Корозійна стійкість Monel 400 у слабких кислотах

Monel 400 — це нікель-мідний твердий сплав із чудовою корозійною стійкістю в багатьох неокислюючих і нейтральних середовищах. Його ефективність у розведеній оцтовій кислоті та лимонній кислоті, які є типовими органічними слабкими кислотами, можна узагальнити та детально проаналізувати наступним чином.

І оцтова кислота, і лимонна кислота є слабкими органічними кислотами, що не окислюються. Вони неповністю дисоціюють у водних розчинах і утворюють відносно низькі концентрації іонів водню, не маючи сильних окисних властивостей, які можуть зруйнувати пасивну плівку сплавів на основі нікелю. Monel 400 покладається на збагачену нікелем пасивну плівку, утворену на її поверхні, щоб протистояти корозії, і ця плівка залишається стабільною та безперервною в більшості слабких органічних кислот. Як наслідок, Monel 400 загалом демонструє чудову загальну корозійну стійкість у розчинах оцтової кислоти та лимонної кислоти при кімнатній температурі та помірних концентраціях із дуже низькими однорідними швидкостями корозії.

У розведеній або помірно концентрованій оцтовій кислоті (наприклад, до 50% за масою) при температурі навколишнього середовища Monel 400 демонструє чудову стійкість до корозії. Рівномірна швидкість корозії надзвичайно низька, зазвичай набагато нижча прийнятного порогу для промислового обладнання та трубопроводів. Він широко використовується у виробництві оцтової кислоти, зберіганні, харчовій промисловості та системах обробки хімічних речовин у цих умовах.

При підвищенні температури і концентрації

З підвищенням температури, особливо в умовах кипіння або близького до кипіння, швидкість корозії Monel 400 в оцтовій кислоті помітно зростає. Високотемпературна оцтова кислота високої концентрації прискорює розчинення пасивної плівки та сприяє корозії з виділенням водню. Хоча він все ще працює краще, ніж звичайна вуглецева сталь і багато нержавіючих сталей, його стійкості до корозії вже недостатньо для довгострокової надійної служби. Для середовищ з гарячою та концентрованою оцтовою кислотою зазвичай перевагу надають більш стійкі сплави, такі як серія Hastelloy C або нержавіюча сталь з високим вмістом молібдену.

Аерація або присутність окислювальних домішок (наприклад, іонів заліза, хлору, іонів нітратів) значно погіршить корозійну стійкість Monel 400 в оцтовій кислоті. Ці окислювачі руйнують пасивну плівку та викликають локалізовану корозію, включаючи точкову та щілинну корозію. Проте в системах з деаерованою чистою оцтовою кислотою її продуктивність залишається стабільною.

Лимонна кислота - це трикарбонова кислота, яка зазвичай міститься в харчових продуктах, напоях, фармацевтичних препаратах і обробці металевих поверхонь. У більшості умов експлуатації він навіть м’якший, ніж оцтова кислота, щодо корозійної активності.

Monel 400 демонструє чудову стійкість до корозії в розчинах лимонної кислоти в широкому діапазоні концентрацій при кімнатній температурі. Швидкість корозії незначна, що робить його придатним для обладнання, що контактує з харчовими продуктами, фармацевтичної обробки та систем очищення, що включають лимонну кислоту.

Подібно до оцтової кислоти, підвищені температури прискорять корозію, але ефект відносно помірний порівняно з сильними мінеральними кислотами. У деаерованих, вільних від домішок гарячих розчинах лимонної кислоти Monel 400 все ще може підтримувати прийнятну стійкість до корозії для багатьох застосувань.

Наявність окислювачів також погіршує продуктивність. Окислювачі порушують пасивний шар і збільшують ризик локалізованої атаки, як це відбувається в середовищах оцтової кислоти.

Monel 400 має відмінну загальну корозійну стійкість у розведеній або помірно концентрованій оцтовій кислоті та лимонній кислоті при кімнатній температурі, особливо в умовах деаерації та без окислювачів. Це надійний вибір матеріалу для органічних слабких кислот у харчовій, хімічній та фармацевтичній промисловості. Однак його швидкість корозії значно зростає при високих температурах і високих концентраціях, а окислювальні домішки можуть викликати локалізовану корозію. За таких суворих умов Monel 400 більше не є оптимальним вибором, і слід розглянути більш стійкі до корозії сплави на основі нікелю або нержавіючої сталі.