1. סקירה כללית של הרכב סגסוגת בסיסית
Monel 400: מורכב בעיקר מניקל ונחושת, עם תכולת ניקל בסביבות 63%-70% ונחושת כ-28%-34%. הוא מכיל רק כמויות קורט של ברזל, פחמן, מנגן ויסודות אחרים, ללא תוספת כרום מכוונת. עמידותו בפני קורוזיה מסתמכת בעיקר על ההשפעה הסינרגטית של ניקל ונחושת.
Inconel 600: סגסוגת על בסיס ניקל עם כרום גבוה (14%-17%) וברזל (6%-10%) כיסודות סגסוג מרכזיים. הכרום מספק יכולת פסיבציה חזקה בסביבות מחמצנות, בעוד שניקל שומר על יציבות בתנאים מפחיתים ובסיסיים.
2. השוואה של עמידות בפני קורוזיה חומצה
(1) ביצועים בהפחתת חומצות
חומצות מפחיתות כוללות בעיקר חומצות שאינן מחמצנות כגון חומצה הידרופלואורית, חומצה גופרתית מדוללת, חומצה הידרוכלורית, חומצה זרחתית בתנאים שאינם מחמצנים.
Monel 400: מציג עמידות מצוינת בפני קורוזיה ברוב סביבות החומצה המפחיתות. נחושת בסגסוגת משפרת משמעותית את יציבותה בחומצה הידרופלואורית ובחומצה גופרתית מדוללת; לעתים נדירות הוא נפגע או בעל שיעור קורוזיה נמוך מאוד במערכות חומצות מפחיתות שאינן מחמצנות וללא חמצן. זוהי אחת מסגסוגות הניקל הנפוצות הבודדות המתאימות לשירות ארוך טווח בסביבות חומצה הידרופלואורית.
Inconel 600: ביצועים גרועים בחומצות מפחיתות חזקות, במיוחד חומצה הידרופלואורית וחומצה הידרוכלורית מרוכזת. ללא תכולת נחושת מספקת, הוא אינו יכול ליצור סרט מגן יציב בהפחתת מדיה חומצית. קצב הקורוזיה גבוה יחסית, וקורוזיה אחידה חמורה או קורוזיה מקומית תתרחש בתנאי חימום או ריכוז גבוה. לכן, אינקונל 600 אינו מומלץ להפחתת מערכות חומצה.
(2) ביצועים בחומצות מחמצנות
חומצות מחמצנות כוללות חומצה חנקתית מרוכזת, חומצה גופרתית מרוכזת, חומצה כרומית ואמצעים אחרים בעלי תכונות חמצון חזקות.
Monel 400: סובל קורוזיה מהירה וחמורה בחומצות מחמצנות. מטריצת הניקל-נחושת אינה יכולה ליצור סרט פסיבי צפוף ויציב תחת חמצון חזק. הוא יחווה קורוזיה אחידה מהירה או קורוזיה בין-גרגירית, כך שהיא לא מתאימה לתנאי חומצה מחמצנת.
Inconel 600: מפיק תועלת מתכולת הכרום הגבוהה שלו, היוצר סרט פסיבי צפוף של תחמוצת כרום על פני השטח בסביבות מחמצנות. יש לו עמידות מצוינת בפני קורוזיה לחומצות מחמצנות כגון חומצה חנקתית, במיוחד במערכות חומצות חמצון חמות ומרוכזות. הוא שומר על קצב קורוזיה נמוך ויציבות מבנית טובה, מה שהופך אותו לשימוש נרחב בתהליכי חמצון כימיים של חומצה.
(3) ביצועים בחומצות אורגניות
בסביבות חומצה אורגנית כגון חומצה אצטית, חומצת לימון וחומצה לקטית (בעיקר מפחיתה או ניטרלית),
ל-Monel 400 יש עמידות טובה בפני קורוזיה ויכול לשמור על ביצועים יציבים בתנאי טמפרטורה בינוניים.
