Никелевые сплавы в нефтехимической промышленности

Нефтехимическая и нефтеперерабатывающая промышленность занимается переработкой нефти и природного газа в различные химические продукты. Она производит топливо, смазочные материалы, этилен, аммиак, пластмассы, синтетические волокна, каучуки, моющие средства, растворители, а также сырье для производства лекарственных препаратов и косметической продукции. Крупнейшими нефтехимическими предприятиями Польши являются нефтеперерабатывающий завод ORLEN S.A. в Плоцке и Гданьский нефтеперерабатывающий завод.

Большинство технологических процессов протекает при повышенных температурах (400–1000 °C) и в сильноагрессивных коррозионных средах. На различных стадиях процесса оборудование подвергается воздействию коррозионно-активных атмосфер, содержащих соединения кислорода, углерода, азота, серы и хлора. Высокие температуры и давление также предъявляют требования к сопротивлению ползучести и механической прочности материалов. Неудивительно, что болты, вентиляторы, клапаны, реакционные аппараты, трубы, трубопроводы и насосы, используемые на таких предприятиях, широко изготавливаются из никелевых сплавов, обладающих высокой жаростойкостью и коррозионной стойкостью. Какие марки никелевых сплавов применяются наиболее часто? Это зависит от конкретных условий эксплуатации и предъявляемых требований.

Какие никелевые сплавы применяются в нефтехимической промышленности?

Alloy 800H и 800HT являются стандартными материалами для эксплуатации при средних температурах (620–925 °C). Эти сплавы применяются в водородных реформерах, трубах печей для производства дихлорэтана, технологических трубопроводах и высокотемпературных сосудах, работающих под давлением. Это экономичные сплавы, основным компонентом которых является железо.

Alloy 600 и alloy 625 применяются в высокотемпературных средах, содержащих соединения хлора (хлориды).

Alloy 601 и alloy 600 используются в средах с высоким содержанием кислорода, где особенно важна жаростойкость.

Alloy 617 и alloy 600 предназначены для эксплуатации в агрессивных науглероживающих и азотирующих средах.

Для изготовления компенсаторов, требующих высокой усталостной прочности, применяются Alloy 617 и Alloy 625.

Ниже приведены отдельные характеристики этих сплавов, наиболее важные с точки зрения нефтехимической промышленности.

Жаростойкость / стойкость к окислению - скорость окисления в потоке воздуха при циклических испытаниях продолжительностью 25 часов при температуре 1095 °C:

• Alloy 600 - 1,55 мм/год;
• Alloy 617 - 2,24 мм/год;
• Alloy 601 - 2,49 мм/год;
• Alloy 800H - 3,40 мм/год;
• Alloy 625 - 3,45 мм/год.

Стойкость к науглероживанию - поглощение углерода после 24 часов выдержки в атмосфере Ar–5H₂–5CO–5CH₄ при температуре 1090 °C:

• Alloy 600 - 9,9 мг/см²;
• Alloy 625 - 9,9 мг/см²;
• Alloy 617 - 11,5 мг/см²;
• Alloy 800H - 12,6 мг/см².

Стойкость к азотированию - поглощение азота после 168 часов выдержки в аммиаке при температуре 1090 °C:

• Alloy 600 - 0,2 мг/см²;
• Alloy 617 - 1,9 мг/см²;
• Alloy 601 - 2,6 мг/см²;
• Alloy 625 - 3,3 мг/см²;
• Alloy 800H - 5,5 мг/см².

Стойкость к галогенидам (соединениям хлора) - потеря массы после удаления окалины после 500 часов выдержки при температуре 705 °C:

• Alloy 600 - 97 мг/см²;
• Alloy 625 - 180 мг/см²;
• Alloy 617 - 190 мг/см²;
• Alloy 601 - 215 мг/см²;
• Alloy 800 - 890 мг/см².

Усталостная прочность - разрушающее напряжение после 1000 часов испытаний при температуре 650 °C:

• Alloy 625 - 370 МПа;
• Alloy 617 - 360 МПа;
• Alloy 800 - 165 МПа.