התנגדות גופרית כללית
Inconel 600 (UNS N06600) היא סגסוגת אוסטניטית Ni‑Cr (≈72Ni–15Cr) שיוצרת אבנית משטח הגנה המורכבת בעיקר מתחמוצת כרום (Cr₂O₃) בתנאים מחמצנים או מפחיתים עדין. שכבת תחמוצת זו פועלת כמחסום בפני חדירת גופרית, ומספקת עמידות טובה בפני גופרית בתרחישים תעשייתיים רבים.
הסיבות העיקריות לביצועיה:
כרום מגיב באופן מועדף עם גופרית ליצירת כרום סולפידים יציבים יחסית (למשל, Cr₂S₃) ועוזר לשמור על קשקשים מגנים.
לניקל זיקה נמוכה יותר לגופרית מאשר לברזל, מה שמפחית את היווצרותם של סולפידים שבירים ובעלי נקודת התכה נמוכה (בעיה שכיחה בסגסוגות המבוססות על Fe).
תכולת הניקל הגבוהה של הסגסוגת מספקת גם עמידות טובה בפני פיצוח קורוזיה גופרתי (SSCC) במקרים רבים, במיוחד בהשוואה לפלדות פחמן ופלדות סגסוגת נמוכה.
ביצועים בסביבות שונות המכילות גופרית
1) גופרית בטמפרטורה גבוהה (למשל, H₂S, SO₂, גופרית יסודית, גזים גופרתיים)
טמפרטורות מתונות (≈500-700 מעלות): Inconel 600 מראה בדרך כלל עמידות טובה לסולפידציה בסביבות שבהן ניתן להיווצר אבנית Cr₂O₃ מגן ולהישמר.
Higher temperatures (>700-800 מעלות): שיעורי הגופרה עולים באופן משמעותי. בטמפרטורות אלו, גופרית יכולה להגיב עם כרום ליצירת סולפידים, ואבנית התחמוצת המגנה עלולה להיות פחות יציבה או להפוך לגופרית, מה שמוביל ל:
אובדן מתכת מואץ
היווצרות קשקשים נקבוביים או לא נצמדים
פוטנציאל לאבק מתכת בחלק מהאטמוספרות המכילות גופרית, עשירות בפחמן
תנאי גופרית אגרסיביים מאוד (פעילות גופרית גבוהה, לחץ חלקי חמצן נמוך, הפחתת אטמוספרות עם H₂S/SO₂): ייתכן ששכבת התחמוצת/סולפיד המגינה לא תיווצר ביעילות, וכתוצאה מכך התנגדות לקויה והתקפה מהירה.
2) גופרית מאכלת בשלבי נוזלים (למשל, גופרית מותכת, מלחי גופרית)
גופרית מותכת: ניתן להשתמש ב-Inconel 600 בשירות גופרית מותכת בטמפרטורות מתונות, אך הביצועים תלויים בזיהומים (למשל, H₂S, פוליסולפידים) ובטמפרטורה. בטמפרטורות גבוהות יותר, תגובה עם גופרית עלולה לגרום לקורוזיה ושבירות.
מלחי גופרית מותכים (למשל, Na₂S, K₂S, תערובות גופרתי): סביבות אלו יכולות להיות אגרסיביות ביותר, במיוחד בטמפרטורות גבוהות, ועלולות להוביל לגופרציה או קורוזיה משמעותית של הסגסוגת.
3) קורוזיה המכילה גופרית בטמפרטורה נמוכה (למשל, H₂S בנפט וגז)
Inconel 600 הוא בדרך כלל עמיד בפני פיצוח קורוזיה גופרתי (SSCC) ושיבירות מימן (HE) בסביבות H₂S בטמפרטורות ולחצים מתונים, במיוחד בהשוואה לפלדות פחמן.
עם זאת, בשירות חמוץ חמור (לחץ חלקי H₂S גבוה מאוד, pH נמוך, מתח כלוריד ומתח), עדיין עלולים להתקיים סיכוני קורוזיה או פיצוח מקומיים, ומומלצים בחירת חומר זהירה וניהול מתח.
גורמים המשפיעים על ביצועים בסביבות גופרית
טמפרטורה: התקפת הגופרה עולה במהירות עם הטמפרטורה; ההתנגדות יורדת באופן משמעותי מעל כ-700-800 מעלות במקרים רבים.
פעילות גופרית / לחץ חלקי: פעילות גופרית גבוהה יותר מובילה לגופרית אגרסיבית יותר.
זמינות חמצן: כמות מספקת של חמצן עוזרת ליצור ולשמור על סולם Cr₂O₃ המגן; לחץ חלקי חמצן נמוך מעדיף היווצרות גופרית ועמידות ירודה.
הרכב הגז: הנוכחות של H₂, CO, CO₂, H₂O ומינים אחרים יכולים לשנות את היציבות של קשקשי תחמוצת לעומת גופרית ולהשפיע על קצב ההתקפה.
הרכב סגסוגת: תכולת כרום גבוהה יותר משפרת בדרך כלל את עמידות הגופרית; סגסוגות עם יותר כרום (למשל, Inconel 601) עשויות להיות מתאימות יותר לתנאי גופרה חמורים.
תַקצִיר
Inconel 600 provides good resistance to sulfidation and sulfur‑containing corrosion in many environments, particularly at moderate temperatures where a protective chromium oxide scale can be maintained. However, its performance degrades at high temperatures (>700-800 מעלות) ובסביבות מפחיתות מאוד, בעלות פעילות גופרית גבוהה, שבהן עשויות להתרחש גופרית מהירה או צורות אחרות של התקפה.
