Aleación a base de níquel (Incoloy 800 N08800) resistente a altas temperaturas y resistencia a la corrosión.
1. Introducción
La aleación Incoloy 800 es una aleación a base de hierro; contiene una gran cantidad de Ni, Cr y una pequeña cantidad de Si, Mn, Cu, Al, Ti. Tiene alta resistencia a altas temperaturas y también tiene buena resistencia a la oxidación, resistencia a la carburación y resistencia a la permeabilidad. Propiedades del azufre. Los altos contenidos de Cr y Ni garantizan una estabilidad a largo plazo en ambientes corrosivos. Tubo de horno de gasolina cruda craqueado de aleación 800 utilizado en una planta de procesamiento de hidrógeno durante 150 {6}} horas
(17 años) después, sólo ha sufrido una corrosión menor y todavía tiene buenas propiedades mecánicas.
En Estados Unidos y otros países, la aleación 800 se ha convertido en el material estructural estándar para altas temperaturas. Esta aleación es perfectamente adecuada para su uso en una amplia gama de condiciones y, como resultado, este material se ha utilizado ampliamente en muchos sistemas de alta temperatura en los últimos años. En los Estados Unidos, la atención se ha centrado principalmente en aplicaciones en sistemas avanzados de conversión de energía, especialmente aquellos relacionados con la combustión y gasificación del carbón, con resultados variables que van desde el éxito hasta el fracaso inesperado debido a la sequía. En casi todos los casos, el problema se debe a la corrosión acelerada por azufre.
La sulfuración parece ser el principal obstáculo que limita el uso generalizado de esta aleación. Las condiciones para un uso fiable de esta aleación aún no están claras. El propósito de este artículo es revisar los datos sobre el comportamiento de la Aleación 800 en atmósferas que contienen azufre y evaluar el potencial de la Aleación 800 para resistir la corrosión por sulfuración. Además, las limitaciones apuntan a factores ambientales y materiales que influyen en el comportamiento, así como a áreas en las que es necesario seguir trabajando.
2. Antioxidantes
La mayoría de las aplicaciones de la aleación Incolog 800 en atmósferas donde puede ocurrir sulfuración y corrosión pertenecen a una de las siguientes tres atmósferas: (1) procesamiento de petróleo, (2) gasificación del carbón y (3) combustión de combustibles fósiles. La principal diferencia entre cada atmósfera es la actividad del oxígeno, la temperatura y la presión, pero algunos componentes de la atmósfera son parcialmente iguales y no siempre hay diferencias obvias. A continuación se muestran los resultados de las pruebas pasadas y presentes de la aleación 800 en varios campos, incluidas estimaciones de tiras de uso restringido que requieren un mejor rendimiento.
2.1 Procesamiento de petróleo
Las condiciones de uso en la industria petrolera son: baja temperatura y la atmósfera contiene hidrógeno, hidrocarburos, óxidos de carbono y vapor que contienen pequeñas o trazas de HS. Este tipo de atmósfera suele contener<1% HS (generally less than 100ppm) and very low activity hydrogen, and the temperature generally does not exceed 650°C. Over the years, people have intermittently revealed the behavior of many high-temperature alloys in H2/HS environments: Such as Soreu and Hogt in 1956, Backensto et al. in 1958 and 1956, Mcoy and Hamel in 1971.
La velocidad de corrosión depende en gran medida de la temperatura y es insensible al contenido de HS y a la presión total. Cuando la atmósfera contiene 0.02% HS, se producirá corrosión por sulfuración en la aleación 800. Nadie ha discutido todavía el efecto de la concentración de peroxígeno, pero se puede inferir que la actividad del oxígeno debe ser bastante baja para que el sulfuro alcance un estado estable en equilibrio con la fase gaseosa, como lo demuestra el análisis de difracción de rayos X de el óxido superficial.
La conclusión de que la velocidad de vulcanización no es sensible a la concentración de HS parece extenderse al caso de HS puro. Burns ha estudiado la reacción de la aleación 8 en HS puro a 101,3 kPa. La velocidad de corrosión a 593 grados es de 1,194 mm/año. En este momento, la concentración de HS es 2 órdenes de magnitud menor que la concentración a la temperatura correspondiente en la Tabla 1, y la fuerza es solo la mitad de la temperatura correspondiente, lo que contrasta marcadamente con los datos extrapolados en la Tabla 1. Verificó el efecto del sobrecalentamiento sobre la velocidad de corrosión. La velocidad de corrosión bajo HS puro a 650 grados fue de 3,48 mm/año. La muestra fue severamente vulcanizada en 12 horas a 774 grados y completamente destruida a 982 grados.
Según los datos obtenidos, cuando se utiliza una aleación 800 en una atmósfera que contiene una amplia gama de componentes HS desde unas pocas ppm hasta 100% HS, no habrá corrosión evidente por sulfuro por debajo de 538 grados, y la chatarra La velocidad de corrosión (0,408 mm/año) parece ser superior a 538 grados y puede producirse una atmósfera que contenga 1% o más de H, S. Sin embargo, no hay datos sobre la velocidad de corrosión en atmósferas que contienen pequeñas o trazas de HS por encima de 538 grados. Debe haber un punto límite crítico por debajo del cual no se producirá corrosión debido a la estabilidad termodinámica de la fase de sulfuro. La interfaz de fase estable (metal/sulfuro metálico) de Fe, Ni, Cr y Mn en función de la temperatura y la relación HS/H se muestra en la Figura 1. Si la relación HS/-H2 es inferior a 10~3, Fe y El Ni no formará sulfuros estables por encima de 760 grados. Incluso si se forman sulfuros de Fe y Ni, lo que hace que la aleación 800 se corroa rápidamente, aún puede mantener un buen rendimiento en condiciones superiores a 760 grados y una concentración de HS en H inferior a 1000 ppm.
