Hastelloy C276 vs C22: 산화 및 환원산의 내식성 비교

Hastelloy C276 및 Hastelloy C22는 니켈-크롬-몰리브덴(Ni-Cr-Mo) 합금 계열 중 가장 널리 지정되는 두 가지 구성원이며 공통 조상, 유사한 기계적 특성을 공유하고 ASTM 사양이 겹치기 때문에 일상적으로 서로 혼동됩니다. 실제로 두 합금은 서로 다른 부식 문제를 해결하도록 설계되었으며, 주어진 산성 환경에 대해 잘못된 합금을 선택하면 수명이 수십 년에서 수 개월로 단축될 수 있습니다.

이 가이드는 구성, 산화-산 성능, 감소-산 성능, 국부적인 내식성, 기계적 특성 및 관리 표준 전반에 걸쳐 Hastelloy C276(UNS N10276)과 Hastelloy C22(UNS N06022)를 비교한 다음, 조달 및 엔지니어링 팀이 자신 있게 올바른 등급을 지정할 수 있도록 선택 체크리스트와 FAQ로 마무리합니다.

Hastelloy C276과 C22를 구분하는 화학적 차이점은 무엇입니까?

Hastelloy C22는 C276의 직접적인 진화로 개발되었으며, C276의 텅스텐과 철의 일부를 추가 크롬 및 몰리브덴으로 교환합니다. - 이는 C276의 한 가지 중요한 약점인 강산화성 산에서의 성능을 해결하는 재조정입니다.

두 합금 모두 동일한 니켈-크롬-몰리브덴 골격을 공유하고 동일한 ASTM/ASME 사양 계열(B574, B575, B564, B619, B622, B626, B366)의 적용을 받지만 합금 철학은 한 가지 고의적인 방식으로 다릅니다. C22의 설계자는 크롬 한도를 약 16%에서 최대 10%까지 높였습니다. 22.5%로 조정하고 이에 따라 텅스텐과 철 함량을 줄였습니다. 이러한 단일 변화가 이 문서에서 논의된 모든 성능 차이의 근본 원인입니다.

출처: UNS N10276 및 UNS N06022에 대한 ASTM B575/ASME SB575 공칭 구성 제한(Corrosion Materials Inc. 및 여러 ASTM{5}}참조 공장 데이터 시트에서 표로 작성).

Hastelloy C22가 산화성 산에서 C276보다 성능이 뛰어난 이유는 무엇입니까?

C22는 산화성 산에서 승리합니다. 왜냐하면 몰리브덴 -이 아닌 크롬 -이 공격적이 아닌 보호를 유지하기 위해 산화 종이 필요로 하는 얇은 크롬{3}}산화물 부동태 막을 만들고 유지하는 요소이기 때문입니다.

질산과 같은 산화성 산에서는 산 자체가 크롬-산화막을 그대로 유지하는 산화력을 공급합니다. 크롬 함량이 높을수록 합금에 해당 필름을 만들고 수리할 수 있는 더 많은 원료가 제공됩니다. C276의 크롬 함량은 C22보다 대략 6% 포인트 낮습니다. 이는 두 합금이 원래 산을 환원하기 위한 동일한 몰리브덴{4}} 기반 전략을 중심으로 설계되었음에도 불구하고 강력 산화 화학에서 확실히 우위에 있기에 충분합니다.

출처: Ni-Cr-Mo 합금 선택에 대한 Haynes/Hastelloy 합금 기술 데이터(합금 C276 및 합금 22 데이터 시트), NeoNickel, MWalloys, Western Forge & Flange 기술 지침에서 수집한 부식-거동 비교.

Hastelloy C276이 산 감소의 벤치마크로 남아 있는 이유는 무엇입니까?

C276은 모든 염산 -보다 산 -을 위한 표준 기준 합금으로 남아 있습니다. 그 이유는 더 높은 결합 몰리브덴-과-텅스텐 함량이 부동태 피막이 이미 분해된 후 금속 표면을 보호하기 때문입니다. 이는 바로 강력한 환원성 산에서 발생하는 현상입니다.

