1. Q: インコロイ 864 とインコロイ 890 シームレス パイプの化学組成と合金設計哲学の基本的な違いは何ですか?
A:
インコロイ 864 とインコロイ 890 はどちらも高性能のニッケル{{3}鉄{{4}クロム合金ですが、異なる合金化戦略により、さまざまな腐食課題に対応して開発されました。
インコロイ 864 (UNS N08864)名目上の構成は次のとおりです。
ニッケル: 34 ～ 37% (中程度に高い)
クロム: 21 ～ 24% (耐酸化性が高い)
モリブデン: 3.0 ～ 4.0% (耐孔食性を追加)
銅: 0.5 ～ 1.5% (中程度の耐酸性)
窒素：0.10～0.20％（強度向上と耐孔食性のために添加）
アイアン：バランス
窒素の添加（最大 0.20%）は重要な機能です。-、耐食性を損なうことなく固溶強化を実現し、塩化物を含む環境での耐孔食性を相乗的に向上させます。-銅含有量が中程度であるため、864 は弱還元性の酸に適しています。
インコロイ 890 (UNS N08890)構成が異なります:
ニッケル: 33～37%
クロム: 24–28% (864 よりも高い)
モリブデン: 4.0 ～ 6.0% (より高い耐孔食性を実現)
銅: 1.0 ～ 2.0% (還元性酸耐性の強化)
シリコン：0.2～0.8％（耐酸化性向上）
アイアン：バランス
意図的な窒素添加なし
合金の設計哲学は異なります。864窒素強化によるバランスの取れたアプローチを重視しており、排煙脱硫 (FGD) や海洋排気システムに適しています。890クロムとモリブデンを多く含む、より攻撃的な化学プロセス環境を対象としており、幅広い pH 範囲にわたって酸化酸と還元酸の両方に対して優れた耐性を提供します。
使用温度の比較:どちらの合金も、約 500 度 (932 °F) までは良好に機能します。この温度を超えると、クロムとシリコンの含有量が多いため、耐酸化性は 890 に有利ですが、864 の窒素は高温では利点がありません。
2. Q: 石炭火力発電所の排煙脱硫 (FGD) システムにおいて、ステンレス鋼 316L よりもインコロイ 864 シームレス パイプが好まれるのはなぜですか?{3}}
A:
排煙脱硫 (FGD) システムは、工業処理において最も腐食性の高い環境の 1 つを作り出します。湿潤、高温 (50 ～ 80 度)、高度に塩素化された環境 (最大 100,000 ppm Cl⁻)、低 pH (1.5 ～ 3.5)、および亜硫酸塩、硫酸塩、フッ化物などの攻撃的な種が存在します。
316L が失敗する理由:
標準的な 316L ステンレス鋼 (2 ～ 3% Mo) の耐孔食同等数 (PREN) は約 24 ～ 26 です。 FGD スクラバー スラリーでは、数週間から数か月以内に局所的な孔食や隙間腐食が発生し、配管の壁貫通穴が発生します。-さらに、316L は塩化物や残留引張応力が存在すると応力腐食割れ (SCC) が発生しやすくなります。
インコロイ 864 が成功する理由:
高モリブデン (3.0 ～ 4.0%)– PREN を約 35 ～ 38 に上げます。これにより、高塩化物、低 pH 環境での孔食や隙間腐食に対する重大な耐性が得られます。-信頼できる FGD サービスのしきい値 PREN は、一般に 35 以上として受け入れられます。
窒素添加（0.10～0.20％）– 窒素はモリブデンとの相乗効果により耐孔食性を高めます。また、固溶体強化も提供するため、同じ圧力定格でもパイプ壁を薄くすることができます。-
中程度のニッケル (34 ～ 37%)– 300- シリーズのステンレス鋼を悩ませる塩化物 SCC に対する耐性が十分に高い。高-ニッケル合金（C-276など）とは異なり、864は適切な耐SCC性を備えながらもコスト効率が高くなります。
銅 (0.5 ～ 1.5%)– FGD 吸収剤スラリーに含まれる硫酸および亜硫酸に対してある程度の耐性を示します。
フィールドパフォーマンス:--並列テストでは、316L パイプは FGD 再熱器とダクトで 6～12 か月以内に故障しました。インコロイ 864 シームレス パイプは、同じ用途で 15 ～ 20 年を超える耐用年数を実証しており、FGD 吸収材スラリー配管、スプレー ヘッダー、およびミストエリミネーター サポートの業界標準となっています。
コストの比較:864 のコストは 316L の約 2 ～ 3 倍ですが、耐用年数は 10 ～ 20 倍です。交換にプラントの停止が必要となる重要な FGD コンポーネントの場合、ライフサイクルの経済性から 864 が強く支持されます。
