Pochopenie materiálov mokrej časti: 316L, Hastelloy C-276, tantal, nikel, titán a monel

V priemyselných prístrojoch závisí spoľahlivosť snímača alebo prietokomeru nielen od jeho elektroniky a presnosti, ale aj od materiálov, ktoré prichádzajú do priameho kontaktu s procesným médiom. Tieto kontaktné povrchy sú bežne známe ako mokré materiály alebo vlhké materiály.

V prípade tlakových snímačov, vysielačov hladiny, elektromagnetických prietokomerov a teplotných prístrojov je výber správneho vlhkého materiálu nevyhnutný na zabránenie korózii, zabezpečenie dlhodobej-stability a zníženie nákladov na údržbu.

V tomto článku vysvetlíme rozdiely medzi top 6 mokrými materiálmi, nehrdzavejúcou oceľou 316L, Hastelloy C-276, tantalom, niklom, titánom a Monelom, a poskytneme návod na výber správneho materiálu pre rôzne priemyselné aplikácie.

Čo sú materiály na mokré časti?

Materiály mokrých častí označujú všetky komponenty vo vnútri prístroja, ktoré sú vystavené meranej kvapaline alebo plynu. Príklady:

• Senzorové membrány
• Vložky a elektródy prietokomerov
• Procesné spojenia
• Puzdrá sond
• Meracie trubice

Keďže tieto komponenty sú neustále vystavené chemikáliám, morskej vode, kyselinám, zásadám alebo kvapalinám s vysokou teplotou, kompatibilita materiálov je mimoriadne dôležitá.

Nesprávny výber materiálu môže mať za následok:

• Korózia a únik
• Posun merania
• Znížená životnosť snímača
• Častá údržba
• Bezpečnostné riziká v nebezpečnom prostredí

Nerezová oceľ 316L

Nerezová oceľ 316L je štandardný mokrý materiál používaný vo väčšinepriemyselné nástroje. Poskytuje vynikajúcu mechanickú pevnosť, dobrú odolnosť proti korózii a nákladovo-efektívny výkon. „L“ znamená nízky obsah uhlíka, ktorý zlepšuje výkon zvárania a znižuje riziko medzikryštalickej korózie.

Výhody

Ekonomické a široko dostupné

Dobrá odolnosť voči vode, olejom a jemným chemikáliám

Hygienické a vhodné pre potravinárske aplikácie

Vynikajúca mechanická pevnosť

Obmedzenia

316L môže trpieť jamkovou koróziou v prostrediach s vysokou koncentráciou chloridov, ako je morská voda alebo soľné roztoky. Tiež nie je ideálny pre silné kyseliny.

Typické aplikácie

Systémy čistej vody

HVAC systémy

Spracovanie potravín a nápojov

Všeobecné priemyselné kvapaliny

Mierne chemické procesy

Hastelloy C-276

Hastelloy C-276 je zliatina niklu-molybdénu-chrómu navrhnutá pre vysoko korozívne prostredie. Je to jedna z najuniverzálnejších zliatin odolných voči korózii dostupných v prístrojovom priemysle. Funguje výnimočne dobre v oxidačnom aj redukčnom chemickom prostredí.

Výhody

Vynikajúca odolnosť voči kyseline chlorovodíkovej

Vynikajúci výkon vo vlhkom prostredí s chlórom

Odolné voči jamkovej a štrbinovej korózii

Stabilný pri vysokých teplotách

Obmedzenia

Vyššie náklady ako nehrdzavejúca oceľ

Náročnejšie na obrábanie a zváranie

Typické aplikácie

Chemické spracovateľské závody

Systémy prenosu kyselín

Odsírenie spalín

Spracovanie odpadových kyselín

Agresívne priemyselné chemikálie

Tantal

Tantal sa považuje za jeden z kovov-najodolnejších voči korózii používaných v priemyselných prístrojoch. Jeho chemická stabilita je mimoriadne vysoká, najmä v silne kyslom prostredí.

V mnohých aplikáciách sa tantal správa podobne ako sklo, pokiaľ ide o odolnosť proti korózii pri zachovaní pevnosti kovu.

Výhody

Výnimočná odolnosť voči silným kyselinám

Vynikajúca dlhodobá-chemická stabilita

Vysoká spoľahlivosť v náročných koróznych prostrediach

Obmedzenia

Veľmi drahý materiál

Náročné spracovanie a výroba

Nevhodné pre prostredie s kyselinou fluorovodíkovou

Typické aplikácie

Koncentrovaná kyselina sírová

Systémy kyseliny chlorovodíkovej

Farmaceutické chemické spracovanie

Chemický priemysel-vysokej čistoty

nikel

Čistý nikel poskytuje vynikajúcu odolnosť voči alkalickým médiám a niektorým neutrálnym chemikáliám. Bežne sa používa v aplikáciách lúhu sodného a v systémoch spracovania alkálií.

