RU2636210C2 - Composition of corrosion-resistant coating for protection of technological petrochemical equipment - Google Patents
Composition of corrosion-resistant coating for protection of technological petrochemical equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636210C2 RU2636210C2 RU2016104928A RU2016104928A RU2636210C2 RU 2636210 C2 RU2636210 C2 RU 2636210C2 RU 2016104928 A RU2016104928 A RU 2016104928A RU 2016104928 A RU2016104928 A RU 2016104928A RU 2636210 C2 RU2636210 C2 RU 2636210C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corrosion
- resistance
- rest
- range
- resistant coating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
- C23C4/08—Metallic material containing only metal elements
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к химическому, нефтехимическому, нефтеперерабатывающему машиностроению, а именно к составам для защиты основного и вспомогательного оборудования указанных производств от воздействия агрессивных коррозионно-активных сред, а также сред, в составе которых могут дополнительно присутствовать абразивные частицы, ржавчина, твердые побочные продукты производств, либо дополнительные гидродинамические явления в виде кавитации, гидроударов.The invention relates to chemical, petrochemical, oil refining engineering, and in particular to compositions for protecting the main and auxiliary equipment of these industries from the effects of aggressive corrosive environments, as well as environments in which abrasive particles, rust, solid by-products of production may be additionally present, or additional hydrodynamic phenomena in the form of cavitation, water hammer.
Уровень техникиState of the art
Эксплуатация технологического оборудования нефтехимических, нефтеперерабатывающих предприятий сопровождается процессами коррозионного, коррозионно-механического изнашивания. Для защиты оборудования в качестве традиционных материалов применяют: низколегированные стали (или низкоуглеродистые), высоколегированные стали и сплавы, либо двухслойные стали.The operation of technological equipment of petrochemical and oil refineries is accompanied by processes of corrosion, corrosion and mechanical wear. To protect the equipment, the following materials are used as traditional materials: low alloy steels (or low carbon), high alloy steels and alloys, or two-layer steels.
Как правило, применение низколегированных сталей (или низкоуглеродистых) связано с минимальными затратами на изготовление оборудования, но ограничено их стойкостью к широкому типу агрессивных коррозионно-активных сред нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. Например, сталь 20ЮЧ имеет удовлетворительную стойкость к процессам общей коррозии (например, при воздействии H2S), но низкую стойкость к локальным типам коррозии (питтинги, язвы), что сдерживает ее применение.As a rule, the use of low alloy steels (or low carbon steels) is associated with minimal equipment manufacturing costs, but is limited by their resistance to a wide range of aggressive corrosive environments of oil refineries and petrochemical enterprises. For example, 20YuCH steel has satisfactory resistance to general corrosion processes (for example, when exposed to H 2 S), but low resistance to local types of corrosion (pitting, ulcers), which inhibits its use.
Применение высоколегированных сталей и сплавов актуально в тех случаях, когда нет возможности применения менее дорогостоящих низколегированных сталей, что обусловлено агрессивностью среды. При этом применение высоколегированных сталей и сплавов в основном ограниченно их дороговизной и пониженной несущей способностью (ограниченные массогабаритные параметры).The use of high alloy steels and alloys is relevant in cases where it is not possible to use less expensive low alloy steels, due to the aggressiveness of the environment. Moreover, the use of high alloy steels and alloys is mainly limited by their high cost and reduced bearing capacity (limited weight and size parameters).
Применение двухслойных сталей является альтернативой между дорогостоящими высоколегированными сталями и сплавами и низколегированными сталями, поскольку несущая способность конструкции обеспечивается за счет слоя из низколегированной стали, а коррозионные свойства за счет плакирующего слоя. Однако применяемые в настоящее время двухслойные стали имеют ограниченную номенклатуру плакирующего слоя: 08X13, 10Х17Н13МЗТ, 08Х22Н6Т, 12Х18Н10Т и др. При этом процесс изготовления конечной конструкции (колонна, аппарат, емкость и др.) существенным образом сказывается на эксплуатационной стойкости материала плакирующего слоя. Наиболее частыми повреждениями плакирующего слоя являются питтинги, язвенные повреждения, сопровождаемые процессами общей коррозии, а также растрескивание под напряжением.The use of double-layer steels is an alternative between expensive high alloy steels and alloys and low alloy steels, since the structural bearing capacity is provided by a layer of low alloy steel, and the corrosion properties are due to the clad layer. However, currently used two-layer steels have a limited range of cladding layers: 08X13, 10X17H13MZT, 08Kh22N6T, 12Kh18N10T and others. In this case, the manufacturing process of the final structure (column, apparatus, capacity, etc.) significantly affects the operational stability of the material of the cladding layer. The most common damage to the cladding layer is pitting, ulcerative damage, accompanied by general corrosion processes, as well as stress cracking.