염산과 같은 환원산은 크롬-산화막을 유지하는 데 필요한 산화력을 공급하지 않으므로 이 방식에서 크롬은 상대적으로 거의 기여하지 않습니다. 부식 저항성은 금속 표면의 활성 용해에 저항하는 몰리브덴과 텅스텐에 따라 달라집니다. C276은 C- 계열 합금 중 가장 높은 Mo+W 함량으로 제조되었기 때문에 염산, 환원 황산 및 인산 서비스에 대한 50년 이상의 현장 데이터를 축적했으며 공정 화학이 지속적으로 환원될 때 더 경제적인 선택인 경우가 많습니다.

출처: Haynes International Alloy C276 기술 데이터 및 Globo Alloy Hastelloy C276 화학-호환성 지침에서 수집한{0}}산 부식률 범위 감소; 유기{4}}산 및 인산-산 거동은 여러 공장 기술 데이터 시트에서 확증되었습니다.

혼합된-산 및 변동하는 환경에서 두 합금을 어떻게 비교합니까?

C22는 혼합-산 및 변동-화학 서비스에서 더 안전한 기본값입니다. 그 이유는 크롬 함량이 높을수록 환원 측면의 성능을 실질적으로 희생하지 않으면서 산화 측면의 마진이 넓어지기 때문입니다.

대부분의 실제{0}}부식 실패는 교과서적인 단일산 환경에서는 발생하지 않습니다.- 이는 혼합 산 흐름, 업셋 조건 또는 시간이 지남에 따라 산화제 농도가 변하는 공정에서 발생합니다. - 연도 가스 탈황(FGD) 액, 펄프- 표백 여과액 및 산 세척조가 일반적인 예입니다. 이러한 서비스에서 실질적인 위험은 환원되는 것으로 가정된 흐름이 혼란 중에 잠시 산화로 바뀌거나(또는 그 반대) 합금이 양쪽 모두에 안정성 마진이 필요하다는 것입니다. C22의 균형을 이룬 크롬- 순방향 화학은 양면 마진을 제공합니다. 이는 C276이 명목상 정상 상태 화학에 적합하고 - 저렴-하더라도 FGD 흡수체 내부 및 기타 다중{9}}산 환경에 자주 지정되는 이유입니다.

잘{0}}잘 알려진 예시는 '녹색 죽음' 테스트 용액(가장 공격적인 FGD 스크러버 조건을 시뮬레이션하는 데 사용되는 황산, 염산, 제2철 및 염화 제2동의 혼합물)입니다. 두 합금 모두 Type 316과 같은 오스테나이트계 스테인리스강보다 훨씬 더 잘 저항하지만 C22의 크롬 및 몰리브덴 함량이 높기 때문에 일반적으로 스크러버 용액의 산화제 함량을 예측할 수 없을 때 안정성 범위가 더 넓습니다.

어떤 합금이 더 나은 피팅 및 틈새 부식 저항성을 제공합니까?

Hastelloy C22는 일반적으로 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐 함량이 더 높기 때문에 산화성 염화물 환경에서 공식 및 틈새 부식에 대해 동일하거나 더 나은 저항성을 제공합니다.

국부적인 부식 - 공식 및 틈새 공격 -은 ASTM G48(염화제이철 침지)과 같은 테스트로 평가되며 일반 산화-내산성을 지배하는 동일한 요소인 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐의 결합 수준에 크게 영향을 받습니다. C22는 C276에 비해 세 가지 모두를 더 많이 포함하기 때문에 일반적으로 염화제이철 및 기타 공격적인 염화물-함유 산화 매체에서 동일하거나 더 높은 임계 피팅 온도(CPT) 및 임계 틈새 온도(CCT)를 기록합니다. 그러나 두 합금 모두 이 테스트에서 고합금 오스테나이트 및 초{9}}오스테나이트 스테인리스강(316L, 904L, 254SMO)보다 성능이 훨씬 뛰어났으며 두 합금 모두 높은 니켈 함량으로 인해 본질적으로 염화물 응력 부식 균열에 면역인 것으로 간주되었습니다.

