하스텔로이 G30 (UNS N06030)니켈-크롬-철 합금입니다. Haynes International이 개발한 이 합금은 산화 및 환원산에 대한 저항성의 독특한 조합을 제공합니다.
이 기사에서는 Hastelloy G30 플레이트 속성과 그 용도에 대한 포괄적인 개요를 제공합니다.
하스텔로이 G30 플레이트주요 속성
1. 습식-인산 공정에 대한 탁월한 저항성
Hastelloy G30은 습식-인산에 대한 저항성이 입증되었으며 증발기 튜브에서 30년 넘게 성공적으로 사용되었습니다.
습식-인산(P2O₅)은 인광석과 황산을 반응시켜 생성됩니다. 이 산업 공정은 미반응 황산, 금속 이온, 불화물 이온, 염화물 이온과 같은 불순물을 함유한 부식성이 높은 환경을 조성합니다. 산은 지속적인 부식을 견뎌야 하는 금속 튜브를 사용하여 증발을 통해 일반적으로 약 30% ~ 54% P2O₅ 농도로 농축되어야 합니다.
G30 합금은 몰리브덴 및 구리 첨가물과 결합된 높은 크롬 함량으로 인해 이러한 환경에서 탁월합니다. 플로리다 생산업체의 실제 습식{3}}공정 인산에서 121도에서 수행된 실험실 테스트에서 합금의 우수한 성능이 확인되었습니다. Haynes International이 개발한 iso{5}}부식 다이어그램에 따르면 G30은 광범위한 산 농도 및 온도에서 부식률을 0.1mm/년 미만으로 유지하여 316L과 같은 표준 스테인리스강은 물론 많은 경쟁 니켈 합금보다 훨씬 뛰어난 성능을 보입니다.
2. 산화성 산에 대한 탁월한 저항성
G30의 높은 크롬 함량은 질산 및 질산을 함유한 혼합물과 같은 산화성 산에 대한 탁월한 저항성을 제공합니다.
약 30%의 크롬을 함유한-니켈-기반 합금 중에서 가장 높은 수준의 크롬-을 함유한 G30은 산화 환경에 노출될 때 표면에 안정적이고 보호적인 산화물 층을 형성합니다. 이 패시브 필름은 질산, 황산 및 질산-염산 및 질산-불화수소산 조합과 같은 복잡한 혼합물의 공격으로부터 기본 금속을 효과적으로 보호합니다.
테스트 데이터에 따르면 G30은 80도에 가까운 온도에서 최대 50%의 황산 농도에서 부식률을 0.1mm/년 미만으로 유지하는 것으로 나타났습니다. 질산 환경에서 합금은 훨씬 더 큰 저항성을 나타내므로 산화 조건이 우세한 금속 산 세척 작업 및 화학 처리 장비에 적합합니다.
3. 산 환원에 대한 중간 정도의 저항성
몰리브덴 및 구리 함량을 통해 G30은 염산 및 황산과 같은 산 환원에 대한 상당한 저항성을 보유합니다.
G30은 기본적으로 Hastelloy B-시리즈와 같은 합금이 뛰어난-순수 환원 환경을 위해 설계되지는 않았지만, 산성 조건이 산화 상태와 환원 상태 사이에서 변동하는 복잡한 산업 공정에서 가치가 있는 것으로 입증된 균형 잡힌 성능을 제공합니다. 합금에는 약 5.5%의 몰리브덴과 2%의 구리가 포함되어 있으며 둘 다 환원 조건에서 염산과 황산에 대한 저항성을 향상시킵니다.
부식 테스트에 따르면 G30은 염산 농도가 화씨 150도에서 최대 2.5%, 끓는 온도에서 최대 1%인 경우 부식 속도를 연간 0.1mm 미만으로 유지하는 것으로 나타났습니다. 황산에서 합금은 적당한 온도에서 최대 30%의 농도에서 잘 작동하며 부식 속도는 화씨 125도(52도)에서 40% 황산에서 연간 0.1mm 미만입니다.
4. 염화물에 대한 저항성-응력 부식 균열 유발
표준 오스테나이트 스테인리스강과 달리 Hastelloy G30은 염화물-로 인한 응력 부식 균열에 대한 상당한 저항성을 제공합니다.
염화물 응력 부식 균열(Cl-SCC)은 인장 응력을 받는 염화물- 함유 환경에 노출될 때 304 및 316 스테인리스강에서 흔히 발생하는 파손 메커니즘입니다. 이러한 현상은 심각한 사전 부식 없이 갑작스럽고 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다.
G30의 니켈{1}}풍부 매트릭스(니켈 약 43%)는 이러한 고장 모드에 대한 본질적인 저항을 제공합니다. 높은 크롬 함량과 몰리브덴 첨가가 결합된 이 합금은 염화물이 포함된 환경에서도 구조적 무결성을 유지합니다.{4}}이는 침전물 아래에서 또는 농축 공정 중에 염화물 농도가 발생할 수 있는 증발기, 열 교환기 및 배관 시스템에서 중요한 이점입니다.
