Materiał dla wody przemysłowej z dużą zawartością chlorków i siarczanów

Proszę o informację, czy dobrany przez nas materiał 904L jest odpowiedni dla wody przemysłowej o poniższych parametrach, czy konieczne będzie zastosowanie stali duplex, lub superduplex: chlorki 10500 mg/l, siarczany 27300 mg/l, wapń 1150 mg/l, sód 7000 mg/l, pH 7,5, zasadowość 2,24 mval/gm3, temperatura: do 50 st.C.

W analizowanym przypadku o odporności korozyjnej decyduje stężenie chlorków oraz temperatura pracy. Nie bez znaczenie będzie także kształt samego elementu, szybkość przepływu medium, występowanie szczelin, zmienność warunków eksploatacji, i wiele innych. 

Gatunek AISI 904L (EN 1.4539) z powodzeniem może być stosowany w warunkach wody pitnej (rys. 1), natomiast dla środowiska wód przemysłowych i solankowych, dla danego stężenia jonów chlorkowych jego wytrzymałość korozyjna może być niewystarczająca (rys 2), jeżeli temperatura wody będzie sięgać powyżej 45°C. Dobrany gatunek jest więc na granicy swojej wytrzymałości korozyjnej dla podanego środowiska pracy. Z powodzeniem może być stosowany przy lekkim obniżeniu temperatury eksploatacji.

Rys. 1. Wykres korozyjny dla wody pitnej

Rys. 2. Wykres korozyjny dla wody przemysłowej

 

Dla podanego stężenia chlorków można zastosować gatunek stali zawierający wyższe stężenie chromu i molibdenu, które jednocześnie odpowiedzialne są za zapewnienie odporności na korozję wżerową. Zastosowanie stali AISI 904L (EN 1.4539) może okazać się niewystarczające, choć o wystąpieniu korozji będzie decydować więcej czynników niż tylko stężenie chlorkó, m.in. temperatura eksploatacji, szybkość przepływu medium, itd. Gatunek typu AISI 904L (EN 1.4539) zawiera 25%Cr i 25%Ni oraz 4%Mo i jest raczej dedykowany do eksploatacji w środowisku kwasu siarkowego. Pod względem odporności na korozję wżerową wyrażoną za pomocą wskaźnika PREN i krytycznej temperatury powstawania wżerów (CPT – wg ASMT G 150) gatunek AISI 904L (PREN= 36, CPT=55°C) jest zbliżony do stali typu duplex 2205 (EN 1.4462), dla której PREN= 35 a CPT=52°C. Zastosowanie w zamian stali AISI 904L gatunku duplex typu 2205 (1.4462) nie zwiększy, więc trwałości elementów stosowanych w analizowanym przypadku.

Znaczne polepszenie trwałości – wydłużenie czasu bez oznak korozji w podanym środowisku będzie można otrzymać przez zastosowanie stali nierdzewnych z podwyższonym stężeniem molibdenu do ok. 6%, to znaczy np. gatunku stali austenitycznej typu 256 SMO (EN 1.4547) lub stali superduplex typu SAF 2507 (EN 1.4410), których wskaźnik PREN=43 a CPT=83-85°C.

Nie bez znaczenia podczas doboru materiału w tym przypadku będą miały także względy ekonomiczne oraz typ i charakter danego elementu – konstrukcji.

 

Literatura

[1]. Corrosion Resistance Chart Aggressive Water, Grunfus, www.us.grundfos.com

[2]. Elisabet Alfonsson, Sukanya Hägg Mameng, Outokumpu Avesta Research Center, Sweden, Technical paper: The possibilities & limitations of austenitic and duplex stainless steels in chlorinated water systems, Nuclear Exchange, May 2012