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ステンレス鋼-鉄-ベース、クロム-定義
ステンレス鋼は、最小クロム含有量によって定義される鉄-基（Fe）合金のグループです。10.5質量％(ISO 15510 による)。このクロムの閾値は、目に見えない自己修復性の酸化クロム (Cr₂O₃) の不動態皮膜の形成を引き起こします。-これが耐食性の背後にあるメカニズムです。-。この皮膜がなければ、ステンレス鋼も炭素鋼と同様に腐食してしまいます。
プロセス配管で最も広く指定されているステンレスグレードは次のとおりです。304/304L(汎用、18% Cr / 8% Ni)、316/316L(耐塩化物性を向上させるために 2 ～ 3% Mo を添加)、317L(より高い Mo、3 ～ 4%)、およびデュプレックス 2205(22% Cr / 5% Ni / 3% Mo - 高強度と耐塩化物性を兼ね備えています)。
ハステロイ - ニッケル-ベース、攻撃性を考慮した設計
ハステロイは、Haynes International が開発した一連のニッケルベースの超合金の登録商標名です。{0}ステンレスとは異なり、地金はnickel (>50％ニッケル）、鉄ではありません。この基本的な違いにより、ハステロイに質的に異なる耐食性メカニズムが与えられます。- ニッケル マトリックス自体は、酸化環境と還元環境の両方に対して高い耐性があり、高モリブデン (14 ～ 16%) とクロムの添加により強化されています。
化学プロセス配管で最も一般的なグレードは次のとおりです。ハステロイ C-276(UNS N10276) およびハステロイ C-22(UNS N06022)。どちらも耐食合金 (CRA) - として分類されます。この合金は、機械的性能ではなく極端な腐食環境向けに特別に選択された合金を指します。
化学組成: 各合金の内部には何が入っているのか?
| 要素 | 316Lステンレス | デュプレックス 2205 | ハステロイ C-276 | ハステロイ C-22 | 関数 |
|---|---|---|---|---|---|
| Fe（鉄） | 残高 (~63%) | 残高 (~69%) | 4–7% | 2–6% | 卑金属 |
| Ni（ニッケル） | 10–14% | 4.5–6.5% | 残高 (~57%) | 残高 (~56%) | マトリックスの耐食性。オーステナイトの安定性 |
| Cr(クロム) | 16–18% | 21–23% | 14.5–16.5% | 20–22.5% | パッシブ膜形成;耐酸化性 |
| Mo（モリブデン） | 2–3% | 3–3.5% | 15–17% | 12.5–14.5% | 耐孔食性および耐隙間腐食性。 PRENギャップを減らす |
| W(タングステン) | - | - | 3–4.5% | 2.5–3.5% | 耐孔食性の向上。局部腐食耐性 |
| Mn（マンガン） | 2%以下 | 2%以下 | 1%以下 | 0.5%以下 | 脱酸素 |
| C（カーボン） | 0.03％以下（L級） | 0.03%以下 | 0.01%以下 | 0.01%以下 | 低Cにより溶接時の鋭敏化を防止 |
| Co（コバルト） | - | - | 2.5%以下 | 2.5%以下 | 高温安定性- |
機械的特性の比較
| 財産 | 316L(焼鈍) | デュプレックス 2205 | ハステロイ C-276（焼鈍） | ハステロイ C-22（焼鈍） |
|---|---|---|---|---|
| 引張強さ(UTS) | 485～690MPa | 620～900MPa | 690～800MPa | 690～795MPa |
| 耐力 (0.2%) | 170～310MPa | 450～530MPa | 280～350MPa | 310～380MPa |
| 伸長 | 40% | 25% | 40–50% | 45–55% |
| 硬度 | ~79 HRB | ~28 HRC 最大 | ~90 HRB | ~100 HRB |
| 最高使用温度 | 870度（酸化性空気） | 300度(限定) | 1,040度 | 1,093度 |
| 極低温サービス | ✔ 優れた（FCC構造） | 限定 | ✔ 優れた（FCC構造） | ✔ 素晴らしい |
| 溶接性 | 素晴らしい - PWHT なし | 良好 (フェライト制御が重要) | 良好です - PWHT は必要ありません | 良好です - PWHT は必要ありません |
| 加工-硬化率 | 高い | 適度 | 高い | 高い |
| 被削性 | まあまあ（仕事は熱心です） | 難しい | 難しい - には超硬工具が必要です | 難しい |
よくある質問
Q: ステンレス鋼とハステロイの主な違いは何ですか?
Stainless steel is iron-based with ≥10.5% chromium, Hastelloy is nickel-based with >ニッケル50%。これにより、ハステロイは還元酸や塩化物に対する耐性がはるかに高くなりますが、コストは 316L の 6 ～ 10 倍になります。
Q: 316L ステンレス鋼の代わりにハステロイ C-276 を使用するのはどのような場合ですか?
Use C-276 when: Cl⁻ >高温で 200 ppm、HCl または H2SO4 の存在、湿った H2S/酸性ガスの使用、混合酸化/還元条件 (FGD など)、または 316L が孔食/SCC によって故障しました。
Q: ハステロイ C-276 と 316L ステンレス鋼の PREN は何ですか?
316L: PREN ≈ 24。ハステロイ C-276: PREN ≈ 72。C-276 の耐孔食性はほぼ 3 倍高く、塩化物が豊富な環境では重要です。
Q: ハステロイはステンレス鋼よりも強いですか?
周囲温度では、C-276 と 316L は同様の強度 (~690 MPa UTS) を持ちます。ハステロイの利点は高温性能です。316L の 870 度に対して 1,040 度まで強度を維持します。-実際、Duplex 2205 は両方よりも降伏強度が高くなります。
Q: ハステロイのグレードには何がありますか?
C-276- 最も一般的、-あらゆる耐食性、C-22- は酸化性酸 (HNO₃) に対して優れています。B-3- HCl の専門家。酸化媒体ではありません。X- 台の高温ガスタービン-。
Q：ハステロイは錆びますか？
No. Its >50% ニッケルベースにより、不動態皮膜のみに頼ることなく耐腐食性を実現します。塩化物 SCC および HIC に対する免疫。高温の濃酸化性酸 (HNO3 + HF など) に対してのみ脆弱であり、C-22 の方が優れた性能を発揮します。
Q: コストを節約するために、ハステロイをステンレス鋼に置き換えることはできますか?
Yes - 316L handles most general service. Upgrade to Hastelloy only when corrosion data shows >ステンレスに対する年間 0.1 mm の攻撃。スーパー デュプレックス 2507 (PREN 43) は、費用対効果の高い中間オプションです。-
Q: ハステロイパイプ製品にはどのような規格が適用されますか?
ASTM B622/SB-622 (シームレス)、ASTM B619/SB-619 (溶接パイプ)、ASTM B626/SB-626 (熱交換器チューブ)。 ASME B36.19/B36.10 に基づく寸法。 UNS 番号を指定します (C-276 の場合は N10276、C-22 の場合は N06022)。
