Resumen de las actividades
La manipulación de polvos químicos corrosivos presenta un reto de materiales que va mucho más allá del acero inoxidable estándar.el material de la válvula incorrecta se corroe desde adentro hacia afueraLa selección de la aleación correcta para una válvula giratoria en polvo requiere una comprensión de la corrosión galvánica, la resistencia a los agujeros, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la corrosión.y el entorno químico específicoEsta guía compara el rendimiento de Hastelloy, acero inoxidable dúplex, grados super austeníticos,y otras aleaciones especiales para ayudarle a especificar el material óptimo para su aplicación de polvo corrosivo.
Qué hace que un polvo sea corrosivo para los materiales de las válvulas
La corrosión en el manejo de polvo es fundamentalmente diferente de la corrosión en el servicio de líquido.En polvo, el agente corrosivo puede estar presente en forma de recubrimiento residual sobre las partículas, como humedad que se condensa durante los cambios de temperatura o como vapores de descarga en el espacio superior del lecho de polvo.
El mecanismo de corrosión más agresivo para las válvulas rotativas de polvo es la corrosión por agujeros causada por cloruros.y ciertos productos farmacéuticos intermedios contienen trazas de cloruros del proceso de fabricaciónCuando la humedad se condensa en el interior de la válvula, estos cloruros se disuelven y crean microambientes ácidos localizados.que proporciona cierta resistencia al cloruro, pero en concentraciones superiores a 1000 partes por millón de cloruros, las fosas son inevitables.
La corrosión por grieta se produce en la estrecha brecha entre la punta del rotor y el orificio de la carcasa.El metal dentro de la grieta se vuelve anódico y se corroe preferentementeIncluso las aleaciones altamente resistentes a la corrosión pueden sufrir corrosión por grieta si la geometría de la grieta es demasiado apretada y el entorno es lo suficientemente agresivo.
La corrosión galvánica ocurre cuando metales diferentes están en contacto eléctrico en presencia de un electrolito.y la humedad del polvo conductor cierra la brechaEl metal menos noble se corroe rápidamente, pero el material adecuado lo evita.
El agrietamiento por corrosión por esfuerzo es el modo de fallo más peligroso.Los aceros inoxidables austeníticos son particularmente susceptibles a la corrosión por cloruro que se rompe por encima de los 60 grados CelsiusPara el servicio de polvo corrosivo en caliente, esto excluye por completo los grados estándar 304 y 316.
Por qué es importante la elección del material para los polvos corrosivos
Especificar la aleación equivocada crea una cascada de fallos que el mantenimiento estándar no puede arreglar.
Contaminación catastrófica
Cuando un cuerpo de válvula se corroe, las copas de óxido de aleación o óxido de óxido se mezclan con el flujo de producto.La contaminación de hierro de una válvula de acero al carbono que se corroe hace que el pigmento blanco brillante sea gris.El uso de la aleación corrosiva adecuada evita esta contaminación en la fuente.
El adelgazamiento oculto de la pared
La corrosión de las fosas ataca el orificio de la carcasa desde el interior, el exterior de la válvula parece normal mientras que el grosor de la pared interna disminuye, finalmente se desarrolla un agujero de alfiler.liberación de polvo a presión en la atmósferaEn el servicio de productos químicos tóxicos, esto crea un grave peligro para la salud. En el servicio de polvo combustible, crea un riesgo de explosión.pero la única solución real es seleccionar una aleación que resista a las fugas en primer lugar.
Fallo de la unión de las puntas del rotor
Las puntas del rotor de cara dura se unen al cuerpo del rotor mediante soldadura.la puntuación del agujero de la vivienda fuera de reparaciónLa válvula completa debe ser reemplazada. Los materiales de base resistentes a la corrosión con procedimientos de soldadura compatibles evitan este modo de fallo.
Cumplimiento de la normativa y seguridad
Las plantas químicas operan bajo estrictos permisos ambientales. Las liberaciones incontroladas de polvos corrosivos a través de equipos corroídos violan las condiciones del permiso y pueden desencadenar la aplicación de la normativa.La selección adecuada de las aleaciones es un elemento fundamental para el cumplimiento del medio ambiente y la seguridad de la comunidad.
Cómo elegir la aleación adecuada para el servicio de polvo corrosivo
La selección de aleaciones sigue una evaluación sistemática del entorno químico, la temperatura y los requisitos mecánicos.
Define el entorno corrosivo
Identificar los agentes corrosivos específicos presentes en el polvo. ¿Es ácido con un pH inferior a 4? ¿Contiene cloruros superiores a 500 partes por millón?¿Hay agentes oxidantes como nitratos o permanganatos¿Cuál es el contenido de humedad y el punto de rocío del gas de proceso? La respuesta a estas preguntas crea una especificación de corrosión que guía la selección de aleaciones.
Acero inoxidable super austenítico 904L
Para polvos moderadamente corrosivos con bajo contenido de cloruro, el acero inoxidable 904L ofrece un rendimiento superior al 316L. Contiene de 4 a 5 por ciento de molibdeno y de 1 a 1,5 por ciento de cobre,proporcionando una mayor resistencia a los ambientes de ácido sulfúrico y fosfóricoEs comúnmente utilizado en la producción de fertilizantes de fosfato y ciertas aplicaciones de pigmentos.
