Resumo
A manipulação de pós químicos corrosivos apresenta um desafio de material que vai muito além do aço inoxidável padrão.O material da válvula errada corrói de dentro para fora.A selecção da liga correta para uma válvula rotativa em pó requer a compreensão da corrosão galvânica, da resistência ao furamento, da resistência à corrosão e da resistência à corrosião.e o ambiente químico específicoEste guia compara o desempenho do Hastelloy, duplex de aço inoxidável, classes super austeníticas,e outras ligas especiais para ajudá-lo a especificar o material ideal para a sua aplicação de pó corrosivos.
O que torna um pó corrosível para materiais de válvula
A corrosão no manuseio de pó é fundamentalmente diferente da corrosão no serviço líquido.Em pó, o agente corrosivo pode estar presente como revestimento residual nas partículas, como umidade que se condensa durante as variações de temperatura ou como vapores de descarga no espaço superior ao leito de pó.
O mecanismo corrosivo mais agressivo para as válvulas rotativas de pó é a corrosão causada por cloretos.e certos intermediários farmacêuticos contêm traços de cloretos provenientes do processo de fabricoQuando a umidade se condensa no interior da válvula, estes cloretos se dissolvem e criam micro ambientes ácidos localizados.que fornece alguma resistência ao cloreto, mas em concentrações superiores a 1000 partes por milhão de cloretos, a formação de poços torna-se inevitável.
A corrosão da fenda ocorre na lacuna estreita entre a ponta do rotor e o furo da caixa.O metal dentro da fenda torna-se anódico e corrói preferencialmenteMesmo ligas altamente resistentes à corrosão podem sofrer corrosão por fendas se a geometria da fenda for muito apertada e o ambiente for suficientemente agressivo.
A corrosão galvânica ocorre quando metais diferentes estão em contato elétrico na presença de um eletrólito.e a umidade de pó condutora preenche a lacunaO metal menos nobre corrói rapidamente, o que é impedido por um acoplamento de materiais adequado.
A fissuração por corrosão por estresse é o modo de falha mais perigoso.Os aços inoxidáveis austeníticos são particularmente suscetíveis à corrosão por cloreto, que se rompe acima de 60 graus CelsiusPara o serviço de pó corrosivos a quente, isto exclui inteiramente as qualidades normais 304 e 316.
Por que a escolha de materiais para pós corrosivos é importante
Especificar a liga errada cria uma cascata de falhas que a manutenção padrão não pode corrigir.
Contaminação catastrófica
Quando um corpo de válvula corrói, flocos de ferrugem ou óxidos de liga misturam-se com o fluxo do produto.Contaminação de ferro de uma válvula de aço carbono corrosão transforma o pigmento branco brilhante cinzaA utilização da liga corrosiva correta evita esta contaminação na fonte.
Aperfeiçoamento oculto da parede
A corrosão de poços ataca o furo da caixa por dentro, a parte externa da válvula parece normal enquanto a espessura da parede interna diminui.liberando pó pressurizado na atmosferaNo serviço de produtos químicos tóxicos, isto cria um grave perigo para a saúde. No serviço de pó combustível, cria um risco de explosão.mas a única solução real é escolher uma liga que resista a furos em primeiro lugar.
Falha da ligação da ponta do rotor
As pontas de rotor de cara dura são ligadas ao corpo do rotor por solda. Se o material de base corroer, a junção de soldagem falhar e a ponta se separar dentro da válvula.marcando o furo da habitação fora de reparaçãoOs materiais de base resistentes à corrosão com procedimentos de soldagem compatíveis evitam este modo de falha.
Conformidade regulamentar e segurança
As instalações químicas operam sob permissões ambientais rigorosas. A liberação descontrolada de pós corrosivos através de equipamentos corrosos viola as condições da permissão e pode desencadear a aplicação da regulamentação.A escolha adequada das ligas é um elemento fundamental da conformidade ambiental e da segurança da comunidade.
Como escolher a liga certa para o serviço de pó corrosivos
A selecção da liga segue uma avaliação sistemática do ambiente químico, da temperatura e dos requisitos mecânicos.
Defina o ambiente corrosivo
Identificar os agentes corrosivos específicos presentes no pó. É ácido com pH inferior a 4? Contém cloretos superiores a 500 partes por milhão?Existem agentes oxidantes como nitratos ou permanganatos? Qual é o teor de umidade e o ponto de orvalho do gás de processo?
Aço inoxidável super austenítico 904L
Para pós moderadamente corrosivos com baixo teor de cloreto, o aço inoxidável 904L oferece um desempenho superior ao 316L. Ele contém 4 a 5 por cento de molibdênio e 1 a 1,5 por cento de cobre,proporcionando uma maior resistência aos ambientes de ácido sulfúrico e ácido fosfóricoÉ comumente usado na produção de fertilizantes fosfatados e em certas aplicações de pigmentos.