3. Q: 混合酸 (硫酸 + 硝酸 + 塩化物) を含む化学プロセス環境において、インコロイ 890 シームレス パイプはインコロイ 864 とどのように比較されますか?
A:
金属の酸洗いライン、廃酸の回収、特定の化学製造プロセスなどの混合酸環境 - では、特有の課題が生じます。合金は、還元酸 (硫酸、塩酸) と酸化酸 (硝酸、クロム酸) の両方に耐性があり、多くの場合、塩化物が存在する必要があります。
混合酸中のインコロイ 864:
モリブデン (3.0 ～ 4.0%) と銅 (0.5 ～ 1.5%) は、還元性酸に対して優れた耐性を示します。
クロム (21 ～ 24%) は、酸化性の酸に対して十分な耐性を示します。
ただし、高塩化物と酸化種の組み合わせにより、864 の 35 PREN に課題となる孔食条件が発生する可能性があります。
Nitrogen addition helps but is not sufficient for severe mixed acid service with high chlorides (>10,000 ppm) and elevated temperatures (>80度）。
インコロイ 890 の混合酸:
クロムが多い (24 ～ 28%) と、硝酸やクロムなどの酸化性の酸に対する耐性が大幅に向上します。余分なクロムは、変動する酸化還元条件において不動態皮膜を安定化させます。
モリブデンの含有量が高くなると (4.0 ～ 6.0%)、PREN が 40 ～ 45 に上昇し、酸化種が存在する場合でも塩化物孔食に対して大幅なマージンが得られます。
銅が多い (1.0 ～ 2.0%) と、特に硫酸やギ酸に対する耐還元性が向上します。
シリコン（0.2～0.8%）は、高温酸化に対する耐性を向上させ、高温の酸蒸気によるスケール付着を軽減します。-
実用的なパフォーマンスデータ:
| 環境 | 864 パフォーマンス | 890 パフォーマンス |
|---|---|---|
| 10% H₂SO₄ + 5% HNO₃ + 500 ppm Cl⁻ (60 度) | 可 (0.05 mm/年) | 素晴らしい （<0.01 mm/year) |
| 20% H₂SO₄ + 10% HNO₃ + 5000 ppm Cl⁻、90 度 | 500時間後の孔食 | 2000時間経過しても攻撃なし |
| 使用済みピクルス液（混合酸、80度） | 限定サービス (2 ～ 3 年間) | 推奨 (5 ～ 7 年) |
選択ガイド:
使用インコロイ864穏やかな塩化物レベルの混合酸サービス用 (<2000 ppm) and temperatures below 70°C.
使用インコロイ890高塩化物、高温、または酸化性の酸の濃度が変動する厳しい混合酸の使用に適しています。
For the most aggressive conditions (e.g., boiling mixed acids with >10,000 ppm Cl⁻)、C-276 (UNS N10276) などの高級合金が依然として必要な場合がありますが、890 はコスト効率の高い中間オプションを提供します。
