Ein Bauunternehmer in der Nähe von Hamburg bestelltHastelloy C2000-Platte, 6 mm, für einen 40 %igen Schwefelsäuretank, 20 Jahre Lebensdauer. Die Frage in der Ausschreibung ist nicht, welche Legierung verwendet werden soll – das ist bereits geklärt –, sondern ob bei 6 mm nach gleichmäßiger Korrosion genügend Metall übrig bleibt. Die Antwort ist eine einfache Multiplikation, doch die meisten Käufer bleiben bei der Haynes-Korrosionsratentabelle stehen und wandeln sie nie in eine Wandstärkenzahl um. Diese Seite zeigt die Arithmetik.
Das Produkt in einer Tabelle
Tabelle 1 - Reihe mit Hastelloy C2000-Plattenspezifikationen (ASTM B575, lösungsgeglüht)
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Artikel |
Wert |
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UNS / W.Nr. |
N06200 / 2.4675 |
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Chemie |
Ni bal, Cr 22,0–24,0, Mo 15,0–17,0, Cu 1,3–1,9, Fe kleiner oder gleich 3,0, Co kleiner oder gleich 2,0, Mn kleiner oder gleich 0,50, Si kleiner oder gleich 0,08, C kleiner oder gleich 0,010, S kleiner oder gleich 0,010 |
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Mechanisch (Platte, Raumtemperatur) |
690 MPa Zugfestigkeit min. / 310 MPa Streckgrenze min. / 45 % Dehnung min |
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Dichte |
8,50 g/cm³ |
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Schmelzbereich |
1.370–1.410 Grad |
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Wärmebehandlung |
Lösungsglühen bei 1.050–1.150 Grad, schnelle Abkühlung |
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PREN |
~76 (Cr + 3.3Mo + 16N, N≈0) |
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Verwandte Standards |
B575 Platte/Blech/Streifen; B619 geschweißtes Rohr; B622 nahtloses Rohr; B366-Armaturen |
Die Chemie ist das Produkt. Der Chromgehalt von 22–24 % widersteht oxidierenden Säuren, der Molybdängehalt von 15–17 % reduziert reduzierende Chloride und der Kupfergehalt von 1,3–1,9 % sorgt dafür, dass die Legierung schwefelsäurebeständig ist. Es ist der Cu-Zusatz, der in einem Datenblatt C2000 von C276 trennt.
Daten zur Korrosionsrate: der Ausgangspunkt
Haynes International veröffentlicht 24-Stunden-Eintauchdaten für lösungsgeglühtes C2000. Für die Schwefelsäurebemessung sind die relevanten Zeilen:
Tabelle 2 - Korrosionsrate von Hastelloy C2000-Platten in Schwefelsäure (mm/Jahr, lösungsgeglüht)
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H₂SO₄-Konzentration |
24 Grad |
50 Grad |
75 Grad |
100 Grad |
Kochen |
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10% |
<0.025 |
<0.025 |
<0.025 |
<0.025 |
0.09 |
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20% |
<0.025 |
<0.025 |
<0.025 |
0.03 |
0.18 |
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40% |
<0.025 |
<0.025 |
<0.025 |
0.05 |
0.42 |
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60% |
<0.025 |
<0.025 |
0.02 |
0.16 |
1.13 |
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80% |
<0.025 |
<0.025 |
0.07 |
0.37 |
0.91 |
|
96% |
<0.025 |
<0.025 |
<0.025 |
0.05 |
0.19 |
Hierbei handelt es sich um Laborwerte an sauberen Proben. Bei echten Tanks kommt es zu Schweißverfärbungen, Ablagerungen, Anlaufstörungen und gelegentlicher Chloridverschleppung. Ein Feldfaktor von 2–3× ist für das Design konservativ.
