Teollisissa instrumentoinnissa anturin tai virtausmittarin luotettavuus ei riipu pelkästään sen elektroniikasta ja tarkkuudesta, vaan myös materiaaleista, jotka tulevat suoraan kosketukseen prosessiväliaineen kanssa. Nämä kosketuspinnat tunnetaan yleisesti märkäosan materiaaleina tai kostutetuina materiaaleina.
Paineantureiden, tasolähettimien, sähkömagneettisten virtausmittareiden ja lämpötilainstrumenttien kohdalla oikean märän materiaalin valitseminen on välttämätöntä korroosion estämiseksi, pitkäaikaisen vakauden varmistamiseksi ja ylläpitokustannusten vähentämiseksi.
Tässä artikkelissa selitämme erot kuuden parhaan märän materiaalin, 316L ruostumattoman teräksen, Hastelloy C-276:n, tantaalin, nikkelin, titaanin ja monelin välillä, ja annamme ohjeita oikean materiaalin valitsemiseen erilaisiin teollisiin sovelluksiin.
Mitä ovat märkien osien materiaalit?
Märkien osien materiaalit tarkoittavat kaikkia instrumentin sisällä olevia osia, jotka ovat alttiina mitatulle nesteelle tai kaasulle. Esimerkkejä:
- Anturin kalvot
- Virtausmittarin vuoraukset ja elektrodit
- Prosessiyhteydet
- Anturin kotelot
- Mittausputket
Koska nämä komponentit ovat jatkuvasti alttiina kemikaaleille, merivedelle, hapoille, emäksille tai korkean lämpötilan -nesteille, materiaalien yhteensopivuus on erittäin tärkeää.
Väärä materiaalivalinta voi johtaa:
- Korroosio ja vuodot
- Mittauspoikkeama
- Lyhentynyt anturin käyttöikä
- Säännöllinen huolto
- Turvallisuusriskit vaarallisissa ympäristöissä
316L ruostumatonta terästä
316L ruostumaton teräs on tavallinen märkämateriaali, jota käytetään useimmissateolliset instrumentit. Se tarjoaa erinomaisen mekaanisen lujuuden, hyvän korroosionkestävyyden ja kustannustehokkaan suorituskyvyn. "L" tarkoittaa alhaista hiilipitoisuutta, mikä parantaa hitsaustehoa ja vähentää rakeiden välisen korroosion riskiä.
Edut
Taloudellinen ja laajasti saatavilla
Kestää hyvin vettä, öljyä ja mietoja kemikaaleja
Hygieeninen ja sopii elintarvikekäyttöön
Erinomainen mekaaninen lujuus
Rajoitukset
316L voi kärsiä pistekorroosiosta ympäristöissä, joissa on korkeita kloridipitoisuuksia, kuten merivedessä tai suolaliuoksissa. Se ei myöskään ole ihanteellinen vahvoille hapoille.
Tyypilliset sovellukset
Puhdas vesijärjestelmät
LVI-järjestelmät
Ruoan ja juoman käsittely
Yleiset teollisuusnesteet
Lievät kemialliset prosessit
Hastelloy C-276
Hastelloy C-276 on nikkeli-molybdeeni-kromiseos, joka on suunniteltu erittäin syövyttäviä ympäristöjä varten. Se on yksi monipuolisimmista korroosionkestävistä metalliseoksista, joita on saatavilla instrumentointiteollisuudessa. Se toimii poikkeuksellisen hyvin sekä hapettavissa että pelkistävissä kemiallisissa ympäristöissä.
Edut
Erinomainen kloorivetyhapon kestävyys
Erinomainen suorituskyky märissä klooriympäristöissä
Kestää piste- ja rakokorroosiota
Stabiili korkeissa lämpötiloissa
Rajoitukset
Korkeammat kustannukset kuin ruostumaton teräs
Vaikeampi koneistaa ja hitsata
Tyypilliset sovellukset
Kemialliset jalostuslaitokset
Hapon siirtojärjestelmät
Savukaasujen rikinpoisto
Jätehappokäsittely
Aggressiiviset teollisuuskemikaalit
Tantaali
Tantaalia pidetään yhtenä korroosionkestävimmistä -teollisissa instrumenteissa käytetyistä metalleista. Sen kemiallinen stabiilisuus on erittäin korkea, erityisesti vahvoissa happamissa ympäristöissä.
Monissa sovelluksissa tantaali toimii samalla tavalla kuin lasi korroosionkestävyyden suhteen säilyttäen samalla metallin lujuuden.
Edut
Poikkeuksellinen kestävyys vahvoja happoja vastaan
Erinomainen{0}}pitkäaikainen kemiallinen stabiilisuus
Erittäin luotettava ankarissa korroosioympäristöissä
Rajoitukset
Erittäin kallis materiaali
Vaikea käsittely ja valmistus
Ei sovellu fluorivetyhappoympäristöihin
Tyypilliset sovellukset
Väkevä rikkihappo
Kloorivetyhappojärjestelmät
Farmaseuttinen kemiallinen käsittely
Erittäin puhdas{0}}kemianteollisuus
Nikkeli
Puhdas nikkeli kestää erinomaisesti emäksisiä aineita ja tiettyjä neutraaleja kemikaaleja. Sitä käytetään yleisesti natriumhydroksidisovelluksissa ja alkalikäsittelyjärjestelmissä.
