइड) में तुलना कैसे करते हैं?

C276 और C2000 दोनों को खट्टा सेवा के लिए NACE MR0175/ISO 15156 के तहत अनुमोदित किया गया है, और दोनों गंभीर खट्टे वातावरण में उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं, लेकिन C276 सबसे गंभीर स्थितियों (HCl उपस्थिति, 1 MPa से ऊपर बहुत उच्च H2S आंशिक दबाव) के लिए अधिक रूढ़िवादी विकल्प है, जबकि C2000 HCl के बिना खट्टे वातावरण के लिए उत्कृष्ट है।

खट्टा सेवा तेल और गैस वातावरण को संदर्भित करती है जिसमें उत्पादित पानी में H2S घुल जाता है, जो अतिसंवेदनशील मिश्र धातुओं में सल्फाइड तनाव क्रैकिंग (एसएससी), हाइड्रोजन प्रेरित क्रैकिंग (एचआईसी), और तनाव उन्मुख एचआईसी (एसओएचआईसी) का कारण बन सकता है। C276 और C2000 दोनों को NACE MR0175/ISO 15156 में सूचीबद्ध किया गया है, जो सॉल्यूशन में खट्टा सेवा के लिए स्वीकार्य हैं। C276 सबसे गंभीर अम्लीय वातावरण में अधिक स्थापित विकल्प है, विशेष रूप से जहां उत्पादित पानी में HCl मौजूद है या जहां H2S आंशिक दबाव 1 MPa से अधिक है।

C276 में टंगस्टन सामग्री इन चरम स्थितियों में सुरक्षा का एक अतिरिक्त मार्जिन प्रदान करती है। C2000 को खट्टा सेवा के लिए अनुमोदित किया गया है, लेकिन आम तौर पर तब निर्दिष्ट किया जाता है जब प्राथमिक चिंता न केवल H2S है, बल्कि अम्लीय घटक (जैसे कि कार्बनिक एसिड के साथ CO2) भी है जो मिश्रित एसिड की स्थिति पैदा करते हैं। व्यवहार में, C2000 का उपयोग खट्टा गैस प्रसंस्करण उपकरण में सफलतापूर्वक किया गया है जहां गैस में कार्बनिक अम्लों के साथ H2S और CO2 दोनों होते हैं, जो एक मिश्रित एसिड वातावरण है जहां C2000 का Cu अतिरिक्त बेहतर प्रतिरोध प्रदान करता है।

दोनों मिश्रधातुओं को एनएसीई आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए 35 एचआरसी से कम की घोल वाली स्थिति और कठोरता की आवश्यकता होती है। एचसीएल मौजूद (जैसे एसिड गैस हटाने वाली इकाइयाँ या एसिड उत्तेजना संचालन) वाले सबसे आक्रामक खट्टे वातावरण के लिए, C276 मानक उद्योग की पसंद बना हुआ है।

तालिका 6. खट्टा सेवा तुलना (एनएसीई एमआर0175/आईएसओ 15156)

स्रोत: एनएसीई एमआर0175/आईएसओ 15156 भाग 3 (2020); हेन्स इंटरनेशनल C2000 और C276 सॉर सर्विस बुलेटिन।

C2000 और C276 को कैसे वेल्ड किया जाना चाहिए?

C2000 और C276 दोनों को मिलान वाले ERNiCrMo - प्रकार के भराव धातुओं (C276 के लिए ERNiCrMo-10, C2000 के लिए ERNiCrMo-14) और सख्त ताप इनपुट नियंत्रण के साथ GTAW की आवश्यकता होती है, लेकिन C2000 अपनी उच्च Cr सामग्री के कारण थोड़ा अधिक क्षमाशील है, जबकि C276 HAZ में इंटरमेटेलिक चरणों की वर्षा के प्रति अधिक संवेदनशील है।

