En industrias que van desde el procesamiento químico y la producción de fertilizantes hasta el refinación de petróleo y el tratamiento de residuos, la necesidad de materiales que puedan resistir los entornos ácidos agresivos, especialmente Sulfúrico (H₂so₄) yfosfórico (h₃po₄) ácidos: es primordial.Aleación 28 (UNS N08028), una aleación de acero inoxidable austenítico con alto contenido de níquel y cromo, ofrece una resistencia sobresaliente a la corrosión uniforme y localizada en estos entornos hostiles.

A diferencia de los aceros inoxidables convencionales o las aleaciones de níquel de bajo grado, la aleación 28 proporciona superior Señalización de picaduras, grietas y corrosión intergranular, mientras mantiene una excelente trabajabilidad y soldabilidad. Este artículo explora los mecanismos de rendimiento del material en medios ácidos, con un enfoque en Confiabilidad del proceso en sistemas de ácido fosfórico/sulfúricoe incluye datos de tasa de corrosión bajo concentraciones variables.

Composición química y diseño de aleación

La aleación 28 está diseñada con un equilibrio optimizado de elementos de aleación:

Las características metalúrgicas clave incluyen:

• Alto CR y Mo → Forma una película pasiva estable, crítica en los sistemas de ácido que contienen cloruro.

• Contenido de níquel> 30% → Mejora la resistencia a la reducción de los ácidos y el cloruro SCC.

• Bajo C y N → Reduce la sensibilización y el ataque intergranular después de la soldado.

Este equilibrio garantiza que la aleación 28 funcione bien tanto en los ambientes ácidos oxidantes como en la reducción de los entornos ácidos: ir para una sola aleación.

Comportamiento de corrosión del ácido sulfúrico

El ácido sulfúrico, especialmente en una alta concentración o en formas contaminadas, es uno de los productos químicos industriales más corrosivos. Observaciones clave:

• BAJO concentración (<20%) H₂so₄ promueve corrosión general.

• Rango medio (20-60%) a menudo causa ataque localizado, especialmente bajo calor y estancamiento.

• Alta concentración (> 80%) crea comportamiento pasivo debido a los efectos de deshidratación ácida.

Este comportamiento pasivo proviene de la formación de un Capa de óxido rica en CR, reforzado por Mo contra las picaduras.

Rendimiento en sistemas de ácido fosfórico

En plantas de fertilizantes fosfato y unidades de ácido fosfórico de proceso húmedo:

• H₃po₄ a menudo está contaminado con fluoruro, cloruros y sólidos suspendidos.

• Estas condiciones representan un alto riesgo de SCC de acero inoxidable de bajo grado.

La aleación 28 ha demostrado:

• Peluces insignificantes o ataque de grietas en 30–50% h₃po₄ a 70–90 ° C.

• No SCC en las pruebas de inmersión a largo plazo (ASTM G36).

• Excelente compatibilidad con equipos de evaporador, digestor y cristalizador.

Además, Adiciones de CU Mejorar la resistencia de la aleación 28 en las condiciones de ácido mixto que reduce la oxidación, a menudo encontradas en plantas de fertilizantes de varios pasos.

Soldabilidad y estabilidad microestructural

A diferencia de muchas aleaciones de alto rendimiento, la aleación 28 es:

• Completamente soldable Uso de técnicas estándar de GTAW o SMAW.

• Compatible con metales de relleno como Ernicrmo-3 o Ernicrmo-10.

• Sin tratamiento térmico posterior a la soldado requerido en la mayoría de las condiciones de servicio.

El análisis de microscopía de juntas soldadas muestra:

• Sin precipitación de carburo o sensibilización al límite de grano después de la soldadura.

• Microestructura austenítica estable con distribución de tamaño de grano uniforme.

Estas características hacen que la aleación 28 sea adecuada para Reparaciones en el sitio y tanques y tuberías de fabricación personalizada.

Aplicaciones industriales

La aleación 28 se usa en:

• Evaporadores, intercambiadores de calor y reactores en plantas de ácido fosfórico.

• Unidades de recuperación ácida gastada en sistemas de ácido sulfúrico.

• Tubo de transferencia de calor en ambientes de ácido térmico (hasta 120 ° C).

• Tuberías, codos y válvulas en fertilizantes lloses.

Estudio de caso: en una unidad de alquilación de ácido sulfúrico, la aleación de 28 tubos mostró Tasa de corrosión de menos de 0.05 mm/año después de 3 años de operación, Supervisión de aleación 316L y 904L en condiciones idénticas.

Comparación con otras aleaciones

La aleación 28 ocupa el punto óptimo de costo de rendimiento, ofreciendo una resistencia superior sobre los aceros inoxidables estándar mientras es más económico que las superaltas de alto níquel como C-276.

Consideraciones y limitaciones de diseño

Aunque versátil, la aleación 28 tiene algunas limitaciones:

• No es ideal por encima de 300 ° C Debido a los riesgos de difusión del límite de grano.

• Evitar zonas estancadas Para evitar la corrosión de la grieta en los ácidos clorados.

• En entornos con Combinaciones de ácido hidrofluorico o cloruro alto + oxidantes, pueden ser necesarias opciones de mayor aleación como C-22.

Consejos de diseño:

• Mantenga la velocidad del fluido> 1.5 m/s en las tuberías.

• Usar Juntas con bridas con forro PTFE Para mejorado mejorado.

• Aplicar electropulencia a superficies internas para maximizar la pasividad.

Perspectiva futura

Con creciente énfasis en Fabricación de fertilizantes verdes, reciclaje de ácido de desecho, y Refinación mineral crítica, Se espera que la aleación 28:

• Expandirse Producción de fosfato de grado de batería sistemas.

• Ser aplicado en lixiviación de ácido sulfúrico de minerales de tierras raras.

• Ser utilizado en Circular Economy Plantas de concentración de ácido con alta tolerancia a la impureza.

Los nuevos desarrollos incluyen:

• Versiones microalloyadas ajustadas para una resistencia de fluoruro aún mayor.

• Métodos de fabricación utilizando revestimiento de explosión sobre acero al carbono para reducir el costo.

Alloy 28 es un material de ingeniería estratégicamente que llena el vacío entre el acero inoxidable y las aleaciones de corrosión totalmente a base de níquel. Es resistencia a la corrosión localizada, especialmente en ambientes sulfúricos y de ácido fosfórico, lo hace ideal para las exigentes condiciones en fertilizantes, químicos y sectores de refinación.

Combinatorio Estabilidad en estado sólido, facilidad de fabricación y larga vida útil, La aleación 28 no solo ofrece un rendimiento rentable, sino que también establece un estándar para la confiabilidad en los duros sistemas de manejo de ácidos industriales.