5. 입자 경계 강수에 대한 저항성
G30은 열영향부에서 결정립계 석출물 형성에 대한 탁월한 저항성을 나타내므로-용접 후 열처리 없이 -용접된 상태에서 사용할 수 있습니다.
많은 내부식성-합금은 용접 중 민감화를 겪습니다.-크롬을 고갈시키고 입계 부식 경로를 생성하는 결정립 경계에 크롬 탄화물이 침전됩니다. G30은 탄소 함량을 신중하게 제어하고 우선적으로 안정적인 탄화물을 형성하는 니오븀을 첨가하여 이러한 한계를 극복합니다.
이러한 특성으로 인해 G30은 용접 후 열처리가 비실용적이거나 비용이 많이 드는 -대형 제작에 특히 유용합니다. 용접된 구성품은 입계 손상의 위험 없이 직접 서비스에 배치될 수 있으므로 화학 처리 장비의 제조 시간과 비용이 크게 절감됩니다.
6. 가공성 및 용접성이 우수하다.
Hastelloy G30은 기존 방법으로 쉽게 성형할 수 있으며, 적합한 용가재와 표준 기술을 사용하여 용접할 수 있습니다.
합금은 높은 연성으로 인해 우수한 냉간 성형 특성을 나타냅니다. 그러나 오스테나이트계 스테인리스강보다 단단하여 성형 작업 중에 더 많은 에너지가 필요합니다. 열간 성형은 일반적으로 950도에서 1150도 사이의 온도에서 수행되며, 내식성을 유지하기 위해 급속 냉각됩니다.
용접에는 ERNiCrMo-11 용가재를 권장하며, TIG, MIG, Shielded Metal Arc 용접 등의 공정이 적합합니다. 내식성을 손상시킬 수 있는 황, 납 또는 기타 불순물로 인한 오염을 방지하기 위해 용접 영역을 깨끗하게 유지해야 합니다. 표준 용체화 열처리는 1177도(2150도 F)까지 가열한 후 급속 공기 냉각 또는 물 담금질로 구성됩니다.
Hastelloy G30 플레이트 주요 응용 분야
1. 인산생산설비
G30 플레이트는 증발기 튜브, 배관 및 습식 공정 인산 농축용 용기에 널리 사용되며, 합금의 내식성은 수십 년 동안 현장에서 입증되었습니다.{2}}
습식-인산 농도는 화학 산업에서 가장 까다로운 응용 분야 중 하나입니다. 증발기는 높은 온도에서 작동하며 염화물, 불화물 및 고체 입자가 포함된 산을 처리합니다. G30은 일반 부식, 국부적 공격 및 응력 부식 균열에 대한 저항성이 결합되어 이 서비스에 선호되는 소재입니다.
2. 핵연료 재처리 및 폐기물 관리
이 합금은 질산- 기반 용액에 대한 내성이 있어 핵연료 재처리 시설 및 방사성 폐기물 처리 시스템에 적합합니다.
원자력 산업에서 G30 부품은 재료가 방사선 노출과 결합된 고도의 산화 조건을 견뎌야 하는 곳에 사용됩니다. 연료 용해 공정에서 일반적으로 사용되는 질산-불화수소산 혼합물-에서 합금의 안정성은-중요 장비에 신뢰할 수 있는 선택이 됩니다.
3. 금속 산 세척 장비
G30 플레이트는 스테인레스강 및 기타 금속의 질산{1}}기반 산세척 작업에 사용됩니다.
산세척 탱크 및 관련 장비는 높은 온도에서 질산과 불화수소산의 조합을 견뎌야 합니다. 이러한 산화성 산 혼합물에 대한 G30의 뛰어난 저항성은 이러한 까다로운 응용 분야에서 긴 사용 수명을 보장합니다.
4. 석유화학 가공 및 비료 제조
이 합금은 혼합산 환경에서 사용되는 살충제, 비료, 석유화학 제품 생산 장비에 사용됩니다.-
G30의 균형 잡힌 내식성은 화학 처리 공장에서 황산, 질산 및 복잡한 혼합물을 처리하는 데 적합합니다. 응용 분야에는 반응기, 열 교환기, 배관 및 교반 장비가 포함됩니다.
5. 금광석 추출
G30은 광석 처리를 위해 질산과 황산을 사용하는 금 처리 시설에 사용됩니다.
금광 산업에서는 금 추출 공정을 위한 산성 용액을 처리하는 장비에 G30을 활용하여 합금의 내식성과 우수한 기계적 특성의 조합을 활용합니다.
6. 배가스 탈황 시스템
환경 제어 장비의 경우 G30 플레이트는 연도 가스 탈황 시스템의 산성 응축수 및 염화물{1}} 함유 환경에 대한 저항성을 제공합니다.
석탄{0}}화력 발전소와 산성 가스 세정 시스템을 갖춘 산업 시설에서 G30은 황산 응축물과 염화물{2}}유발 부식에 대해 안정적인 성능을 제공하며 종종 스테인리스강 대체 제품보다 성능이 뛰어납니다.
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