Acero inoxidable dúplex 2205 y 2507
Los aceros inoxidables dúplex combinan microstructuras austeníticas y ferríticas, ofreciendo aproximadamente el doble de la resistencia al rendimiento de 316L y una resistencia significativamente mejor a las fosas de cloruro.El grado 2205 maneja cloruros hasta aproximadamente 10000 partes por millón a temperatura ambienteEl grado 2507, también conocido como súper dúplex, lo extiende a 50000 partes por millón. Las aleaciones dúplex se utilizan ampliamente en sistemas refrigerados con agua de mar y plantas de cloro alcalino.excelen en el manejo de cloruro de polivinilo y parafina cloradaLa mayor resistencia permite secciones de paredes más delgadas, compensando parcialmente el mayor coste del material.
Hastelloy C276 y C22
Hastelloy C276 es el estándar de la industria para el servicio de corrosión severa.Esta composición proporciona una resistencia excepcional a las hendidurasLa aleación de Hastelloy C22 ofrece una resistencia aún mejor a los ácidos oxidantes.Estas aleaciones son la opción predeterminada para el ácido fosfórico de proceso húmedoEl costo del material es aproximadamente de 5 a 8 veces el del 316L, pero en el servicio de polvo severamente corrosivo, ninguna otra aleación sobrevive de manera confiable.
Titanio y circonio
Para ambientes oxidantes extremadamente agresivos, el titanio y el zirconio comercialmente puros ofrecen una resistencia a la corrosión incomparable.El zirconio tiene un rendimiento excepcional en ambientes de ácido sulfúrico y clorhídrico hirviendoEstos metales rara vez se utilizan para cuerpos completos de válvulas debido a su costo extremo, pero se pueden aplicar delgados revestimientos de titanio o circonio a superficies críticas de desgaste en carcasas estándar.
Revestimientos y tratamientos superficiales
Cuando las aleaciones exóticas sólidas son prohibitivas en costo, los recubrimientos protectores ofrecen una alternativa.Los recubrimientos de etileno-clorotrifluoroetileno de Halar ofrecen una excelente resistencia química y cierta flexibilidadPara la última barrera, se pueden aplicar revestimientos de politetrafluoroetileno o perfluoroalcoxi en el interior de la carcasa.no se pueden aplicar revestimientos en las puntas del rotor porque se desgastarían inmediatamenteEl rotor debe estar hecho de una aleación resistente a la corrosión.
Ejemplo de aplicación
Una planta de parafina clorada en China manejó un subproducto en polvo que contenía un 3 por ciento de ácido clorhídrico residual y 8000 partes por millón de cloruros.Sus válvulas rotatorias originales de acero inoxidable 316L desarrollaron corrosión en cuatro mesesDoebritz reemplazó las válvulas con una construcción de acero inoxidable super duplex 2507.Las pruebas de espesor ultrasónico mostraron cero pérdida de pared medibleLa planta calculó un retorno de la inversión del 400 por ciento basado en el tiempo de inactividad evitado y la eliminación de la contaminación del producto.
Preguntas frecuentes
¿Puedo usar acero inoxidable 316L para polvos ligeramente ácidos?
Si el pH es superior a 5 y los cloruros están por debajo de 500 partes por millón, 316L puede ser aceptable.Por lo tanto, 316L debe usarse con precaución incluso en condiciones aparentemente leves..
¿Requiere Hastelloy procedimientos especiales de soldadura?
Sí, el Hastelloy debe ser soldado con el metal de relleno correspondiente con soldadura por arco de gas de tungsteno o soldadura por arco de gas de metal con estricto blindaje de gas de purga.Doebritz mantiene los procedimientos de soldadura calificados de la Sección IX de ASME para todas las aleaciones exóticas.
¿Cómo afecta la temperatura a las tasas de corrosión?
Las tasas de corrosión suelen duplicarse por cada aumento de temperatura de 10 a 20 grados centígrados.Siempre especifique los materiales en función de la temperatura máxima de funcionamiento, no el ambiente.
¿Hay alternativas no metálicas a las aleaciones exóticas?
Algunos termoplásticos y fluoropolímeros de ingeniería resisten la corrosión pero carecen de la resistencia mecánica de los componentes estructurales.Pueden utilizarse como revestimientos, pero no como el cuerpo principal de la válvula de carga.
¿Doebritz proporciona pruebas de corrosión antes de la construcción de válvulas
Doebritz puede realizar pruebas de cupón de inmersión usando muestras reales de polvo de proceso para verificar la compatibilidad de la aleación antes de fabricar la válvula.Este servicio se recomienda para las primeras aplicaciones de este tipo.
Conclusión
Los polvos químicos corrosivos requieren una selección cuidadosa de aleaciones en función del entorno químico específico, la temperatura y las condiciones de humedad.super dúplex 2507, y Hastelloy C276, cada aleación ofrece un rango definido de resistencia a la corrosión a un precio correspondiente.Previene la contaminación del productoAdivinar en la selección de material en el servicio de polvo corrosivo es una apuesta que ningún gerente de planta debería tomar.
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