Die Korrosionszuschlagsformel
Für eine gleichmäßige Korrosion beträgt der erforderliche Korrosionszuschlag:
Korrosionszugabe (mm)=Korrosionsrate (mm/Jahr) × Auslegungslebensdauer (Jahr) × Feldfaktor
ASME VIII-1 legt den Feldfaktor nicht fest; es ist eine Projektentscheidung. Übliche Praxis für nicht entfernbare Prozessausrüstung istFeldfaktor=2.0und Designlebensdauer=20 Jahre. Wenn die Komponente prüfbar und austauschbar ist, kann ein Faktor von 1,5 akzeptiert werden.
Tabelle 3 - Beispiel für die Berechnung des Korrosionszuschlags: 40 % H₂SO₄, 75 Grad, 20 Jahre Lebensdauer
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Eingang |
Wert |
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Service |
40 % H₂SO₄, 75 Grad |
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C2000-Plattenlaborpreis |
<0.025 mm/y (use 0.025) |
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Feldfaktor |
2.0 |
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Designleben |
20 y |
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Erforderlicher Korrosionszuschlag |
0.025 × 20 × 2.0 = 1.0 mm |
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Strukturelles Minimum (Projekt) |
3.0 mm |
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Angegebene Nenndicke |
6.0 mm |
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Verbleibende Wand nach 20 Jahren |
6.0 − 1.0 = 5.0 mm |
Für diesen Fall sind 6 mm großzügig. Wenn die Temperatur jedoch auf siedende 40 %ige Säure ansteigt, springt die Rate auf 0,42 mm/Jahr und die erforderliche Toleranz beträgt 16,8 mm vor dem Feldfaktor. Deshalb kann die gleiche Säure bei zwei unterschiedlichen Temperaturen die Plattendicke um mehr als 10 mm verschieben.
C2000 vs. C276 vs. C22-Platte: Kosten pro mm Verlust
Der Korrosionszuschlag ist nur die halbe Entscheidung. Die andere Hälfte kostet jeder Millimeter verlorenes Metall, weil die Legierungen nicht im gleichen Maße korrodieren und nicht gleich viel kosten.
Tabelle 4 - Vergleich der Plattenlegierungen für den Einsatz in Schwefelsäure (Richtwert)
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Legierung |
UNS |
H₂SO₄ 40 %, 75-Grad-Rate (mm/Jahr) |
20-jährige Zulage, F=2 (mm) |
Relativer Plattenpreis |
Kosten pro mm Verlust (indexiert) |
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Hastelloy C2000 |
N06200 |
0.025 |
1.0 |
1.25 |
1.0 |
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Hastelloy C276 |
N10276 |
0.08 |
3.2 |
1.20 |
3.0 |
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Hastelloy C22 |
N06022 |
0.06 |
2.4 |
1.30 |
2.6 |
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904L |
N08904 |
0.50 |
20.0 |
0.35 |
Nicht lebensfähig |
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316L |
S31603 |
>2.0 |
>80 |
0.10 |
Nicht lebensfähig |
Die Tabelle ist vereinfacht – die tatsächlichen Raten variieren je nach Verunreinigungen, Durchfluss und Schweißzustand – aber die Botschaft ist klar: Bei heißer, reduzierender Schwefelsäure kann die niedrige Korrosionsrate von C2000 seinen höheren Grundpreis rechtfertigen, da der erforderliche Korrosionszuschlag geringer ist. Für den Einsatz von oxidierendem Chlorid verschiebt sich der Vergleich in Richtung C22. Bei reiner reduzierender HCl gewinnt häufig C276.
Salzsäuregrenze
C2000 verträgt HCl bei niedrigen Konzentrationen auch besser als C276, aber die Geschwindigkeit steigt schnell mit der Temperatur:
Tabelle 5 - Korrosionsrate der Hastelloy C2000-Platte in Salzsäure (mm/Jahr)
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HCl-Konzentration |
24 Grad |
50 Grad |
Kochen |
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1% |
<0.025 |
<0.025 |
0.05 |
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5% |
<0.025 |
0.05 |
0.13 |
|
10% |
<0.025 |
0.08 |
0.25 |
|
20% |
0.05 |
0.13 |
0.51 |
Für kochende 10 %ige HCl würde ein 20-Jahres-Zuschlag bei F=2 10 mm betragen. Aus diesem Grund tendiert der Einsatz von HCl bei über etwa 50 Grad dazu, dass das Design in Richtung C-22 oder B-3 und nicht zu C2000 tendiert, trotz der besseren Schwefelsäureleistung von C2000.
