Ứng dụng của Incoloy 925 trong ngành hóa chất

1. Các kịch bản chính của ngành hóa chất có thể áp dụng

(1) Hệ thống xử lý hóa chất mỏ dầu

Incoloy 925 thể hiện khả năng chống nứt do ứng suất sunfua (SSC), nứt ăn mòn ứng suất do clorua- gây ra (SCC) vượt trội và khả năng chống ăn mòn nói chung trong môi trường chứa các ion H₂S, CO₂ và clorua. Nó được sử dụng rộng rãi trong các thành phần hạ cấp, cây Giáng sinh đầu giếng và hệ thống đường ống cho các mỏ dầu khí chua, nơi nó có thể chịu được các điều kiện khắc nghiệt như áp suất cao (lên tới 10000 psi), nhiệt độ cao (lên tới 204 độ) và nồng độ ion clorua cao (vượt quá 100000 ppm). Trong các đơn vị xử lý hóa học liên quan, nó cũng được áp dụng cho thiết bị khử lưu huỳnh và khử nước dầu thô và khí tự nhiên.

(2) Môi trường xử lý axit

Hợp kim này cho thấy khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong các axit vô cơ-không oxy hóa như axit clohydric loãng và axit sulfuric, đặc biệt là trong các dung dịch có nồng độ chất oxy hóa thấp. Nó phù hợp cho:

Dây chuyền tẩy trong nhà máy hóa chất, để xử lý dung dịch tẩy có tính axit chứa axit clohydric hoặc axit sulfuric.

Hệ thống sản xuất axit photphoric, dành cho các bộ phận tiếp xúc với-axit photphoric trong quy trình ướt (có chứa tạp chất florua).

Các đơn vị xử lý axit hữu cơ, bao gồm thiết bị sản xuất axit axetic và axit formic, nơi nó chống lại sự ăn mòn đồng đều và ăn mòn rỗ.

(3) Hệ thống xử lý chất lỏng ăn mòn

Đối với các dòng quy trình hóa học có chứa ion clorua, muối oxy hóa hoặc môi trường ăn mòn hỗn hợp, Incoloy 925 được sử dụng để sản xuất máy bơm, van và hệ thống đường ống. Các ứng dụng điển hình bao gồm:

Hệ thống phụ trợ công nghiệp clo{0}}kiềm, dùng để vận chuyển nước muối hoặc dung dịch xút loãng.

Các đơn vị xử lý nước thải trong các nhà máy hóa chất, đặc biệt đối với nước thải có tính axit chứa ion kim loại nặng.

2. Sự phù hợp của lò phản ứng và bộ trao đổi nhiệt

(1) Sự phù hợp của lò phản ứng

Incoloy 925 hoàn toàn có thể áp dụng cho việc chế tạo các lò phản ứng hóa học, đặc biệt đối với các lò phản ứng hoạt động trong các điều kiện sau:

Môi trường phản ứng ăn mòn: Lò phản ứng cho các phản ứng liên quan đến khí chua, dung dịch chứa clorua-hoặc axit khoáng loãng. Ví dụ: các lò phản ứng được sử dụng trong sản xuất sunfua hữu cơ hoặc phản ứng este hóa-có xúc tác axit.

Phạm vi nhiệt độ và áp suất vừa phải: Hợp kim duy trì tính chất cơ học ổn định ở nhiệt độ lên tới 540 độ; ở nhiệt độ dưới 204 độ, khả năng chống ăn mòn của nó là tối ưu. Nó phù hợp với các lò phản ứng có áp suất vận hành từ áp suất khí quyển đến áp suất cao (10–15 MPa).

Ưu điểm về thiết kế kết cấu: Hợp kim có khả năng hàn tốt (sử dụng các kim loại phụ phù hợp như dây hàn Hợp kim 925) và có thể chế tạo thành-vỏ lò phản ứng có thể tích lớn và các bộ phận bên trong (ví dụ: máy khuấy, tấm vách ngăn). Nó cũng có khả năng chống mỏi tuyệt vời, điều này rất quan trọng đối với các lò phản ứng chịu sự biến động áp suất theo chu kỳ.

(2) Sự phù hợp của bộ trao đổi nhiệt

Bộ trao đổi nhiệt là một trong những ứng dụng cốt lõi của Incoloy 925 trong ngành hóa chất, với những ưu điểm sau:

Khả năng chống ăn mòn trong môi trường hai pha: Bộ trao đổi nhiệt thường liên quan đến việc truyền nhiệt giữa các chất lỏng khác nhau. Incoloy 925 có thể chịu được sự ăn mòn từ cả phía quy trình (ví dụ: dung dịch chứa clorua, chất lỏng có tính axit) và phía tiện ích (ví dụ: nước làm mát có hàm lượng clorua cao). Nó được sử dụng rộng rãi trong các bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ-và-ống để ngưng tụ khí chua, làm mát dòng quy trình axit và đốt nóng chất lỏng ăn mòn.

Hiệu suất nhiệt cao và độ ổn định cơ học: Hợp kim có độ dẫn nhiệt khoảng 11,2 W/(m·K) ở nhiệt độ phòng, phù hợp cho các ứng dụng truyền nhiệt. Nó cũng có hệ số giãn nở nhiệt thấp (13,6 × 10⁻⁶/độ từ 20–100 độ), giảm ứng suất nhiệt trong chu kỳ nhiệt độ, điều này rất quan trọng để kéo dài tuổi thọ của bộ trao đổi nhiệt.

Các tình huống ứng dụng phổ biến: Bình ngưng trên cao của nhà máy lọc dầu, bộ làm mát chất lỏng xử lý của nhà máy hóa chất và bộ phận thu hồi nhiệt trong hệ thống xử lý khí chua.

3. Hạn chế và biện pháp phòng ngừa

Mặc dù Incoloy 925 rất linh hoạt nhưng nó có những hạn chế cần được xem xét trong các ứng dụng hóa học:

Nó không được khuyến khích cho môi trường axit oxy hóa mạnh (ví dụ: axit nitric đậm đặc, axit sulfuric đậm đặc nóng với nồng độ oxy hóa cao), vì nó có thể bị ăn mòn đồng đều nghiêm trọng.

Trong môi trường-nhiệt độ cao trên 540 độ , pha tăng cường-kết tủa của hợp kim sẽ-lão hóa quá mức, dẫn đến sự suy giảm đáng kể về tính chất cơ học.

Khi được sử dụng trong lò phản ứng và bộ trao đổi nhiệt, cần phải xử lý nhiệt sau hàn-thích hợp (ủ dung dịch ở 980–1010 độ, sau đó lão hóa ở 718–749 độ ) để khôi phục khả năng chống ăn mòn và các đặc tính cơ học của nó.