Из уровня техники известен порошок, нанесенный посредством термического напыления для создания коррозионного слоя, содержащего вольфрам, хром, углерод, кобальт (см. [1] US 6503290, МПК С23С 4/08, опубл. 07.01.2003). Недостатком данного аналога является ограниченная применимость в условиях воздействия коррозионно-активных сред, что обусловлено высокой твердостью материала покрытия (низкая пластичность), что при эксплуатации (перепады температур, перепады внутреннего давления среды) будет способствовать растрескиванию материала с последующим отслоением от основы.The prior art known powder deposited by thermal spraying to create a corrosion layer containing tungsten, chromium, carbon, cobalt (see [1] US 6503290, IPC C23C 4/08, publ. 07.01.2003). The disadvantage of this analogue is the limited applicability under conditions of exposure to corrosive environments, due to the high hardness of the coating material (low ductility), which during operation (temperature drops, pressure drops of the medium) will contribute to cracking of the material with subsequent delamination from the base.
Также известно антикоррозионное покрытие для стальных труб, выполненное в виде покрытия MCrX, где M - никель, кобальт, железо, а X - молибден, кремний, вольфрам. Покрытие наносят путем плазменного напыления с предварительным нагревом трубы (см. [2] US 6749894, МПК С23С 4/02, опубл. 15.06.2004).Also known is a corrosion-resistant coating for steel pipes made in the form of an MCrX coating, where M is nickel, cobalt, iron, and X is molybdenum, silicon, and tungsten. The coating is applied by plasma spraying with preliminary heating of the pipe (see [2] US 6749894, IPC С23С 4/02, publ. 15.06.2004).
Недостатком данного аналога является его чрезмерная пористость за счет плазменного метода нанесения покрытия, что в условиях воздействия коррозионно-активных сред будет способствовать возникновению электрохимической коррозии между покрытием и материалом основы. Устранение пористости может быть достигнуто путем оплавления материала покрытия, однако это требует точного контроля параметров процесса (узкий диапазон оплавления такого типа покрытий), а также это может способствовать ухудшению механических свойств базового материала под действием высоких температур (более 900 градусов Цельсия), требуемых для оплавления покрытия.The disadvantage of this analogue is its excessive porosity due to the plasma coating method, which under the influence of corrosive environments will contribute to the occurrence of electrochemical corrosion between the coating and the base material. The elimination of porosity can be achieved by melting the coating material, however, this requires precise control of the process parameters (a narrow range of melting of this type of coating), and it can also contribute to the deterioration of the mechanical properties of the base material under high temperatures (more than 900 degrees Celsius) required for reflow coverings.
Известен способ термического напыления композиционного порошка (см. [3] US 6513728, МПК С23С 4/12, опубл. 04.02.2003), в состав которого входят Ni, Cr, Fe, Mn, Al, Мо, Ta+Cb.A known method of thermal spraying of a composite powder (see [3] US 6513728, IPC С23С 4/12, published 04.02.2003), which includes Ni, Cr, Fe, Mn, Al, Mo, Ta + Cb.
Недостатком приведенного аналога является высокая стойкость материала за счет легирования тугоплавкими элементами (Та+Cb), а также состояние материала в виде проволоки, что связано с тем, что коррозионная стойкость покрытий, полученных из проволочных материалов (газопламенное проволочное напыление) уступает стойкости покрытий, полученных из порошковых материалов (высокоскоростное газопламенное напыление)The disadvantage of this analogue is the high resistance of the material due to alloying with refractory elements (Ta + Cb), as well as the condition of the material in the form of a wire, which is due to the fact that the corrosion resistance of coatings obtained from wire materials (gas-flame wire spraying) is inferior to the resistance of coatings obtained from powder materials (high-speed flame spraying)
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является повышение ресурса внутренних поверхностей (объемов) технологического оборудования, подвергаемого коррозионно-абразивному износу под действием агрессивной среды в процессе эксплуатации (коррозионно-активные компоненты: хлориды, сероводород, меркаптаны, продукты побочных реакций и др.; а также твердые абразивные примеси: ржавчина, частицы катализаторного комплекса, частицы отложений на внутренних стенках).The objective of the invention is to increase the resource of internal surfaces (volumes) of technological equipment subjected to corrosion-abrasive wear under the influence of an aggressive environment during operation (corrosive components: chlorides, hydrogen sulfide, mercaptans, products of adverse reactions, etc .; and also solid abrasive impurities: rust, particles of the catalyst complex, particles of deposits on the inner walls).