C2000 और C276 उपकरणों के निर्माण में वेल्डिंग एक महत्वपूर्ण कदम है क्योंकि यदि ताप इनपुट को नियंत्रित नहीं किया जाता है तो दोनों मिश्रधातुएँ ताप {{2} प्रभावित क्षेत्र (HAZ) हमले के लिए अतिसंवेदनशील होती हैं। C276 अपनी उच्च Mo और W सामग्री के कारण दो मिश्र धातुओं में से अधिक संवेदनशील है, जो 600-1100 डिग्री C रेंज में म्यू चरण और P चरण की वर्षा को बढ़ावा देता है। C276 के लिए अनुशंसित ताप इनपुट 0.5-1.5 kJ/mm है, इंटरपास तापमान 93 डिग्री C से नीचे है, और कोई प्रीहीट नहीं है। C2000 अपने उच्च Cr और Cu परिवर्धन के साथ वेल्डिंग गर्मी के प्रति थोड़ा अधिक सहनशील है, लेकिन समान सख्त नियंत्रण की सिफारिश की जाती है: 0.5-1.5 kJ/mm ताप इनपुट, 120 डिग्री C से नीचे इंटरपास।

C276 के लिए, भराव धातु ERNiCrMo-10 (AWS A5.14, UNS N06059) या ERNiCrMo-4 (UNS N10276) है। ERNiCrMo-10 में ERNiCrMo-4 की तुलना में कम Cr है लेकिन यह C276 के संक्षारण प्रतिरोध के लिए बेहतर मेल है। C2000 के लिए, भराव धातु ERNiCrMo-14 (AWS A5.14, UNS N06200) है, जिसे विशेष रूप से C2000 के लिए विकसित किया गया था और इसकी संरचना 23Cr-16Mo-1.5Cu से मेल खाती है। ERNiCrMo-14 C2000 के लिए पसंदीदा भराव है और वेल्ड धातु में संक्षारण प्रतिरोध के लिए सबसे अच्छा मिलान प्रदान करता है। पतले खंडों में किसी भी मिश्र धातु के लिए पोस्ट-वेल्ड ताप उपचार की आवश्यकता नहीं होती है; मोटे वर्गों के लिए, 1120-1175 डिग्री सेल्सियस (सी276) या 1121-1177 डिग्री सेल्सियस (सी2000) पर समाधान एनीलिंग के बाद तेजी से पानी बुझाने से इष्टतम गुण बहाल हो जाते हैं।

तालिका 7. C276 और C2000 के लिए वेल्डिंग पैरामीटर

स्रोत: हेन्स इंटरनेशनल सी276 और सी2000 वेल्डिंग गाइड; AWS D1.6 स्ट्रक्चरल वेल्डिंग कोड; एएसएमई अनुभाग IX; एडब्ल्यूएस ए5.14/ए5.14एम।

C2000 बनाम C276: कब कौन सा मिश्र धातु चुनें?

शुद्ध अपचायक अम्लों के लिए C276 चुनें (किसी भी सांद्रता में HCl, 10 प्रतिशत से कम पतला H2SO4) और HCl उपस्थिति के साथ गंभीर खट्टापन; सल्फ्यूरिक एसिड (10-96 प्रतिशत), नाइट्रिक एसिड, मिश्रित एसिड वातावरण, एक्वा रेजिया और CO2 प्लस कार्बनिक एसिड के साथ खट्टा सेवा के लिए C2000 चुनें; जब दोनों के बीच संदेह हो, तो C2000 अधिक सार्वभौमिक विकल्प है।

C2000 और C276 के बीच चयन लागत या आदत के बजाय विशिष्ट संक्षारक वातावरण द्वारा संचालित होना चाहिए। नीचे दी गई निर्णय रूपरेखा प्रत्येक अनुप्रयोग में प्रमुख संक्षारण तंत्र पर आधारित है: यदि पर्यावरण पूरी तरह से कम कर रहा है (कोई ऑक्सीकरण प्रजाति नहीं है), तो C276 अपने उच्च W और सिद्ध ट्रैक रिकॉर्ड के साथ मानक है; यदि पर्यावरण ऑक्सीकरण या मिश्रित हो रहा है, तो C2000 अपने उच्च Cr और Cu के साथ एकमात्र विश्वसनीय विकल्प है। मिश्रित एसिड वातावरण के लिए, विकल्प स्पष्ट है: इन दो मिश्र धातुओं के बीच C2000 एकमात्र व्यवहार्य विकल्प है।

