Korrosionsbestandighed af Monel 400 i svage syrer

Monel 400 er en nikkel-kobber-legering i fast opløsning med fremragende korrosionsbestandighed i mange ikke-oxiderende og neutrale miljøer. Dens ydeevne i fortyndet eddikesyre og citronsyre, som er typiske organiske svage syrer, kan opsummeres og analyseres i detaljer som følger.

Både eddikesyre og citronsyre er svage, ikke-oxiderende organiske syrer. De dissocierer ufuldstændigt i vandige opløsninger og producerer relativt lave koncentrationer af hydrogenioner uden stærke oxiderende egenskaber, der kan nedbryde den passive film af nikkel-baserede legeringer. Monel 400 er afhængig af den nikkelrige passive film, der er dannet på dens overflade, for at modstå korrosion, og denne film forbliver stabil og kontinuerlig under de fleste svage organiske syreforhold. Som et resultat udviser Monel 400 generelt fremragende generel korrosionsbestandighed i eddikesyre- og citronsyreopløsninger ved stuetemperatur og moderate koncentrationer med meget lave ensartede korrosionshastigheder.

I fortyndet til moderat koncentreret eddikesyre (f.eks. op til 50 vægt-%) ved omgivelsestemperatur viser Monel 400 enestående korrosionsbestandighed. Den ensartede korrosionshastighed er ekstremt lav, normalt langt under den acceptable tærskel for industrielt udstyr og rør. Det er meget udbredt i eddikesyreproduktion, opbevaring, fødevareforarbejdning og kemikaliehåndteringssystemer under disse forhold.

Med stigende temperatur og koncentration

Når temperaturen stiger, især under kogende eller nær-kogende forhold, øges korrosionshastigheden af ​​Monel 400 i eddikesyre mærkbart. Eddikesyre med høj temperatur og høj koncentration accelererer opløsningen af ​​den passive film og fremmer brintudviklingskorrosion. Selvom det stadig yder bedre end almindeligt kulstofstål og mange rustfrit stål, er dets korrosionsbestandighed ikke længere tilstrækkelig til langsigtet pålidelig service. Til varme og koncentrerede eddikesyremiljøer foretrækkes normalt mere modstandsdygtige legeringer såsom Hastelloy C-serien eller højmolybdæn rustfrit stål.

Beluftning eller tilstedeværelsen af ​​oxiderende urenheder (f.eks. ferri-ioner, klor, nitrationer) vil væsentligt forringe korrosionsbestandigheden af ​​Monel 400 i eddikesyre. Disse oxiderende arter bryder den passive film og inducerer lokaliseret korrosion, herunder grubetæring og sprækkekorrosion. I afluftede, rene eddikesyresystemer forbliver dens ydeevne dog stabil.

Citronsyre er en tricarboxylsyre, der almindeligvis findes i fødevarer, drikkevarer, lægemidler og metaloverfladebehandlinger. Det er endnu mildere end eddikesyre i korrosivitet under de fleste driftsforhold.

Monel 400 præsenterer fremragende korrosionsbestandighed i citronsyreopløsninger over et bredt koncentrationsområde ved stuetemperatur. Korrosionshastigheden er ubetydelig, hvilket gør den velegnet til fødevarekontaktudstyr, farmaceutisk behandling og rengøringssystemer, der involverer citronsyre.

I lighed med eddikesyre vil forhøjede temperaturer fremskynde korrosion, men effekten er relativt moderat sammenlignet med stærke mineralsyrer. I afluftede, urenhedsfri varme citronsyreopløsninger kan Monel 400 stadig opretholde acceptabel korrosionsbestandighed til mange anvendelser.

Tilstedeværelsen af ​​oxiderende forurenende stoffer forringer også ydeevnen. Oxiderende arter forstyrrer det passive lag og øger risikoen for lokaliseret angreb, ligesom de gør i eddikesyremiljøer.

Monel 400 har fremragende generel korrosionsbestandighed i fortyndet til moderat koncentreret eddikesyre og citronsyre ved stuetemperatur, især under afluftede og oxidantfrie forhold. Det er et pålideligt materialevalg til anvendelser med organisk svag syre i fødevare-, kemiske og farmaceutiske industrier. Dens korrosionshastighed stiger dog betydeligt ved høje temperaturer og høje koncentrationer, og oxiderende urenheder kan udløse lokal korrosion. Under så barske forhold er Monel 400 ikke længere det optimale valg, og mere korrosionsbestandige nikkel-baserede eller rustfri stållegeringer bør overvejes.