In settori che vanno dalla trasformazione chimica e dalla produzione di fertilizzanti alla raffinazione del petrolio e al trattamento dei rifiuti, la necessità di materiali in grado di resistere agli ambienti acidi aggressivi, soprattutto solforico (h₂so₄) Efosforico (H₃po₄) Acidi: è fondamentale.Lega 28 (UNS N08028), una lega inossidabile austenitica con elevato contenuto di nichel e cromo, offre una resistenza eccezionale alla corrosione uniforme e localizzata in questi ambienti difficili.

A differenza degli acciai inossidabili convenzionali o delle leghe di nichel di livello inferiore, la lega 28 fornisce superiore Resistenza alla corrosione intergranulare, fessura e resistenza alla corrosione intergranulare, pur mantenendo un'eccellente lavorabilità e saldabilità. Questo articolo esplora i meccanismi di prestazione del materiale nei mezzi acidi, con un focus su Affidabilità del processo nei sistemi di acido fosforico/solforico, e include i dati del tasso di corrosione in concentrazioni variabili.

Composizione chimica e design in lega

La lega 28 è progettata con un equilibrio ottimizzato di elementi in lega:

Le caratteristiche metallurgiche chiave includono:

• Alto Cr e Mo → forma un film passivo stabile, critico nei sistemi di acidi contenenti cloruro.

• Contenuto di nichel> 30% → Migliora la resistenza alla riduzione degli acidi e al cloruro SCC.

• Basso c e n → Riduce la sensibilizzazione e l'attacco intergranulare dopo il raggiungimento.

Questo equilibrio garantisce che la lega 28 si comporta bene sia in ambienti acidi ossidanti che riducenti, rare per una singola lega.

Comportamento di corrosione dell'acido solforico

L'acido solforico, specialmente in forme ad alta concentrazione o contaminata, è uno dei prodotti chimici industriali più corrosivi. Osservazioni chiave:

• Promuove H₂S₄ a bassa concentrazione (<20%) corrosione generale.

• La fascia media (20-60%) spesso causa Attacco localizzato, specialmente sotto calore e stagnazione.

• Crea ad alta concentrazione (> 80%) comportamento passivo a causa di effetti di disidratazione acida.

Questo comportamento passivo deriva dalla formazione di a Strato di ossido ricco di CR, rafforzato da MO contro la vaiolatura.

Prestazioni nei sistemi di acido fosforico

Nelle piante di fertilizzanti fosfato e unità di acido fosforico a processo a umido:

• H₃po₄ è spesso contaminato con fluoro, cloruri e solidi sospesi.

• Queste condizioni rappresentano un elevato rischio SCC per l'acciaio inossidabile di basso grado.

La lega 28 ha mostrato:

• Attacco trascurabile o attacco di fessura Nel 30-50% H₃PO₄ a 70-90 ° C.

• Nessun SCC nei test di immersione a lungo termine (ASTM G36).

• Eccellente compatibilità con l'evaporatore, il digestore e le apparecchiature cristallizzanti.

Inoltre, Aggiunte Cu Migliorare la resistenza della lega 28 nelle condizioni di acido misto che riducono l'ossidazione, spesso riscontrate nelle piante di fertilizzanti a più fasi.

Saldabilità e stabilità microstrutturale

A differenza di molte leghe ad alte prestazioni, la lega 28 è:

• Completamente saldabile Utilizzo di tecniche GTAW o SMAW standard.

• Compatibile con i metalli di riempimento come Ernicrmo-3 o Ernicrmo-10.

• Nessun trattamento termico post-salvato richiesto nella maggior parte delle condizioni di servizio.

L'analisi della microscopia delle articolazioni saldate mostra:

• Nessuna precipitazione in carburo o sensibilizzazione al limite del grano dopo la saldatura.

• Microstruttura austenitica stabile con distribuzione uniforme delle dimensioni del grano.

Queste caratteristiche rendono la lega 28 adatta per Riparazioni in loco e serbatoi e tubazioni su misura.

Applicazioni industriali

La lega 28 è usata in:

• Evaporatori, scambiatori di calore e reattori Nelle piante di acido fosforico.

• Unità di recupero acido speso nei sistemi di acido solforico.

• Tubo di trasferimento di calore in ambienti di acido termico (fino a 120 ° C).

• Tubazioni, gomiti e valvole in fanghi di fertilizzanti.

Caso di studio: in un'unità di alchilazione dell'acido solforico, in lega 28 tubi hanno mostrato Meno di 0,05 mm/anno di corrosione dopo 3 anni di attività, Superforming Letre 316L e 904L in condizioni identiche.

Confronto con altre leghe

Lega 28 occupa il punto debole per il costo delle prestazioni, offrendo una resistenza superiore sugli acciai inossidabili standard mentre sono più economici di superloys di alto contenuto di nichel Come C-276.

Considerazioni e limiti di progettazione

Sebbene versatile, la lega 28 ha alcune limitazioni:

• Non ideale sopra i 300 ° C a causa dei rischi di diffusione dei confini del grano.

• Evitare zone stagnanti per prevenire la corrosione della fessura negli acidi clorurati.

• In ambienti con Acido idrofluorico o combinazioni di ossidante ad alto contenuto, potrebbero essere necessarie opzioni a livello più alto come C-22.

Suggerimenti per il design:

• Mantenere la velocità del fluido> 1,5 m/s in condotte.

• Utilizzo giunti flangiati con fodera PTFE per sigillazione migliorata.

• Fare domanda a elettropolishing alle superfici interne per massimizzare la passività.

Prospettive future

Con una crescente enfasi su produzione di fertilizzanti verdi, Riciclaggio dell'acido dei rifiuti, E raffinazione minerale critica, La lega 28 dovrebbe:

• Espandersi in Produzione di fosfato a batteria sistemi.

• Essere applicato in lisciviazione dell'acido solforico di minerali delle terre rare.

• Essere usato in piante di concentrazione di acido economico circolare con elevata tolleranza all'impurità.

I nuovi sviluppi includono:

• Versioni microalloy sottili a sintonia per una resistenza al fluoruro ancora più elevata.

• Metodi di fabbricazione usando rivestimento legato all'esplosione su acciaio al carbonio per ridurre i costi.

La lega 28 è un materiale strategicamente ingegnerizzato che colma il divario tra leghe di corrosione a base di acciaio inossidabile e completamente a base di nichel. Suo Resistenza alla corrosione localizzata, specialmente negli ambienti di acido solforico e fosforico, lo rende ideale per le condizioni impegnative nei settori di fertilizzanti, chimici e raffinazione.

Combinando Stabilità a stato solido, facilità di fabbricazione e durata di lunga durata, La lega 28 non solo offre prestazioni economiche, ma fissa anche uno standard per l'affidabilità nei sistemi di gestione dell'acido industriale aggressivi.