उत्पादित पानी में एचसीएल के साथ खट्टा सेवा के लिए, सी276 को प्राथमिकता दी जाती है; एचसीएल के बिना लेकिन CO2 और कार्बनिक अम्लों के साथ खट्टा सेवा के लिए, C2000 अक्सर बेहतर विकल्प होता है। जब दोनों मिश्रधातुएँ तकनीकी रूप से स्वीकार्य होती हैं (उदाहरण के लिए, कम तापमान पर पतला एसिड), C276 की कम लागत और लंबा ट्रैक रिकॉर्ड इसे डिफ़ॉल्ट विकल्प बनाता है। C276 पर C2000 का 15-25 प्रतिशत लागत प्रीमियम केवल तभी उचित है जब C2000 के विशिष्ट लाभ (ऑक्सीकरण/मिश्रित एसिड प्रतिरोध) की आवश्यकता होती है।

तालिका 8. निर्णय मैट्रिक्स: C2000 बनाम C276

स्रोत: हेन्स इंटरनेशनल एच-2002 और एच-2014; एएसएम हैंडबुक वॉल्यूम. 13ए; समग्र रासायनिक प्रसंस्करण उद्योग का अनुभव 1995-2025।

केस स्टडी: फॉस्फोरिक एसिड कंसन्ट्रेटर को C276 से C2000 तक अपग्रेड करना

मध्य पूर्व के एक उर्वरक संयंत्र ने 2018 में अपने फॉस्फोरिक एसिड सांद्रक आंतरिक को C276 से C2000 में अपग्रेड किया, जिससे वार्षिक संक्षारण संबंधित रखरखाव लागत में 55 प्रतिशत की कमी आई और टर्नअराउंड अंतराल को 2 साल से 4 साल तक बढ़ाया गया, जिससे 14 महीने के भीतर 18 प्रतिशत सामग्री लागत प्रीमियम को उचित ठहराया गया।

संयंत्र एक फॉस्फोरिक एसिड (H3PO4) सांद्रक का संचालन करता है जो 90°C के तापमान पर एसिड सांद्रता को 30% से बढ़ाकर 54% से 54% 58% तक बढ़ा देता है। इस प्रक्रिया में गीली-प्रक्रिया फॉस्फोरिक एसिड फीडस्टॉक से फ्लोराइड अशुद्धियों (50-16% 200 पीपीएम F-) युक्त अत्यधिक संक्षारक एसिड की एक साथ एकाग्रता, वाष्पीकरण और परिसंचरण शामिल है। सांद्रक बॉडी, हीटिंग ट्यूब और एसिड वितरक आंतरिक के लिए मूल विनिर्देश C276 था। 6 वर्षों की सेवा (2012-2018) के बाद, निरीक्षण से पता चला कि वाष्प अनुभाग में C276 घटक मध्यम सामान्य क्षरण (0.10-0.20 मिमी/वर्ष) और वाष्प-तरल इंटरफ़ेस पर कभी-कभी गड्ढे से पीड़ित थे।

जब एसिड सांद्रता 45 प्रतिशत से अधिक हो गई तो संक्षारण दर में काफी वृद्धि हुई। विफलता विश्लेषण से पता चला कि गीले प्रक्रिया एसिड में फ्लोराइड अशुद्धियों ने गर्म सांद्र एसिड की ऑक्सीकरण प्रकृति के साथ मिलकर एक मिश्रित ऑक्सीकरण कम करने वाला वातावरण बनाया जो C276 के लिए सीमांत था। 2018 टर्नअराउंड में, प्लांट ने वाष्प अनुभाग आंतरिक को C2000 (UNS N10200) ट्यूब शीट, वितरक प्लेट और सपोर्ट हार्डवेयर से बदल दिया। ऑपरेशन के 4 साल (2018-2022) के बाद, निरीक्षण में बिना किसी गड्ढे के केवल 0.01-0.03 मिमी/वर्ष की सामान्य संक्षारण दर दिखाई गई, जो उसी सेवा में C276 की तुलना में 6 गुना सुधार दर्शाता है। वार्षिक रखरखाव लागत 340,000 डॉलर से घटकर 153,000 डॉलर हो गई। 18 प्रतिशत का सामग्री प्रीमियम (3 टन के लिए लगभग 45,000 डॉलर अतिरिक्त लागत) अकेले कम रखरखाव के माध्यम से 14 महीनों में वसूल किया गया था।