Aço inoxidável duplex 2205 e 2507
Os aços inoxidáveis duplex combinam microstruturas austeníticas e ferríticas, proporcionando aproximadamente o dobro da resistência de rendimento de 316L e uma resistência significativamente melhor ao cloreto.O grau 2205 trata cloretos até aproximadamente 10000 partes por milhão à temperatura ambienteO grau 2507, também conhecido como super duplex, estende isso para 50000 partes por milhão.Eles se destacam no tratamento de cloreto de polivinil e parafina clorada.A maior resistência permite secções de parede mais finas, compensando parcialmente o maior custo do material.
Hastelloy C276 e C22
A Hastelloy C276 é o padrão da indústria para o serviço de corrosão severa.Esta composição proporciona uma resistência excepcional ao furamentoA Hastelloy C22 oferece uma resistência ainda melhor aos ácidos oxidantes.Estas ligas são a escolha padrão para ácido fosfórico de processo úmidoO custo do material é aproximadamente de 5 a 8 vezes o de 316L, mas em pó severamente corrosivo, nenhuma outra liga sobrevive de forma confiável.
Titânio e Zircônio
Para ambientes oxidantes extremamente agressivos, o titânio comercialmente puro e o zircônio oferecem resistência à corrosão incomparável.O zircônio tem um desempenho excepcional em ambientes de ebulição de ácidos sulfúricos e clorídricosEsses metais raramente são utilizados para corpos completos de válvulas devido ao custo extremo, mas revestimentos finos de titânio ou zircônio podem ser aplicados em superfícies críticas de desgaste em carcaças normais.
Revestimentos e tratamentos de superfície
Quando as ligas sólidas exóticas são proibitivas de custo, revestimentos protetores fornecem uma alternativa.Os revestimentos de etileno clorotrifluoroetileno Halar oferecem excelente resistência química e alguma flexibilidadePara a barreira definitiva, podem ser aplicados revestimentos de politetrafluoroetileno ou perfluoroalcoxi no interior da caixa.Os revestimentos não podem ser aplicados nas pontas do rotor, pois desapareceriam imediatamente.O rotor deve ainda ser feito de uma liga sólida resistente à corrosão.
Exemplo de aplicação
Uma fábrica de parafina clorada na China manuseou um subproduto em pó contendo 3% de ácido clorídrico residual e 8000 partes por milhão de cloretos.Suas válvulas rotativas originais de aço inoxidável 316L desenvolveram corrosão por poços dentro de quatro mesesDoebritz substituiu as válvulas por uma construção de aço inoxidável super duplex 2507.Os testes de espessura por ultra-som mostraram zero perda de parede mensurávelA fábrica calculou um retorno do investimento de 400% com base no tempo de inatividade evitado e na eliminação da contaminação do produto.
Perguntas frequentes
Posso usar aço inoxidável 316L para pós ligeiramente ácidos?
Se o pH for superior a 5 e os cloretos forem inferiores a 500 partes por milhão, 316L pode ser aceitável.Portanto, o 316L deve ser usado com cautela, mesmo em condições aparentemente leves..
O Hastelloy requer procedimentos especiais de soldagem
Sim, o Hastelloy deve ser soldado com o metal de enchimento correspondente usando a soldagem por arco de gás tungstênio ou soldagem por arco de gás metálico com proteção de gás de purga rigorosa.A Doebritz mantém os procedimentos de soldagem qualificados da Secção IX da ASME para todas as ligas exóticas.
Como a temperatura afeta as taxas de corrosão
Os índices de corrosão normalmente dobram a cada aumento de temperatura de 10 a 20 graus Celsius. Um pó que é inofensivo para 316L a 25 graus Celsius pode atacá-lo agressivamente a 80 graus Celsius.Especificar sempre os materiais com base na temperatura máxima de funcionamentoNão é ambiente.
Existem alternativas não metálicas para ligas exóticas?
Alguns termoplásticos e fluoropolímeros de engenharia resistem à corrosão, mas não têm a resistência mecânica dos componentes estruturais.Podem ser utilizados como revestimentos, mas não como corpo da válvula de suporte de carga principal.
A Doebritz fornece testes de corrosão antes da construção da válvula?
A Doebritz pode fazer testes de cupões de imersão usando amostras reais de pó para verificar a compatibilidade da liga antes de fabricar a válvula.Este serviço é recomendado para aplicações originais.
Conclusão
Os pós químicos corrosivos exigem uma selecção cuidadosa das ligas com base no ambiente químico específico, temperatura e condições de umidade.Super duplex 2507, e Hastelloy C276, cada liga oferece uma gama definida de resistência à corrosão a um preço correspondente.Previne a contaminação do produtoAdivinhar a selecção de materiais no serviço de pó corrosivos é uma aposta que nenhum gerente de fábrica deve assumir.
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