陶瓷內(nèi)襯管 vs C22合金管，誰更耐蝕？答案來了
兩種材料，兩種命運(yùn)
處在化工、冶金、以及環(huán)保此類強(qiáng)腐蝕工況當(dāng)中, 管道選型向來都不是一件小事兒。有一者是陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管, 它是以剛玉陶瓷層去抵御高溫磨損以及酸堿侵蝕的；還有一者是 C22耐蝕合金管, 它是憑借鎳鉻鉬鎢的合金配方, 于強(qiáng)氧化性介質(zhì)里表現(xiàn)優(yōu)異的。它們看上去好像都能夠解決問題, 然而其核心邏輯卻是完全不一樣的: 陶瓷依靠“硬”來解決, C22依靠“純”來解決。這決定了它們?cè)诓煌瑘鼍跋碌拿\(yùn)。
陶瓷內(nèi)襯管的“硬實(shí)力”
有這樣一種鋼管, 它叫陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管, 其全稱是自蔓延高溫合成陶瓷內(nèi)襯鋼管, 它的內(nèi)壁借助鋁熱反應(yīng)生成了 Al?O? 陶瓷層, 這層陶瓷的硬度達(dá)到了 - 1300, 它遠(yuǎn)高于普通鋼材的硬度。其最為突出的優(yōu)勢體現(xiàn)于耐磨以及耐溫方面, 在對(duì)含有固體顆粒的漿體進(jìn)行輸送時(shí), 在對(duì)粉煤灰進(jìn)行輸送時(shí), 在對(duì)礦渣進(jìn)行輸送時(shí), 陶瓷層基本上不會(huì)遭受沖蝕, 其使用期限相較于普通鋼管得以延長5至10倍。
然后, 陶瓷內(nèi)襯管有著明顯的不足之處: 耐蝕性受限, 盡管Al?O?在常溫狀態(tài)的酸堿里穩(wěn)定。但在高溫的濃鹽酸、混酸（像HNO?或者HF）環(huán)境下, 陶瓷層有可能被溶解或者剝落。另外, 陶瓷層跟鋼管基體之間熱膨脹系數(shù)存在很大差異, 頻繁出現(xiàn)溫度波動(dòng)容易致使界面開裂。因此, 它對(duì)于溫度保持穩(wěn)定, 且含有固體顆粒的那種腐蝕環(huán)境而言, 更加適配, 像是電廠脫硫漿液流動(dòng)的管道, 以及礦山用來運(yùn)送尾礦材料借助到的管子。
C22合金管的“純戰(zhàn)略”
C22（UNS ）屬于鎳基超合金, 其成分含有22%的鉻, 還有13%的鉬, 以及3%的鎢和少量鐵, 它并非像陶瓷那般依靠“硬”來防護(hù), 而是借助自身化學(xué)穩(wěn)定性達(dá)成耐蝕性能有。C22在氧化性的酸比如硝酸里表現(xiàn)出色, 在具有還原性的酸像鹽酸中表現(xiàn)也出色, 在混合而成的酸例如王水里同樣表現(xiàn)出色, 特別是對(duì)于濕氯氣, 對(duì)于次氯酸鹽, 對(duì)于氯化鐵這類強(qiáng)腐蝕介質(zhì)而言, 它的點(diǎn)蝕抗力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過316L或者C276, 它的縫隙腐蝕抗力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過316L或者C276, 它的應(yīng)力腐蝕開裂抗力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過316L或者C276。
數(shù)據(jù)證實(shí), 于 10%沸騰鹽酸里面, C22 的腐蝕速率僅僅為 0.05mm/年, 然而 316L 的腐蝕速率卻超過 3mm/年, 在 50%硫酸跟 氯離子的環(huán)境當(dāng)中, C22 幾乎沒有感覺到失重, 陶瓷內(nèi)襯管卻因?yàn)槁入x子的滲透致使基體遭到腐蝕。但是, C22的代價(jià)在于, 其材料成本是高昂的, 每噸價(jià)格大約是普通不銹鋼的10至15倍, 并且, 它的加工難度很大, 焊接過程需要嚴(yán)格控制溫度。
對(duì)比之下，誰更適合你？
選型邏輯：抓住三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)
1. 介質(zhì)當(dāng)中是不是包含著硬質(zhì)顆粒呢? 要是包含的話 , 那么優(yōu)先去考慮陶瓷管。要是處于純凈的酸、純凈的堿, 還有純凈的鹽溶液這種情況 , C22則會(huì)更加可靠。
2. 溫度是不是會(huì)頻繁地出現(xiàn)波動(dòng)呢 陶瓷管是不能夠耐受熱沖擊的 溫差要是大于200℃的話 就有可能出現(xiàn)爆瓷的情況 C22的適應(yīng)性卻是很強(qiáng)實(shí)的。
3. 預(yù)算夠不夠允許呢。有著初始成本低的陶瓷管, 不過得對(duì)其襯砌按一定周期進(jìn)行檢查, 有著一次性投入高的C22, 然而它的維護(hù)成本出奇地極為低值?
經(jīng)典案例與教訓(xùn)
某化工廠曾運(yùn)用配置陶瓷內(nèi)襯的管道來輸送處于硫酸為百分之60濃度并且伴有氯氣的混合介質(zhì), 在剛開始投入運(yùn)行的時(shí)候, 其呈現(xiàn)出的效果相當(dāng)不錯(cuò), 可是在歷經(jīng)3個(gè)月之后, 氯氣于縫隙的位置慢慢聚集濃縮進(jìn)而致使次氯酸得以形成, 這種情況致使基體遭受腐蝕最終出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象, 之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的狀況, 是由于配制陶瓷這一層面沒有辦法對(duì)氣體滲透起到阻擋作用, 隨后改用C22合金管, 在運(yùn)行長達(dá)6 年的時(shí)間里都沒有出現(xiàn)失效的情況。
又有一案例, 礦山企業(yè)用C22管輸送含有30%石英砂的酸性礦漿, 僅僅半年時(shí)間, 管的內(nèi)壁就被磨穿了, 原因是合金材料的硬度不夠。更換成陶瓷內(nèi)襯管之后, 其壽命提高到了5年以上。
總結(jié)：沒有萬能材料，只有匹配場景
以成本為優(yōu)先考慮因素而被選擇的陶瓷內(nèi)襯管, 適用于那種以磨損作為主要情況、腐蝕作為次要情況的工作狀況；將性能視為至上方案的C22合金管, 適合那種以腐蝕作為主要方面、磨損處于可控制狀態(tài)的環(huán)境。在進(jìn)行選型的時(shí)候, 要先去做介質(zhì)全成分的分析, 所分析的內(nèi)容包含pH值、氯離子濃度、固體顆粒粒徑、溫度范圍這些, 之后再去對(duì)比LCC, 也就是全生命周期成本。牢記著, 耐腐蝕并非是硬度方面的競賽, 而是化學(xué)兼容性的那種博弈過程。
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