Resistència a la corrosió de l'aliatge Monel a la picadura de clorur i la seva aplicabilitat en entorns d'alt-clorur

La raó fonamental d'aquesta excel·lent resistència a la picada rau en el mecanisme únic de formació de pel·lícula passiva dels aliatges Monel. A diferència dels acers inoxidables que depenen d'una pel·lícula passiva basada en òxid de crom-per a la protecció contra la corrosió, els aliatges Monel formen una capa passiva densa, adherent i auto{2}}curativa composta d'òxids de níquel i coure a la superfície quan s'exposen a ambients oxidants. Aquesta pel·lícula d'òxid de coure-níquel té una permeabilitat extremadament baixa als ions de clorur, evitant eficaçment que els ions de clorur s'adsorbeixin a la superfície de l'aliatge, penetrin a la pel·lícula i iniciïn la corrosió per picades en punts febles (com ara inclusions o límits de gra). En canvi, la pel·lícula d'òxid de crom dels acers inoxidables és propensa a la descomposició local en entorns amb alt-clorur, la qual cosa condueix a una ràpida propagació de picades.

En enginyeria pràctica, aliatges Monelsón àmpliament reconeguts com a materials adequats per a entorns{0}}alts en clorur, i els seus escenaris d'aplicació cobreixen múltiples camps industrials on la corrosió del clorur és un repte crític:

Enginyeria marina: Els aliatges Monel s'utilitzen àmpliament en components de contacte amb aigua de mar, incloses peces estructurals de plataformes en alta mar, sistemes de canonades d'aigua de mar, fixacions de casc de vaixells, eixos d'hèlix i intercanviadors de calor d'aigua de mar. Les proves d'exposició-a llarg termini mostren que Monel 400, el grau més comú, presenta una corrosió insignificant per picades en aigua de mar estàtica o corrent a temperatura ambient, amb una taxa de corrosió inferior a 0,025 mm/any.

Indústria de processament químic: són ideals per a equips que manipulen mitjans que contenen-clorur, com ara dipòsits d'evaporació de salmorra, dipòsits d'emmagatzematge d'àcid clorhídric (per a concentracions moderades i temperatures inferiors a 100 graus) i recipients de reacció de catalitzadors de clorur. Per exemple, a les plantes de producció de sal, els components d'aliatge Monel poden funcionar de manera estable durant més de 10 anys sense danys evidents per picat.

Sistemes de dessalinització: Les plantes dessalinitzadores d'osmosi inversa (RO) i multi{0}}flash (MSF) utilitzen sovint aliatges Monel per a bombes d'alta pressió, vàlvules i tubs de transferència de calor, ja que aquests components estan exposats contínuament a salmorra concentrada amb concentracions de clorur de fins a 100.000 ppm o més.

Producció de petroli i gas: En els pous de petroli i gasoductes en alta mar, els aliatges Monel resisteixen la corrosió causada pels ions clorur a l'aigua de formació, així com la corrosió sinèrgica del clorur i el sulfur d'hidrogen (H₂S) en alguns casos.

info-444-445 info-446-449

info-446-449 info-446-446

Tanmateix, és crucial tenir en compte que la resistència a la picada de clorur dels aliatges Monel no és absoluta i el seu rendiment es pot veure compromès en condicions de servei extremes:

Ambients d'alta-temperatura i{1}}alta concentració de clorur: Quan la temperatura supera els 150 graus i la concentració de clorur és superior a 150.000 ppm, l'estabilitat de la pel·lícula passiva d'òxid de coure-níquel disminueix. Per exemple, a l'ebullició de solucions concentrades de clorur de magnesi, el Monel K-500 (un grau d'aliatge de Monel endurit per precipitació-) pot experimentar una lleugera picada després d'una exposició a llarg termini.

Coexistència de clorur i oxidants forts: La presència d'ions oxidants (per exemple, ions fèrrics Fe³⁺, ions cúprics Cu²⁺, ions hipoclorit ClO⁻) pot accelerar la reacció catòdica de l'aliatge, trencant la pel·lícula passiva i induint picats. Per exemple, en solucions de clorur que contenen lleixiu de clor, la resistència a la picada dels aliatges Monel es redueix significativament.

Risc d'esquerdes per corrosió per tensió (SCC).: Tot i que no està directament relacionat amb la picada, en entorns d'alt-clorur amb tensió aplicada, els aliatges Monel poden enfrontar-se a riscos de SCC a temperatures superiors a 200 graus, cosa que s'ha de tenir en compte en el disseny estructural.

Per garantir un rendiment òptim en entorns d'alt-clorur, la selecció del material s'ha de basar en paràmetres de funcionament específics:

Per a entorns generals d'alt-clorur a temperatures ambient i mitjanes,Monel 400és una opció rendible-per la seva resistència a la corrosió i mecanització equilibrades.

Per a aplicacions que requereixen una major resistència i resistència al desgast (per exemple, eixos d'hèlix marins),Monel K-500es prefereix, ja que el seu tractament d'enduriment per precipitació-millora les propietats mecàniques alhora que manté una resistència a la corrosió similar a la del Monel 400.

Per a entorns combinats de clorur-oxidants extremadament durs, es recomana actualitzar a aliatges basats en-níquel- de rendiment més alt (p. ex., Hastelloy C276), que tenen una millor resistència tant a la picada com a l'SCC.

En resum, els aliatges Monel demostren una excel·lent resistència a la picada de clorur en la majoria de condicions industrials d'alt-clorur i són opcions de material fiables. No obstant això, una avaluació exhaustiva de la temperatura, la concentració de clorur, la presència d'oxidants i les condicions d'estrès és essencial per a una selecció adequada del grau per evitar una fallada prematura.