Výhody

Vynikajúca odolnosť voči hydroxidu sodnému

Dobrý výkon v alkalickom prostredí

Dobrá tepelná vodivosť

Obmedzenia

Zlá odolnosť voči silným oxidačným kyselinám

Obmedzené použitie v chloridových-multimediálnych médiách

Typické aplikácie

Systémy hydroxidu sodného

Alkalické chemické závody

Nádrže na skladovanie chemikálií

Priemyselné čistiace systémy

titán

Titán je všeobecne uznávaný pre svoju vynikajúcu odolnosť voči morskej vode a korózii chloridmi. Na svojom povrchu vytvára stabilnú vrstvu oxidu, ktorá poskytuje dlhodobú-ochranu aj v drsnom morskom prostredí. Okrem odolnosti proti korózii ponúka titán aj vysoký pomer pevnosti-k-hmotnosti.

Výhody

Vynikajúca odolnosť voči morskej vode

Silná odolnosť voči chloridovej korózii

Ľahký a zároveň mechanicky pevný

Dlhá životnosť v morskom prostredí

Obmedzenia

Drahšie ako nehrdzavejúca oceľ

Zváranie a obrábanie vyžadujú špeciálne procesy

Typické aplikácie

Odsoľovanie morskej vody

Námorné inžinierstvo

Offshore platformy

Chladiace systémy so slanou vodou

Čistenie pobrežných odpadových vôd

Monel

Monel je nikel-zliatina medi známa svojou vynikajúcou odolnosťou voči morskej vode, zásadám a kyseline fluorovodíkovej. Zachováva si tiež silné mechanické vlastnosti v širokom rozsahu teplôt.

Výhody

Vynikajúca odolnosť voči morskej vode

Dobrý výkon v alkalickom prostredí

Vysoká mechanická pevnosť

Odolný voči kyseline fluorovodíkovej

Obmedzenia

Drahšie ako nehrdzavejúca oceľ 316L

Obmedzená odolnosť voči niektorým oxidačným kyselinám

Typické aplikácie

Ropa a plyn na mori

Námorné ventily a čerpadlá

Systémy so slanou vodou

Aplikácie kyseliny fluorovodíkovej

Porovnanie bežných mokrých materiálov

Ako vybrať správny mokrý materiál

Výber správneho materiálu závisí od niekoľkých dôležitých faktorov.

1. Chemická kompatibilita

Prvou úvahou je chemické zloženie procesného média.

Napríklad:

Voda a mierne kvapaliny → 316L nehrdzavejúca oceľ

Morská voda a roztoky chloridov → Titán alebo Monel

Silné kyseliny → Hastelloy C-276 alebo Tantal

Alkalické kvapaliny → Nikel

Pred konečným výberom vždy skontrolujte tabuľky kompatibility s koróziou.

2. Teplota a tlak

Vysoké teploty môžu urýchliť koróziu. Niektoré materiály strácajú pri zvýšených teplotách pevnosť alebo odolnosť proti korózii.

Pre náročné prevádzkové podmienky:

Vysokoteplotné kyseliny → Hastelloy C-276

Námorné vysokotlakové-systémy → Titán

Kryogénne podmienky → Monel

3. Rozpočet a životnosť zariadenia

Zatiaľ čo exotické zliatiny sú na začiatku drahšie, môžu časom výrazne znížiť prestoje a náklady na výmenu.

Pre všeobecné aplikácie často postačuje 316L.
Pre vysoko korozívne prostredie môže investícia do Hastelloy alebo Titanium výrazne zlepšiť spoľahlivosť.

Typické priemyselné aplikácie

Voda a odpadová voda

Čerstvá voda → 316L nehrdzavejúca oceľ

Morská voda → Titán

Chemický priemysel

Kyslé systémy → Hastelloy C-276 alebo Tantal

Alkalické systémy → Nikel

Námorné a pobrežné

Potrubia na slanú vodu → Monel alebo Titán

Jedlo a nápoje

Hygienické procesné linky → 316L nehrdzavejúca oceľ

Výber materiálu mokrej časti je jedným z najdôležitejších faktorov pri zabezpečovaní spoľahlivosti a životnosti priemyselných nástrojov. Rôzne materiály ponúkajú rôzne výhody, pokiaľ ide o odolnosť proti korózii, mechanickú pevnosť, teplotnú toleranciu a náklady.

Stále si nie ste istí, ako vybrať správny materiál na mokré časti? Kontaktujte nás so žiadosťou o pomoc.