स्रोत: जेएन अलॉय ग्राहक द्वारा प्रदान किया गया फ़ील्ड केस (अनाम); हेन्स C2000 फॉस्फोरिक एसिड अनुप्रयोग नोट; उर्वरक संयंत्र इंजीनियरिंग डेटा।

केस स्टडी: खट्टा गैस प्रसंस्करण संयंत्र मिश्रित एसिड अनुप्रयोग

एक मध्य एशियाई खट्टी गैस प्रसंस्करण सुविधा ने लीन एमाइन रीजेनरेटर ओवरहेड में H2S, CO2 और फॉर्मिक एसिड संदूषण के संयोजन को संभालने के लिए अपने एसिड गैस रिमूवल यूनिट (AGRU) अवशोषक आंतरिक के लिए C276 के स्थान पर C2000 का चयन किया, जिससे तीन साल के संक्षारण प्रेरित शटडाउन को समाप्त किया गया, जिसने C276 से सुसज्जित पूर्ववर्ती इकाई को प्रभावित किया था।

खट्टा गैस प्रसंस्करण संयंत्र 8 प्रतिशत एच 2 एस और 12 प्रतिशत सीओ 2 के साथ गैस को संसाधित करता है, एक दुबला अमीन समाधान का उत्पादन करता है जो एमाइन सॉल्वैंट्स के थर्मल गिरावट से एच 2 एस, सीओ 2, जल वाष्प और ट्रेस फॉर्मिक एसिड (एचसीओओएच) युक्त ओवरहेड को पुनर्जीवित करता है। रीजेनरेटर ओवरहेड कंडेनसर और डिमिस्टर इंटरनल्स मूल रूप से C276 से निर्मित किए गए थे।

केवल 18 महीने की सेवा के बाद, C276 डिमिस्टर सपोर्ट वायर मेश स्क्रीन में वेल्ड पर स्ट्रेस जंग क्रैकिंग के लक्षण दिखाई देने लगे, और कंडेनसर ट्यूबों में 0.30-0.50 मिमी/वर्ष की संक्षारण दर के साथ जमा पिटिंग दिखाई देने लगी। ओवरहेड स्ट्रीम में फॉर्मिक एसिड को मूल कारण के रूप में पहचाना गया था: फॉर्मिक एसिड एक कार्बनिक कम करने वाला एसिड है जो C276 की निष्क्रिय फिल्म पर हमला करता है, जबकि एक साथ मौजूद H2S और CO2 एक जटिल मिश्रित एसिड वातावरण बनाते हैं।

संक्षारण इंजीनियरिंग समीक्षा ने AGRU आंतरिक के लिए C276 को C2000 से बदलने की सिफारिश की। उच्च सीआर (23 प्रतिशत) से एच2एस-सीओ2 खट्टा सेवा को संभालने की उम्मीद की गई थी, जबकि सीयू अतिरिक्त (1.6 प्रतिशत) से फॉर्मिक एसिड हमले को दबाने की उम्मीद थी। C2000 (UNS N10200) डिमिस्टर तत्व, सपोर्ट हार्डवेयर और कंडेनसर ट्यूब 2019 में स्थापित किए गए थे। 5 साल के ऑपरेशन (2019-2024) के बाद, निरीक्षण से पता चलता है कि कोई दरार नहीं है, कोई गड्ढा नहीं है, और सामान्य संक्षारण दर 0.02 मिमी / वर्ष से कम है। संयंत्र में 5 साल की अवधि में AGRU संक्षारण से संबंधित शून्य अनियोजित शटडाउन हुआ है, जबकि C276 उपकरण के साथ प्रति वर्ष औसतन 1.2 अनियोजित शटडाउन हुआ है।

स्रोत: हेन्स सी2000 गैस प्रसंस्करण अनुप्रयोग नोट; एसपीई-195565-एमएस केस स्टडी (अनुकूलित); मध्य एशियाई खट्टी गैस सुविधा से फ़ील्ड डेटा।

C2000 और C276 को कौन से मानक नियंत्रित करते हैं?