Edut
Erinomainen natriumhydroksidin kestävyys
Hyvä suorituskyky alkalisissa ympäristöissä
Hyvä lämmönjohtavuus
Rajoitukset
Huono kestävyys vahvoja hapettavia happoja vastaan
Rajoitettu käyttö kloridi{0}}rich mediassa
Tyypilliset sovellukset
Kaustiset soodajärjestelmät
Alkalikemian tehtaat
Kemikaalien varastosäiliöt
Teollisuuden puhdistusjärjestelmät
Titaani
Titaani tunnetaan laajalti erinomaisesta meriveden ja kloridikorroosionkestävyydestään. Se muodostaa pinnalle vakaan oksidikerroksen, joka tarjoaa pitkäaikaisen-suojan ankarissakin meriympäristöissä. Korroosionkestävyyden lisäksi titaanilla on myös korkea lujuus-/-painosuhde.
Edut
Erinomainen merivedenkestävyys
Vahva kloridikorroosionkestävyys
Kevyt, mutta mekaanisesti vahva
Pitkä käyttöikä meriympäristöissä
Rajoitukset
Kalliimpi kuin ruostumaton teräs
Hitsaus ja koneistus vaativat erikoisprosesseja
Tyypilliset sovellukset
Meriveden suolanpoisto
Merenkulkutekniikka
Offshore-alustat
Suolaveden jäähdytysjärjestelmät
Rannikkojätevesien käsittely
Monel
Monel on nikkeli{0}}kupariseos, joka tunnetaan erinomaisesta meriveden, alkalien ja fluorivetyhapon kestävyydestään. Se säilyttää myös vahvat mekaaniset ominaisuudet laajalla lämpötila-alueella.
Edut
Erinomainen merivedenkestävyys
Hyvä suorituskyky alkalisissa ympäristöissä
Korkea mekaaninen lujuus
Kestää fluorivetyhappoa
Rajoitukset
Kalliimpi kuin 316L ruostumaton teräs
Rajoitettu kestävyys joillekin hapettaville hapoille
Tyypilliset sovellukset
Offshore öljy ja kaasu
Veneen venttiilit ja pumput
Suolavesijärjestelmät
Fluorivetyhapposovellukset
Yleisten märkien materiaalien vertailu
|
Materiaali |
Pääasiallinen etu |
Paras |
Kustannustaso |
|
316L ruostumatonta terästä |
Kustannustehokas-ja monipuolinen |
Vesi, ruoka, miedot kemikaalit |
Matala |
|
Hastelloy C-276 |
Vahva hapon kestävyys |
Aggressiiviset kemikaalit |
Korkea |
|
Tantaali |
Äärimmäinen korroosionkestävyys |
Väkevät hapot |
Erittäin korkea |
|
Nikkeli |
Alkalin vastustuskyky |
Kaustinen sooda |
Keskikokoinen |
|
Titaani |
Meriveden kestävyys |
Merisovellukset |
Korkea |
|
Monel |
Merivesi + HF vastus |
Offshore & suolavesi |
Keskitaso-Korkea |
Kuinka valita oikea märkä materiaali
Oikean materiaalin valinta riippuu useista tärkeistä tekijöistä.
1. Kemiallinen yhteensopivuus
Ensimmäinen huomio on prosessiväliaineen kemiallinen koostumus.
Esimerkiksi:
Vesi ja miedot nesteet → 316L ruostumatonta terästä
Merivesi- ja kloridiliuokset → Titaani tai Monel
Vahvat hapot → Hastelloy C-276 tai tantaali
Alkaliset nesteet → Nikkeli
Tarkista aina korroosion yhteensopivuustaulukot ennen lopullista valintaa.
2. Lämpötila ja paine
Korkeat lämpötilat voivat kiihdyttää korroosiota. Jotkut materiaalit menettävät lujuustaan tai korroosionkestävyyttään korkeissa lämpötiloissa.
Vaikeissa käyttöolosuhteissa:
Korkean lämpötilan hapot → Hastelloy C-276
Laivojen korkeapainejärjestelmät{0}} → Titaani
Kryogeeniset olosuhteet → Monel
3. Budjetti ja laitteiden käyttöikä
Vaikka eksoottiset seokset ovat aluksi kalliimpia, ne voivat vähentää merkittävästi seisokkeja ja vaihtokustannuksia ajan myötä.
Yleisiin sovelluksiin 316L riittää usein.
Erittäin syövyttävissä ympäristöissä investoimalla Hastelloyyn tai Titaaniin voi parantaa luotettavuutta huomattavasti.
Tyypilliset teollisuussovellukset
Vesi & Jätevesi
Makea vesi → 316L ruostumatonta terästä
Merivesi → Titaani
Kemianteollisuus
Happojärjestelmät → Hastelloy C-276 tai tantaali
Alkalijärjestelmät → Nikkeli
Marine & Offshore
Suolavesiputket → Monel tai Titanium
Ruoka ja juoma
Hygieeniset prosessilinjat → 316L ruostumatonta terästä
Märkäosan materiaalin valinta on yksi tärkeimmistä tekijöistä teollisuusinstrumenttien luotettavuuden ja käyttöiän varmistamisessa. Eri materiaalit tarjoavat erilaisia etuja korroosionkestävyyden, mekaanisen lujuuden, lämpötilan sietokyvyn ja kustannusten suhteen.
Etkö vieläkään ole varma, kuinka valita oikea märkäosan materiaali? Ota yhteyttä saadaksesi apua.