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении защиты металлоемкого оборудования (реакторы, колонны); в повышении адгезии с материалом основы; в повышении коррозионно-механических свойств: износостойкость, абразивная стойкость, коррозионная стойкость, надежность - по сравнению с базовым материалом основы.The technical result of the invention is to increase the protection of metal-intensive equipment (reactors, columns); in increasing adhesion to the base material; in increasing the corrosion and mechanical properties: wear resistance, abrasion resistance, corrosion resistance, reliability - compared with the base material.
Указанный технический результат обеспечивается за счет коррозионно-стойкого покрытия для защиты внутренней поверхности технологического оборудования, подвергаемого износу под действием среды с содержанием сероводорода до 20%, при этом оно содержит хром, углерод, молибден, никель и железо при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: Cr - 13-22; С - 0,01-0,1; Мо - 1,0-3,0; Ni - 10,0-14,0; Fe - остальное.The specified technical result is ensured by a corrosion-resistant coating to protect the inner surface of technological equipment subjected to wear under the influence of a medium with a hydrogen sulfide content of up to 20%, while it contains chromium, carbon, molybdenum, nickel and iron in the following ratio of ingredients, wt. %: Cr - 13-22; C - 0.01-0.1; Mo - 1.0-3.0; Ni - 10.0-14.0; Fe is the rest.
Также технический результат достигается за счет коррозионно-стойкого покрытия для защиты внутренней поверхности технологического оборудования, подвергаемого износу под действием среды с содержанием сероводорода до 20%, при этом оно содержит хром, углерод, молибден, никель, марганец, кремний и железо при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: Cr - 20-28,5; С - 0,1-1,5; Si - 1,0-2,0; Mn - 0,5-1,1; Мо - 3,0-5,0; Ni - 14,5-17,0; Fe - остальное.Also, the technical result is achieved due to the corrosion-resistant coating to protect the inner surface of technological equipment subjected to wear under the influence of a medium with a hydrogen sulfide content of up to 20%, while it contains chromium, carbon, molybdenum, nickel, manganese, silicon and iron in the following ratio of ingredients wt. %: Cr - 20-28.5; C 0.1-1.5; Si - 1.0-2.0; Mn - 0.5-1.1; Mo - 3.0-5.0; Ni - 14.5-17.0; Fe is the rest.
Также технический результат достигается за счет коррозионно-стойкого покрытия для защиты внутренней поверхности технологического оборудования, подвергаемого износу под действием среды с содержанием сероводорода более 20%, при этом оно содержит хром, углерод, молибден, никель, титан и железо при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: Cr - 16,0-18,0; С - 0,01-0,1; Мо - 1,0-3,0; Ti - 0,5-1,2; Ni - 12,0-14,0; Fe - остальное, при углеродном эквиваленте Сэкв. в диапазоне от 4,50 до 5,3 и коэффициенте питтингостойкости PREN в диапазоне от 22,6 до 30,2.Also, the technical result is achieved due to the corrosion-resistant coating to protect the inner surface of technological equipment subjected to wear under the influence of a medium with a hydrogen sulfide content of more than 20%, while it contains chromium, carbon, molybdenum, nickel, titanium and iron in the following ratio of ingredients, wt . %: Cr - 16.0-18.0; C - 0.01-0.1; Mo - 1.0-3.0; Ti - 0.5-1.2; Ni - 12.0-14.0; Fe - the rest, at the carbon equivalent of Seq. in the range from 4.50 to 5.3 and the pitting resistance coefficient PREN in the range from 22.6 to 30.2.