Spezifikationen, Größen und Preisspanne
C2000-Bleche werden typischerweise lösungsgeglüht und gebeizt geliefert3–50 mmdick in den Breiten 1.000/1.200/1.500/2.000 mm und Längen bis 6.000 mm. Kaltgewalzte Blechläufe0,5–6 mm. Die Toleranzen folgen ASTM B575 / ASTM A480. Der Richtpreis FOB China beträgt18–32 USD/kgje nach Dicke und Bestellmenge. Der Preis entspricht der Nickellinie zuzüglich der Molybdän- und Kobaltzuschläge.
FAQ
F: Was ist der Unterschied zwischen Hastelloy C2000- und C276-Platten?
A: C2000 fügt der Ni-Cr-Mo-Basis 1,3–1,9 % Kupfer hinzu, was die Beständigkeit gegenüber Schwefelsäure und einigen gemischten Säuren verbessert. C276 enthält mehr Molybdän (15–17 % gegenüber dem 15–17 % ähnlichen Band von C2000) und Wolfram, was eine bessere Beständigkeit gegenüber heißer Salzsäure bietet. Bei Schwefelsäure gewinnt normalerweise C2000; für HCl ist C276 oft die bessere Wahl.
F: Kann ich die Haynes-Korrosionsratenzahlen direkt in ASME VIII-1 verwenden?
A: Nein. Bei den veröffentlichten Zahlen handelt es sich um 24-Stunden-Laborimmersionswerte. Konstruktionsvorschriften erfordern einen Korrosionszuschlag, der Feldfaktoren, Schweißeffekte, Anlaufstörungen und Inspektionsintervalle berücksichtigt. Multiplizieren Sie den Laborpreis mit einem projektdefinierten Faktor, normalerweise 1,5–3,0.
F: Ist die Platte aus Hastelloy C2000 schweißbar?
A: Ja, im lösungsgeglühten Zustand mit passendem ERNiCrMo-17- oder ERNiCrMo-4-Zusatzwerkstoff, je nachdem, ob die Schweißnaht der C2000-Chemie entsprechen oder sich an C276 orientieren soll. Halten Sie die Temperatur zwischen den Lagen unter 150 Grad und verwenden Sie Argon als Schutzgas für die Wurzellagen.
F: Was sollte ich auf dem MTR für das C2000-Schild überprüfen?
A: Stellen Sie sicher, dass der Kohlenstoffgehalt höchstens 0,010 %, Kupfer 1,3–1,9 % und Molybdän 15,0–17,0 % beträgt und dass die Platte im lösungsgeglühten Zustand geliefert wird. Für kritische Säureanwendungen wird häufig ein G28A-Testergebnis für interkristalline Korrosion hinzugefügt.
F: Wann ist die C2000-Platte nicht die richtige Wahl?
A: Bei stark oxidierenden Chloriden wie Nasschlor oder Eisenchlorid übertreffen C22 oder C276 C2000. Für einen Langzeitbetrieb über etwa 650 Grad sind Nickelqualitäten in fester Lösung wie 600 oder 800H besser. Für reines Ätzmittel ist Nickel 201 die günstigere Wahl.
Wie können Sie mit uns zusammenarbeiten?
Beenden Sie Ihre Säurekonzentration, Temperatur, Lebensdauer und minimale Strukturdickemarket@htpipe.com. Wir liefern Hastelloy C2000-Platten gemäß ASTM B575, berechnen den Korrosionszuschlag anhand der veröffentlichten Tarifdaten und sagen Ihnen klar, ob C276- oder C22-Platten für Ihre Säure die Wahl mit den niedrigeren Lebenszykluskosten sind.
Unsere Adresse
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