기계적 성질이나 용접성은 의미 있게 다릅니까?

아니요 - 두 합금은 강도, 경도 및 용접성이 거의-동일합니다. 전체 선택 결정은 기계적 성능이 아닌 부식 화학에 따라 결정됩니다.

두 합금 모두 용체화 어닐링 조건으로 공급 및 인증되었으며 ASTM B575/ASME SB575에 따라 본질적으로 상호 교환 가능한 최소 기계적 특성을 갖춘 완전 오스테나이트 단상 합금입니다.{1}} 두 가지 모두 대부분의 서비스에서 용접 후열 처리(PWHT) 없이-용접 상태에서 사용할 수 있을 만큼 용접 열 영향-에서 입자-경계 탄화물 및 금속간 석출물의 형성에 저항합니다. - 매 용접 통과 후 용체화 어닐링이 필요한 기존 Ni-Cr-Mo 합금에 비해 주요 제조 이점입니다.

출처: ASTM B574/B575 및 ASME SB574/SB575에 따른 최소 기계적 특성; AWS A5.14(베어) 및 A5.11(덮개 전극)에 따른 AWS 필러 지정입니다.

두 합금에 적용되는 관리 표준 및 인증은 무엇입니까?

두 합금 모두 동일한 ASTM/ASME 제품-형식 사양과 동일한 밀-인증 요구사항을 공유하므로 프로젝트의 서류 작업은 선택한 등급에 따라 변경되지 않습니다. - 인증서에 보고된 구성 및 테스트 결과만 변경됩니다.

귀하의 응용 분야에 어떤 합금을 지정해야 합니까?

지배적이거나 최악의 화학 반응이 산화되거나 예측할 수 없는 경우 Hastelloy C22를 지정하세요. 화학적 성질이 지속적으로 감소하고 비용이 중요한 경우 Hastelloy C276을 지정하십시오.

다음과 같은 경우 Hastelloy C22를 선택하십시오.

• 공정 유체에는 질산, 염화제이철, 염화제2구리 또는 기타 강력한 산화제가 포함되어 있습니다.
• 이산화염소, 차아염소산염 또는 습식 염소 가스는 산성 조건과 함께 존재합니다.
• 스트림 구성은 가변적이고, 특성이 좋지 않거나, 산화 화학으로 전환될 수 있는 혼란스러운 조건을 갖습니다.
• 염화물{0}}함유 산화 매체의 구멍 및 틈새 부식 저항이 주요 고장 모드입니다.
• 사양에서는 가능한 가장 넓은 부식 마진을 요구하고 예산은 적당한 비용 프리미엄을 허용합니다.

다음과 같은 경우 Hastelloy C276을 선택하십시오.

• 공정 유체는 - 염산, 황산 또는 약한 유기산(포름산, 아세트산, 옥살산)을 지속적으로 감소시킵니다.
• 응용 분야는 산화-산에 크게 노출되지 않는 습식 염소, 차아염소산염 또는 이산화염소 서비스입니다.
• 50년-년의 현장 실적과 광범위한 공장/제조업체에 대한 친숙함은 중요하고 장기 리드 프로젝트에 가치가 있습니다.-
• 예산은 잘 특성화되고 안정적인-상태의 프로세스 흐름을 위해{0}}C-제품군 중 더 저렴한 구성원을 선호합니다.

의심스러운 경우:

최종 재료를 선택하기 전에 실제 공정 유체에서 부식 쿠폰 테스트(ASTM G28/G48 또는 공장{2}}특정 침수 테스트)를 주문하세요. 공개된 부식-률 데이터는 선별 도구일 뿐 장비가 실제로 보게 될 실제 오염된 다중{5}}성분 스트림 테스트를 대체할 수는 없습니다.