Также технический результат достигается за счет коррозионно-стойкого покрытия для защиты внутренней поверхности технологического оборудования, подвергаемого износу под действием среды с содержанием сероводорода более 20%, при этом оно содержит хром, углерод, железо, молибден, вольфрам и никель при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: Cr - 20-24,0; С - 0,01-0,02; Fe - 3,0-5,0; Мо - 13,0-15,0; W - 2,0-4,0; Ni - остальное, при углеродном эквиваленте Сэкв. в диапазоне от 9,5 до 11,2, а коэффициенте питтингостойкости PREN в диапазоне от 60,25 до 76,4.Also, the technical result is achieved due to the corrosion-resistant coating to protect the inner surface of technological equipment subjected to wear under the influence of a medium with a hydrogen sulfide content of more than 20%, while it contains chromium, carbon, iron, molybdenum, tungsten and nickel in the following ratio of ingredients, wt . %: Cr - 20-24.0; C - 0.01-0.02; Fe - 3.0-5.0; Mo - 13.0-15.0; W - 2.0-4.0; Ni - the rest, at the carbon equivalent of Seq. in the range from 9.5 to 11.2, and the pitting resistance coefficient PREN in the range from 60.25 to 76.4.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Функциональное покрытие наносят на внутреннюю поверхность технологического оборудования методами газотермического напыления. Состав и свойства покрытия варьируются в зависимости от рабочих условий технологического оборудования, агрессивности протекающих коррозионно-механических процессов, их локализации, типа применяемой технологии газотермического напыления.Functional coating is applied to the inner surface of technological equipment by thermal spraying. The composition and properties of the coating vary depending on the operating conditions of the process equipment, the aggressiveness of the ongoing corrosion-mechanical processes, their localization, the type of thermal spraying technology used.
Состав материала покрытия подбирается таким образом, чтобы обеспечить высокую стойкость к локальным типам коррозии в виде питтингов и язв, структурную стабильность для температурного диапазона работы технологического оборудования, а также скорость общей коррозии не более 0,1 мм/год. Это достигается за счет выбора соотношений таких легирующих элементов как: хром (Cr), никель (Ni), углерод (C), марганец (Mn), молибден (Мо либо вместо молибдена вольфрам (W), бор (B) либо кремний (Si), ниобий (Nb) либо титан (Ti).The composition of the coating material is selected in such a way as to provide high resistance to local types of corrosion in the form of pits and ulcers, structural stability for the temperature range of operation of technological equipment, and the rate of general corrosion of not more than 0.1 mm / year. This is achieved by choosing the ratios of such alloying elements as: chromium (Cr), nickel (Ni), carbon (C), manganese (Mn), molybdenum (Mo or tungsten (W) instead of molybdenum, boron (B) or silicon (Si ), niobium (Nb) or titanium (Ti).
При этом в качестве базового материала рассматриваются никель и железо, которые в последующем легируются такими элементами как Cr, Ni, С, Mn, Мо, W, В, Si, Nb, Ti.In this case, nickel and iron are considered as the base material, which are subsequently alloyed with such elements as Cr, Ni, C, Mn, Mo, W, B, Si, Nb, Ti.
Соотношение элементов варьируется исходя из агрессивности среды в следующем виде:The ratio of elements varies based on the aggressiveness of the environment in the following form:
- для сред с содержанием H2S до 20%, масс. %:- for media with a H 2 S content of up to 20%, mass. %:
Cr - 13-22%; C - 0,01-0,1%; Мо - 1,0-3,0%; Ni - 10,0-14,0%; Fe - остальное - состав №1;Cr - 13-22%; C - 0.01-0.1%; Mo - 1.0-3.0%; Ni - 10.0-14.0%; Fe - the rest is composition No. 1;
либо Cr - 20-28,5%; С - 0,1-1,5%; Si - 1,0-2,0%; Mn - 0,5-1,1%; Мо - 3,0-5,0%; Ni - 14,5-17,0%; Fe - остальное - состав №2.or Cr, 20-28.5%; C - 0.1-1.5%; Si - 1.0-2.0%; Mn - 0.5-1.1%; Mo - 3.0-5.0%; Ni - 14.5-17.0%; Fe - the rest - composition No. 2.
Для состава №1 превышение содержания углерода более 0,1% способствует снижению коррозионной стойкости сплава из-за увеличения выделений карбидов по границам зерен; уменьшение содержания углерода способствует удорожанию технологии производства материала. Содержание хрома обусловлено: по верхнему пределу - требованиями экономного легирования, а по нижнему пределу - требованиями коррозионной стойкости. Содержание молибдена обусловлено: по верхнему пределу - требованиями экономного легирования, а по нижнему - стойкостью к питтингообразованию. Содержание никеля обусловлено: по верхнему пределу требованиями экономного легирования, а по нижнему - коррозионной стойкостью.For composition No. 1, an excess of carbon content of more than 0.1% contributes to a decrease in the corrosion resistance of the alloy due to an increase in carbide emissions along grain boundaries; carbon reduction contributes to higher cost of material production technology. The chromium content is due to: the upper limit - the requirements of economical alloying, and the lower limit - the requirements of corrosion resistance. The molybdenum content is due to: the upper limit - the requirements of economical alloying, and the lower - resistance to pitting. The nickel content is due to: the upper limit of the requirements of economical alloying, and the lower limit - corrosion resistance.