C2000 और C276 समान ASTM उत्पाद फॉर्म मानकों (प्लेट के लिए B575, सीमलेस पाइप के लिए B622, वेल्डेड पाइप के लिए B619, बार के लिए B574, फिटिंग के लिए B366) को साझा करते हैं, दोनों ASME BPVC सेक्शन VIII डिवीजन 1 और NACE MR0175/ISO 15156 में स्वीकार किए जाते हैं, लेकिन C2000 में वर्तमान में इसका उत्पादन करने वाली कम मिलें हैं, जो आपूर्ति लीड समय को प्रभावित कर सकती हैं।

C2000 (UNS N10200) और C276 (UNS N10276) के लिए मानक ढाँचा काफी हद तक साझा किया गया है क्योंकि दोनों मिश्र धातुएँ हेस्टेलॉय C - निकल के परिवार {{5} मोलिब्डेनम {{6} क्रोमियम मिश्र धातु के अंतर्गत आती हैं। दोनों मिश्रधातुओं को कवर करने वाले प्रमुख एएसटीएम उत्पाद प्रपत्र मानक हैं: प्लेट, शीट और स्ट्रिप के लिए एएसटीएम बी575; सीमलेस पाइप और ट्यूब के लिए एएसटीएम बी622; वेल्डेड पाइप के लिए एएसटीएम बी619; वेल्डेड ट्यूब के लिए एएसटीएम बी626; बार और रॉड के लिए एएसटीएम बी574; फोर्जिंग के लिए एएसटीएम बी564; और बट-वेल्ड फिटिंग के लिए एएसटीएम बी366। एएसएमई बॉयलर और प्रेशर वेसल कोड सेक्शन II भाग डी दोनों मिश्रधातुओं के लिए घोल में 427 डिग्री सेल्सियस (800 डिग्री फारेनहाइट) तक स्वीकार्य तनाव मान प्रदान करता है। ASME सेक्शन VIII डिवीजन 1 दबाव पोत निर्माण के लिए दोनों मिश्र धातुओं की अनुमति देता है। एनएसीई एमआर0175/आईएसओ 15156 भाग 3 में 35 एचआरसी से कम कठोरता के साथ समाधान में खट्टा सेवा के लिए दोनों मिश्र धातुओं को सूचीबद्ध किया गया है।

एक महत्वपूर्ण व्यावहारिक अंतर आपूर्ति उपलब्धता है: C276 दुनिया भर में कई मिलों (हेन्स, वीडीएम, विशेष धातु और कई चीनी मिलों) द्वारा उत्पादित किया जाता है और सभी सामान्य आकारों में व्यापक रूप से स्टॉक किया जाता है। C2000 का उत्पादन मुख्य रूप से हेन्स इंटरनेशनल और सीमित संख्या में लाइसेंस प्राप्त मिलों द्वारा किया जाता है, जिससे इसे आमतौर पर कम स्टॉक किया जाता है और गैर-मानक आकारों के लिए 12 - 20 सप्ताह का लंबा समय लगता है। प्रोजेक्ट शेड्यूल के लिए, इस आपूर्ति अंतर को सामग्री खरीद योजना में शामिल किया जाना चाहिए।

तालिका 9. C2000 और C276 के लिए लागू मानक

स्रोत: एएसटीएम इंटरनेशनल 2024; एएसएमई बीपीवीसी 2023 संस्करण; एनएसीई एमआर0175/आईएसओ 15156-3:2020; हेन्स इंटरनेशनल।

C2000 बनाम C276 के स्वामित्व की कुल लागत क्या है?