비용과 가용성은 어떻게 비교됩니까?

Hastelloy C22는 일반적으로 동등한 제품 형태에서 Hastelloy C276에 비해 5~15%의 가격 프리미엄을 갖고 있는데, 이는 더 높은 크롬 및 몰리브덴 함량과 더 좁고 더 엄격하게 제어되는 구성 범위를 반영합니다.

두 합금 모두 주요 니켈 합금 서비스 센터에서 판, 시트, 바, 파이프 및 부속품으로 널리 재고를 확보하고 있으므로 리드 타임이 두 합금을 결정하는 요인이 되는 경우는 거의 없습니다. 계획되지 않은 가동 중단 또는 부식-으로 인한 고장 비용에 비해 가격 차이가 크지 않기 때문에 부식 화학이 합금화-가 주요 선택 동인이 아님을 명확하게 배제한 후에만 비용이 결정적 요인이 되어야 합니다.

자주 묻는 질문

Q: Hastelloy C22는 단순히 Hastelloy C276의 "더 나은" 버전인가요?

A: 아니요. C22는 산 산화 및 염화물 염 산화에 더 우수하지만, C276은 염산과 같은 산을 지속적으로 감소시키기 위한 더 확립되고 비용{3}}효율적인 선택으로 남아 있습니다. 두 합금 모두 모든 화학에서 다른 합금을 지배하지 않습니다.

Q: Hastelloy C276과 C22를 동일한 시스템에서 서로 용접하거나 혼합할 수 있습니까?

A: 예. 둘 다 서로 쉽게 용접할 수 있으며, 일치하거나 과합금된 용가재(일반적으로 ERNiCrMo-4 또는 ERNiCrMo-10)를 사용하여 대부분의 다른 Ni-Cr-Mo 및 오스테나이트 스테인리스 합금에 쉽게 용접할 수 있습니다.- 혼합 합금 시스템은 공정의 여러 영역에서 서로 다른 화학 물질을 볼 수 있는 경우에 일반적입니다.

Q: 두 합금 모두 -용접 후 열처리가 필요합니까?

A: 일반적으로 아니요. 두 가지 모두 대부분의 서비스에 대해 -용접된 상태에서 사용할 수 있을 만큼 열 영향을 받는 영역의 입자-경계 강수-에 저항합니다. PWHT는 두꺼운 섹션의 스트레스-완화 이유 또는 프로젝트별-특정 코드 요구사항으로 인해 계속 지정될 수 있습니다.

Q: 어떤 합금이 불화수소산에 더 잘 견디나요?

A: 두 합금 모두 공격적인 불화수소산 용도에 우선적으로 선택되는-재료는 아닙니다. 둘 다 농도, 온도 및 통기에 크게 의존하는 중간 정도의 저항만 나타냅니다. 특수 합금 또는 비{2}}금속 라이닝은 일반적으로 가혹한 HF 내구성에 대해 평가됩니다.

Q: C276과 C22를 비교하는 데 PREN(Pitting Resistance Equivalent Number)이 사용됩니까?

A: PREN은 스테인리스 및 이중강용으로 개발되었으며 Ni-Cr-Mo 합금의 표준 측정항목이 아닙니다. 대신 ASTM G48 임계 공식 및 틈새 온도를 통해 공식 저항을 직접 평가합니다. 스테인리스-강 PREN 공식을 기반으로 한 비교는 이 합금 계열에 대해 오해의 소지가 있을 수 있습니다.

Q: C276과 C22는 바닷물에서도 동일한 성능을 발휘합니까?

A: 둘 다 니켈, 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐 함량이 높기 때문에 주변 해수 및 염수에서 본질적으로 불활성인 것으로 간주되며 둘 다 해수 및 해양 서비스에 널리 사용됩니다. C22는 일반적으로 염소 처리되거나 온도가 높은-해수에서 약간 더 높은 임계 피팅 온도를 나타냅니다.