Для состава №2 (с повышенной твердостью) содержание углерода: по верхнему пределу обусловлено - требованиями оптимальной износостойкости при сохранении коррозионной стойкости, нижний предел - требованиями коррозионной стойкости. Содержание хрома и кремния: по верхнему пределу - требованиями экономного легирования, а по нижнему пределу - требованиями коррозионной стойкости и образования износостойких фаз (карбоборидов, карбосилицидов). Содержание молибдена обусловлено: по верхнему пределу - требованиями экономного легирования, а по нижнему - стойкостью к питтингообразованию. Содержание никеля обусловлено: по верхнему пределу требованиями экономного легирования, а по нижнему - коррозионной стойкостью.For composition No. 2 (with increased hardness), the carbon content: the upper limit is due to the requirements of optimal wear resistance while maintaining corrosion resistance, the lower limit due to the requirements of corrosion resistance. The content of chromium and silicon: the upper limit - the requirements of economical alloying, and the lower limit - the requirements of corrosion resistance and the formation of wear-resistant phases (carboborides, carbosilicides). The molybdenum content is due to: the upper limit - the requirements of economical alloying, and the lower - resistance to pitting. The nickel content is due to: the upper limit of the requirements of economical alloying, and the lower limit - corrosion resistance.
- для сред с содержанием H2S более 20%, масс. %:- for media with a H 2 S content of more than 20%, mass. %:
Cr - 16,0-18,0%; С - 0,01-0,1%; Мо - 1,0-3,0%; Ti - 0,5-1,2%; Ni - 12,0-14,0%; Fe - остальное - состав №3, при этом Сэкв. (эквивалент по углероду) должен быть в диапазоне от 4,50 до 5,3, а коэффициент питтингостойкости PREN (Pitting resistance equivalent number (эквивалентное число сопротивления к питтинговой коррозии)), в диапазоне от 22,6 до 30,2;Cr - 16.0-18.0%; C - 0.01-0.1%; Mo - 1.0-3.0%; Ti - 0.5-1.2%; Ni - 12.0-14.0%; Fe - the rest - composition No. 3, while Seq. (carbon equivalent) should be in the range from 4.50 to 5.3, and the pitting resistance coefficient PREN (Pitting resistance equivalent number) in the range from 22.6 to 30.2;
либо Cr - 20-24,0%; С - не более 0,02%; Fe - 3,0-5,0%, Мо - 13,0-15,0%; W - 2,0-4,0%; Ni - остальное - состав №4, при этом Сэкв. (эквивалент по углероду) должен быть в диапазоне от 9,5 до 11,2, а коэффициент питтингостойкости PREN в диапазоне от 60,25 до 76,4.or Cr, 20-24.0%; C - not more than 0.02%; Fe - 3.0-5.0%, Mo - 13.0-15.0%; W - 2.0-4.0%; Ni - the rest - composition No. 4, while Seq. (carbon equivalent) should be in the range of 9.5 to 11.2, and the pitting resistance coefficient PREN in the range of 60.25 to 76.4.
Для состава №3 превышение содержания углерода более 0,1% способствует снижению коррозионной стойкости сплава из-за увеличения выделений карбидов по границам зерен; уменьшение содержания углерода способствует удорожанию технологии производства материала. Содержание хрома обусловлено: по верхнему пределу - требованиями экономного легирования, а по нижнему пределу - требованиями коррозионной стойкости. Содержание молибдена обусловлено: по верхнему пределу - требованиями экономного легирования, а по нижнему - стойкостью к питтингообразованию. Содержание титана обусловлено: по нижнему пределу повышением стойкости материала к межкристаллитной коррозии, а по верхнему пределу - требованиями экономного легирования. Содержание никеля обусловлено: по верхнему пределу требованиями экономного легирования, а по нижнему - коррозионной стойкостью.For composition No. 3, an excess of carbon content of more than 0.1% contributes to a decrease in the corrosion resistance of the alloy due to an increase in carbide emissions along grain boundaries; carbon reduction contributes to higher cost of material production technology. The chromium content is due to: the upper limit - the requirements of economical alloying, and the lower limit - the requirements of corrosion resistance. The molybdenum content is due to: the upper limit - the requirements of economical alloying, and the lower - resistance to pitting. The titanium content is due to: the lower limit of the increase in the resistance of the material to intergranular corrosion, and the upper limit - the requirements of economical alloying. The nickel content is due to: the upper limit of the requirements of economical alloying, and the lower limit - corrosion resistance.