हालाँकि C2000 में C276 की तुलना में 15-25 प्रतिशत सामग्री लागत प्रीमियम है, मिश्रित एसिड और खट्टा सेवा अनुप्रयोगों में C2000 कम रखरखाव, लंबे अंतराल और अनिर्धारित डाउनटाइम के उन्मूलन के माध्यम से 20-वर्ष की कुल लागत को 40-60 प्रतिशत कम करता है।

TCO विश्लेषण अनुप्रयोग विशिष्ट होना चाहिए क्योंकि C2000 बनाम C276 का सापेक्ष मूल्य संक्षारक वातावरण के आधार पर नाटकीय रूप से बदलता है। शुद्ध कम करने वाली एसिड सेवा में जहां C276 तकनीकी रूप से पर्याप्त है, C2000 का चयन करने से संक्षारण प्रतिरोध लाभ जोड़े बिना सामग्री लागत में 15-25 प्रतिशत की वृद्धि होगी, जिससे TCO में वृद्धि होगी। मिश्रित एसिड सेवा में जहां C276 सीमांत है, C2000 का चयन समय से पहले विफलता के जोखिम को समाप्त करता है और 40-60 प्रतिशत कम रखरखाव लागत प्रदान करता है।

फॉस्फोरिक एसिड सांद्रक (धारा 10) से केस अध्ययन यह दर्शाता है: 18 प्रतिशत सामग्री प्रीमियम कम रखरखाव के माध्यम से 14 महीनों में वसूल किया गया था। नीचे दी गई तालिका दो प्रतिनिधि 20-वर्षीय टीसीओ परिदृश्य दिखाती है: (1) एक मिश्रित एसिड रिएक्टर जहां सी2000 की आवश्यकता है, और (2) एक पतला एचसीएल हीट एक्सचेंजर जहां सी276 पर्याप्त है।

तालिका 10. 20-वर्ष टीसीओ तुलना: सी2000 बनाम सी276

स्रोत: जेएन मिश्र धातु इंजीनियरिंग विश्लेषण; समग्र रासायनिक संयंत्र रखरखाव लागत बेंचमार्क 2018-2024।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: क्या C2000 को मौजूदा उपकरणों में C276 के सीधे प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग किया जा सकता है?

उत्तर: C2000 अधिकांश वातावरणों में C276 को प्रतिस्थापित कर सकता है जहां C276 पर्याप्त रूप से प्रदर्शन कर रहा है या विफल हो रहा है, एक महत्वपूर्ण अपवाद के साथ: C2000 को केंद्रित HCl सेवा (20 प्रतिशत से ऊपर) में C276 को प्रतिस्थापित नहीं करना चाहिए जहां C276 एकमात्र व्यवहार्य विकल्प है। अन्य सभी वातावरणों में, C2000 कम से कम C276 के समान ही प्रदर्शन करेगा, और ऑक्सीकरण और मिश्रित एसिड वातावरण में यह काफी बेहतर प्रदर्शन करेगा। प्रतिस्थापन निर्णयों के लिए, एक संक्षारण इंजीनियर को तालिका 3-6 और 8 में डेटा के आधार पर विशिष्ट सेवा शर्तों की समीक्षा करनी चाहिए।

प्रश्न: C2000 का स्टॉक आमतौर पर C276 की तुलना में कम क्यों होता है?

उत्तर: C2000 को हेन्स इंटरनेशनल द्वारा 1990 के दशक में पेश किया गया था, लेकिन इसने कभी भी C276 के समान बाजार में प्रवेश हासिल नहीं किया, जो 1960 के दशक से सेवा में है और अधिकांश कम करने वाले एसिड अनुप्रयोगों के लिए डिफ़ॉल्ट विकल्प है। C276 का उत्पादन दुनिया भर में कई मिलों द्वारा किया जाता है और व्यापक रूप से मानक आकार में स्टॉक किया जाता है। C2000 का उत्पादन मुख्य रूप से हेन्स इंटरनेशनल द्वारा सीमित तीसरे पक्ष के उत्पादन के साथ किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप लंबे समय तक लीड समय (गैर-मानक आकारों के लिए 12 - 20 सप्ताह) और उच्च लागत होती है। प्रोजेक्ट शेड्यूल के लिए, C2000 की शीघ्र खरीद आवश्यक है।

प्रश्न: H2S सेवा में C2000 और C276 के लिए अधिकतम तापमान क्या है?