גם Inconel 600 מתפקד היטב, אך היתרון שלו אינו ברור בהשוואה ל-Monel 400, ועלותו גבוהה יותר.
3. השוואה של עמידות בפני קורוזיה אלקלי
שתי הסגסוגות נמצאות בשימוש נרחב בסביבות אלקליות בשל תכולת הניקל הגבוהה שלהן, אך עדיין יש הבדלים.
מונל 400: בעל עמידות יוצאת דופן בפני חומרי גלם אלקליים, כולל סודה קאוסטית, אשלגן הידרוקסיד, סידן הידרוקסיד ואלקליות חזקות אחרות. הוא יציב גם בתמיסות אלקליות בריכוז גבוה וגם בטמפרטורה גבוהה, עם קצב קורוזיה נמוך וללא נטייה לפיצוח קורוזיה במתח ברוב המערכות האלקליות. הוא משמש בדרך כלל במערכות אידוי, התגבשות וצינורות בייצור סודה קאוסטית.
Inconel 600: מציג גם עמידות מצוינת בפני קורוזיה אלקלית, במיוחד בסביבות אלקליות מותכות בטמפרטורה גבוהה ובסביבות קאוסטיות חזקות. רכיב הכרום משפר עוד יותר את היציבות של הסרט הפסיבי, מה שהופך אותו לאמין יותר מ-Monel 400 בטמפרטורה גבוהה במיוחד או בתנאים אלקליים מרוכזים במיוחד, כגון מערכות מלח מותך וציוד לטיפול קאוסטי בטמפרטורה גבוהה. בסביבות אלקליות קונבנציונליות בטמפרטורה בינונית ובריכוז בינוני, פער הביצועים בין שתי הסגסוגות קטן.
4. ביצועים במלח ניטרלי ובסביבות קורוזיביות מיוחדות
כדי להמחיש טוב יותר את התרחישים הרלוונטיים שלהם, ההשוואה מורחבת לסביבות אטמוספריות עם כלוריד וטמפרטורות גבוהות.
סביבות המכילות כלוריד (מי ים, מי מלח): ל-Monel 400 עמידות מצוינת בפני קורוזיה של מי ים וכלוריד, עם עמידות חזקה בפני קורוזיה וחריצים. Inconel 600 נוטה להיווצרות חריצים וקורוזיה בסביבות המכילות כלוריד, במיוחד בתנאי סטגנציה וטמפרטורות גבוהות, ולכן Monel 400 מתאים יותר.
אווירת חמצון בטמפרטורה גבוהה: ל-Inconel 600 יש עמידות מצוינת לחמצון בטמפרטורות גבוהות ועמידות בפני קורוזיה בקיטור עד סביבות 1095 מעלות, העולה בהרבה על Monel 400. Monel 400 נוטה לקורוזיה מואצת ולהתפשטות בטמפרטורות גבוהות באטמוספרות מחמצנות, ולכן הוא אינו מתאים לשירות ארוך טווח של חמצון.
5. סיכום והנחיות ליישום
בהפחתת חומצות (חומצה הידרופלואורית, חומצה גופרתית מדוללת שאינה מחמצנת, חומצה הידרוכלורית): Monel 400 עדיפה משמעותית על Inconel 600 והוא החומר המועדף.
בחומצות מחמצנות (חומצה חנקתית מרוכזת, מערכות חומצה מחמצנות חמות): Inconel 600 עדיפה בהרבה והיא הבחירה הקיימא היחידה בין השניים.
בתנאים בסיסיים כלליים: לשתי הסגסוגות יש ביצועים מצוינים. Monel 400 חסכוני עבור סביבות אלקליות קונבנציונליות, בעוד ש-Inconel 600 מתאים יותר לתנאי אלקלי מותך בטמפרטורה גבוהה ולתנאים אלקליים קשים במיוחד.
בסביבות מי ים וכלוריד: Monel 400 אמין יותר. באווירה מחמצנת בטמפרטורה גבוהה, Inconel 600 היא האפשרות הישימה היחידה.