Для состава №4 превышение содержания углерода более 0,02% способствует снижению коррозионной стойкости сплава из-за увеличения выделений карбидов по границам зерен. Содержание хрома обусловлено: по верхнему пределу - требованиями экономного легирования, а по нижнему пределу - требованиями коррозионной стойкости. Содержание молибдена обусловлено: по верхнему пределу - требованиями экономного легирования, а по нижнему - стойкостью к питтингообразованию. Содержание вольфрама обусловлено: по нижнему пределу повышением предела текучести материала, а по верхнему пределу - требованиями обеспечения коррозионной стойкости, поскольку увеличение содержания вольфрама способствует росту выделений карбидов по границам зерен.For composition No. 4, an excess of carbon content of more than 0.02% contributes to a decrease in the corrosion resistance of the alloy due to an increase in carbide precipitates along grain boundaries. The chromium content is due to: the upper limit - the requirements of economical alloying, and the lower limit - the requirements of corrosion resistance. The molybdenum content is due to: the upper limit - the requirements of economical alloying, and the lower - resistance to pitting. The tungsten content is due to: the lower limit by increasing the yield strength of the material, and the upper limit due to the requirements to ensure corrosion resistance, since an increase in the tungsten content contributes to the growth of carbide precipitates along grain boundaries.
Получение заданных материалов осуществляется путем изготовления литого сплава металлургическими методами с последующим изготовлением металлического порошка методом распыления в среде инертного газа в виде аргона либо гелия (атомизация). Полученный металлический порошковый материал затем разделяется на фракции. Для метода высокоскоростного газопламенного напыления материала применяется фракция в диапазоне 15-53 мкм, желательно 20-45 мкм.The desired materials are obtained by manufacturing a cast alloy by metallurgical methods, followed by the manufacture of a metal powder by spraying in an inert gas medium in the form of argon or helium (atomization). The resulting metal powder material is then fractionated. For the method of high-speed gas-flame spraying of a material, a fraction in the range of 15-53 microns, preferably 20-45 microns, is used.
Применение составов №1 и №2 может быть осуществлено для защиты ребойлера установки гидроочистки дизельного топлива (например Л-16-1), подвергаемой в процессе эксплуатации язвенной коррозии по нижней образующей обечайки корпуса под действием сероводорода с водяным паром и раствором метилдиэтаноламина (МДЭА).The use of compounds No. 1 and No. 2 can be carried out to protect the reboiler of a diesel hydrotreatment unit (for example, L-16-1), which is subjected to pit corrosion during operation of the lower shell shell under the action of hydrogen sulfide with steam and a solution of methyldiethanolamine (MDEA).
Применение составов №1 и 2 в виде Cr - 17,6%; С - 0,015%; Мо - 2,3%; Ni - 11,0%; Fe - остальное; либо Cr - 28,3%; С - 1,3%; Si - 1,0%; Mn - 0,5%; Мо - 4,90%; Ni - 16,4%; Fe - остальное было эффективно апробировано на установке аминовой очистки в ОАО «Газпром нефтехим Салават».The use of compositions No. 1 and 2 in the form of Cr - 17.6%; C - 0.015%; Mo - 2.3%; Ni - 11.0%; Fe is the rest; or Cr, 28.3%; C - 1.3%; Si - 1.0%; Mn - 0.5%; Mo - 4.90%; Ni - 16.4%; Fe - the rest was effectively tested at the amine treatment plant at Gazprom Neftekhim Salavat.
Применение составов №3 и №4 может быть осуществлено для защиты трубных досок подогревателя установки гидроочистки дизельного топлива, теплообменника подвергаемых в процессе эксплуатации коррозионному износу под действием водяного пара, конденсата, нестабильного гидрогенизата.The use of compositions No. 3 and No. 4 can be carried out to protect the tube sheets of the heater of the diesel hydrotreatment unit, the heat exchanger subjected to corrosion during operation, under the influence of water vapor, condensate, unstable hydrogenate.
Также составы №1-4 могут быть применены для защиты абсорбера и десорбера установки аминовой очистки газа, подвергаемой общей и локальным типам коррозии (питтинги, язвы) в кубовой зоне оборудования.Also, compositions No. 1-4 can be used to protect the absorber and stripper of the amine gas treatment unit subjected to general and local types of corrosion (pitting, ulcers) in the bottom zone of the equipment.