ए: एच2एस युक्त सेवा में 450 डिग्री सेल्सियस तक सी276 की सिफारिश की जाती है, जबकि 400 डिग्री सेल्सियस तक सी2000 की सिफारिश की जाती है। यह अंतर सी2000 की उच्च सीआर सामग्री के कारण है, जो इसे 400 डिग्री सेल्सियस से ऊपर उच्च तापमान सल्फर हमले के लिए अधिक संवेदनशील बनाता है। 232 डिग्री सेल्सियस (एनएसीई एमआर0175 ऊपरी सीमा) से नीचे की खट्टा सेवा के लिए, दोनों मिश्र धातुओं को तापमान के बिना अनुमोदित किया जाता है। समाधान में प्रतिबंध{{13}अनील्ड स्थिति।

प्रश्न: क्या समुद्री जल में C2000 C276 से बेहतर है?

उत्तर: हाँ, C2000 अपने उच्च Cr (23 प्रतिशत बनाम 15 प्रतिशत) और Cu अतिरिक्त (1.6 प्रतिशत) के साथ C276 की तुलना में गर्म समुद्री जल और छप क्षेत्रों में थोड़ा बेहतर प्रतिरोध प्रदान करता है। 80 डिग्री सेल्सियस पर समुद्री जल में, सी2000 आमतौर पर बिना किसी गड्ढे के 0.02 मिमी/वर्ष से कम सामान्य संक्षारण दर दिखाता है, जबकि सी276 मामूली गड्ढा दिखा सकता है। हालाँकि, समुद्री जल सेवा के लिए, मिश्र धातु 625, मिश्र धातु 254 एसएमओ, या सुपर ऑस्टेनिटिक ग्रेड आमतौर पर अधिक लागत प्रभावी होते हैं जब तक कि मिश्रित एसिड की स्थिति भी मौजूद न हो।

प्रश्न: क्या C2000 और C276 को एक दूसरे से वेल्ड किया जा सकता है?

उत्तर: हाँ, C2000 और C276 को ERNiCrMo-10 (UNS N06059) फिलर धातु का उपयोग करके एक दूसरे से वेल्ड किया जा सकता है, जिसमें दो आधार धातुओं के बीच मध्यवर्ती संरचना होती है। विशेष रूप से C2000 के लिए विकसित ERNiCrMo-14 (UNS N06200) फिलर का भी उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इसका Cr:Mo अनुपात थोड़ा अलग है। भिन्न C2000-से-C276 वेल्ड के लिए, ERNiCrMo-10 मानक अनुशंसा है। उत्पादन वेल्ड के लिए एएसएमई अनुभाग IX के अनुसार प्रक्रिया योग्यता आवश्यक है। परिणामी वेल्ड धातु में C276 और C2000 के बीच मध्यवर्ती गुण होंगे।

प्रश्न: C2000 का PREN क्या है और इसकी तुलना C276 से कैसे की जाती है?

A: C2000 का PREN (पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या) लगभग 65-70 है, जिसकी गणना Cr प्रतिशत (23) + 3.3 गुना Mo प्रतिशत (16) + 16 गुना N प्रतिशत (0), लगभग 65-70 के रूप में की जाती है। C276 का PREN लगभग 68 है, जिसकी गणना Cr प्रतिशत (15) + 3.3 गुना Mo प्रतिशत (16) + 3.3 गुना W प्रतिशत (3.75) + 16 गुना N प्रतिशत (0), लगभग 68 के रूप में की जाती है। दोनों मिश्र धातुओं में 65-70 रेंज में बहुत समान PREN मान हैं, जिसका अर्थ है कि उनके पास समान सैद्धांतिक क्लोराइड पिटिंग प्रतिरोध है। व्यवहार में C2000 और C276 के बीच प्रदर्शन अंतर मुख्य रूप से ऑक्सीकरण मीडिया के लिए Cr:Cu संतुलन द्वारा संचालित होता है, अकेले PREN द्वारा नहीं।