Как известно, такие легирующие элементы как Ni, Mn, С, Cr, позволяют значительно повысить коррозионную стойкость материала.As is known, alloying elements such as Ni, Mn, C, Cr, can significantly increase the corrosion resistance of the material.
Модифицирование бором, кремнием в совокупности с углеродом, молибденом улучшает высокотемпературную структурную стабильность материала, способствует формированию мелкодисперных карбидных и других упрочняющих фаз, что также придает материалу износо- и абразивную стойкость.Modification with boron, silicon in combination with carbon, molybdenum improves the high-temperature structural stability of the material, promotes the formation of finely dispersed carbide and other hardening phases, which also gives the material wear and abrasion resistance.
Увеличение содержания углерода ограничивается ввиду того, что при его значительном количестве происходит выделение устойчивых карбидов по границам зерен с основными легирующими элементами Cr, Мо, Si, B и тем самым снижаются упруго-пластические и коррозионные свойства твердого раствора из-за обеднения.The increase in carbon content is limited due to the fact that with its significant amount, stable carbides are released along grain boundaries with the main alloying elements Cr, Mo, Si, B, and thereby the elastic-plastic and corrosion properties of the solid solution are reduced due to depletion.
При этом в качестве рекомендуемого способа нанесения данных составов предлагается технология высокоскоростного газопламенного напыления, что связано с возможностью формирования плотного (без сквозной пористости) покрытия, а также возможностью использования мобильных комплексов с высокой производительностью процесса нанесения.At the same time, the technology of high-speed flame spraying is proposed as the recommended method for applying these compositions, which is associated with the possibility of forming a dense (without through porosity) coating, as well as the possibility of using mobile complexes with a high productivity of the application process.
Таким образом, предложенным решением обеспечивается повышение ресурса внутренних поверхностей (объемов) технологического оборудования, подвергаемого коррозионно-абразивному износу под действием агрессивной среды в процессе эксплуатации.Thus, the proposed solution provides an increase in the resource of internal surfaces (volumes) of technological equipment subjected to corrosion-abrasive wear under the influence of an aggressive environment during operation.
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016104928A RU2636210C2 (en) | 2016-02-15 | 2016-02-15 | Composition of corrosion-resistant coating for protection of technological petrochemical equipment |
| PCT/RU2016/000078 WO2017142430A1 (en) | 2016-02-15 | 2016-02-16 | Composition of a corrosion resistant coating for protecting petrochemical equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016104928A RU2636210C2 (en) | 2016-02-15 | 2016-02-15 | Composition of corrosion-resistant coating for protection of technological petrochemical equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016104928A RU2016104928A (en) | 2017-08-21 |
| RU2636210C2 true RU2636210C2 (en) | 2017-11-21 |
Family
ID=59626187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016104928A RU2636210C2 (en) | 2016-02-15 | 2016-02-15 | Composition of corrosion-resistant coating for protection of technological petrochemical equipment |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2636210C2 (en) |
| WO (1) | WO2017142430A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108929938B (en) * | 2018-08-07 | 2021-03-02 | 湖北威能达传动有限责任公司 | Corrosion-resistant metal coating of 20CrMnMoA steel bevel gear |
| CN108950396B (en) * | 2018-08-07 | 2021-03-02 | 湖北威能达传动有限责任公司 | Corrosion-resistant metal coating of 20CrMnTi steel passive helical gear of differential mechanism |
| CN108642394B (en) * | 2018-08-07 | 2021-03-02 | 湖北威能达传动有限责任公司 | Corrosion-resistant metal coating of 20CrMnTi steel driven bevel gear shaft |
| CN108950397B (en) * | 2018-08-07 | 2021-03-02 | 湖北威能达传动有限责任公司 | Corrosion-resistant metal coating of 20CrMnMoA steel bevel gear shaft |
| CN109023144B (en) * | 2018-08-07 | 2021-03-02 | 湖北威能达传动有限责任公司 | Corrosion-resistant metal coating of large spiral bevel gear made of 30CrMnTi steel |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6503290B1 (en) * | 2002-03-01 | 2003-01-07 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Corrosion resistant powder and coating |
| US6513728B1 (en) * | 2000-11-13 | 2003-02-04 | Concept Alloys, L.L.C. | Thermal spray apparatus and method having a wire electrode with core of multiplex composite powder its method of manufacture and use |
| US6749894B2 (en) * | 2002-06-28 | 2004-06-15 | Surface Engineered Products Corporation | Corrosion-resistant coatings for steel tubes |
| RU65942U1 (en) * | 2007-03-28 | 2007-08-27 | Лев Христофорович Балдаев | CASE OF INSTALLATION OF SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMPS FOR OIL PRODUCTION |
| RU69139U1 (en) * | 2007-08-09 | 2007-12-10 | Лев Христофорович Балдаев | CASE OF INSTALLATION OF SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMPS FOR OIL PRODUCTION |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE0101602A0 (en) * | 2001-05-07 | 2002-11-08 | Alfa Laval Corp Ab | Material for coating and product coated with the material |
| ES2418135T3 (en) * | 2009-02-17 | 2013-08-12 | Mec Holding Gmbh | Wear-resistant alloy |
| EP2650398B8 (en) * | 2012-04-11 | 2015-05-13 | Oerlikon Metco AG, Wohlen | Spray powder with a superferritic iron base compound and a substrate, in particular brake disc with a thermal spray coating |
-
2016
- 2016-02-15 RU RU2016104928A patent/RU2636210C2/en active
- 2016-02-16 WO PCT/RU2016/000078 patent/WO2017142430A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6513728B1 (en) * | 2000-11-13 | 2003-02-04 | Concept Alloys, L.L.C. | Thermal spray apparatus and method having a wire electrode with core of multiplex composite powder its method of manufacture and use |
| US6503290B1 (en) * | 2002-03-01 | 2003-01-07 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Corrosion resistant powder and coating |
| US6749894B2 (en) * | 2002-06-28 | 2004-06-15 | Surface Engineered Products Corporation | Corrosion-resistant coatings for steel tubes |
| RU65942U1 (en) * | 2007-03-28 | 2007-08-27 | Лев Христофорович Балдаев | CASE OF INSTALLATION OF SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMPS FOR OIL PRODUCTION |
| RU69139U1 (en) * | 2007-08-09 | 2007-12-10 | Лев Христофорович Балдаев | CASE OF INSTALLATION OF SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMPS FOR OIL PRODUCTION |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017142430A1 (en) | 2017-08-24 |
| RU2016104928A (en) | 2017-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2636210C2 (en) | Composition of corrosion-resistant coating for protection of technological petrochemical equipment | |
| JP7268091B2 (en) | Oxidation suppression twin wire arc spray material | |
| JP4329883B1 (en) | Carburization-resistant metal material | |
| JP5177330B1 (en) | Carburization-resistant metal material | |
| Onoro | Martensite microstructure of 9–12% Cr steels weld metals | |
| JP5828575B2 (en) | piston ring | |
| JP5742447B2 (en) | High hardness overlaying alloy powder | |
| US8419868B2 (en) | Process and method to increase the hardness of Fe-Cr-C weld overlay alloy | |
| CN105441112B (en) | Method for online treating of inner surface of hydrocarbon cracking furnace tube | |
| WO2013148674A2 (en) | Abrasion and corrosion resistant alloy and hardfacing/cladding applications | |
| JP2022540335A (en) | Iron-based alloy designed for wear and corrosion resistance | |
| Alvaraes et al. | Microstructure and corrosion properties of single layer Inconel 625 weld cladding obtained by the electroslag welding process | |
| CN101548120B (en) | Valve device | |
| JP2017524814A (en) | Cobalt-free, anti-galling and wear-resistant austenitic surface hardened stainless alloy steel | |
| EA009108B1 (en) | Duplex stainless steel alloy for use in seawater applications | |
| CN101258255B (en) | Martensitic stainless steel sheet for heat-resistant disc brake having excellent hardenability | |
| JP4687467B2 (en) | Metal material with excellent workability and metal dusting resistance | |
| JP2008214734A (en) | Metallic material having excellent metal dusting resistance | |
| Bradley et al. | Alloy for resistance to polythionic acid stress corrosion cracking for hydroprocessing applications | |
| RU2225793C2 (en) | Clad corrosion resistant steel and an item made out of it | |
| Singh et al. | Electrochemical corrosion behavior and microstructural characteristics of electron beam welded UNS S32205 duplex stainless steel | |
| JP5763847B2 (en) | Engine valve | |
| Awasthi et al. | Corrosion characteristics of Ni-based Hardfacing alloy deposited on stainless steel substrate by laser cladding | |
| Eremin et al. | The properties of chromium steel overlaying used as a hardening coating for stop valve sealing surface | |
| CN109055869B (en) | Wide-specification heat-resistant steel plate for refining heating furnace tube and production method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201008 Effective date: 20201008 |