4. Q: Incoloy 864 および Incoloy 890 シームレス パイプの溶接要件と溶加材の推奨事項は何ですか?- 溶接後の熱処理は必要ですか?
A:
インコロイ 864 と 890 は両方とも良好な溶接性を実現するように設計されていますが、合金元素が異なるため、特定のアプローチが必要です。
溶接インコロイ 864:
プロセス:GTAW (TIG)、GMAW (MIG)、SMAW (スティック) がすべて適しています。
フィラーメタル:ERNiCrMo-10 (インコネル 686) または ERNiCrMo-4 (C-276) が好ましい。母材と同等の耐孔食性を維持する高モリブデンフィラーです。
代替フィラー:ERNiCrMo-3 (インコネル 625) は、それほど重要ではない用途には許容されますが、モリブデン含有量が低い (ERNiCrMo-10 の . 15-16% に対して 8 ～ 10%) ため、溶接金属の耐孔食性が低下します。
予防：
予熱不要
パス間温度 150 度 (300 度 F) 以下
低入熱 (1.5 kJ/mm 以下) により窒素損失を防ぎ、過敏化を回避
酸化を防ぐためルートパスに不可欠なアルゴンによるバックパージ-
864 の-溶接後熱処理（PWHT）:
一般的に必要ありません。この合金は、ほとんどの FGD および海洋用途で溶接状態でも安定しています。-ただし、最大の耐食性が必要な場合（たとえば、高酸性塩化物サービスの場合）、1100 ～ 1150 度での溶体化焼きなましとそれに続く急速冷却により、完全な耐食性を回復できます。これは現場溶接ではほとんど実用的ではありません。
溶接インコロイ 890:
フィラーメタル:ERNiCrMo-10 (インコネル 686) が最適です。 ERNiCrMo-3 (625) は、それほど厳しくないサービスには許容されます。
特別な考慮事項:クロム (24 ～ 28%) とシリコン (0.2 ～ 0.8%) の含有量が高いため、890 は 864 よりも熱間亀裂がわずかに発生しやすくなります。リスクを最小限に抑えるには:
ニオブ含有量の高いフィラー (ERNiCrMo-3 には 3.15 ～ 4.15% の Nb が含まれます) を使用して炭素を結合し、亀裂の発生しやすさを低減します。
適切なジョイント設計により溶接拘束を最小限に抑えます
入熱を低くし、織りではなくストリンガービーズを使用します。
予熱は必要ありません。パス間温度 150 度以下。
890 の PWHT:
ほとんどの化学プロセス用途では必要ありません。ただし、溶接前にパイプが大幅に冷間加工されている場合（たとえば、狭い半径に曲げられるなど）、溶接後の 1100 ～ 1150 度の溶体化焼鈍により延性が回復する可能性があります。-この後に急速冷却する必要があります (薄い部分の場合は水冷、重い壁の場合は強制空気)。
両方の合金に共通の要件:サワーサービス (NACE MR0175/ISO 15156) では、溶接部の硬度をテストする必要があります。どちらの合金も通常、溶接された状態で 35 HRC 以下の要件を満たしていますが、検証が必須です。-
5. Q: Incoloy 864 および Incoloy 890 シームレス パイプの使用が義務付けられている特定の産業用途と、代替合金とのライフサイクル コストの比較について教えてください。
A:
これらの合金は、低級合金は機能しないが、高ニッケル超合金は仕様が過剰で高価すぎるという明確なニッチ領域を占めています。{0}{1}{1}}
インコロイ 864 - が必須とするアプリケーション:
排煙脱硫 (FGD) 吸収装置スプレーヘッダーおよびスラリー配管
低 pH、高塩化物、侵食性の飛灰粒子の組み合わせにより、316L は数か月以内に破壊されます。
864 は、必要な PREN (35 ～ 38) を C-276 のコストの約 60 ～ 70% で提供します。
FGD の重要なコンポーネントに関する EPRI ガイドラインに基づく業界標準。
船舶用排気スクラバー（オープンループ システム）-
海水-ベースのスクラビングでは、SO₂ の吸収により低い pH で 20,000 ppm を超える塩化物が生成されます。
864 は、海洋成長下での全体的な腐食と隙間の攻撃の両方に耐性があります。
高価なチタンや C-276 に代わるコストを大幅に節約します。
パルプおよび紙漂白プラント（二酸化塩素段階）
二酸化塩素漂白では、酸化性が高く、塩化物が豊富な状態が生成されます。{0}
これらの環境では、864 は 317L よりも優れ、さらには 904L よりも優れたパフォーマンスを発揮します。
インコロイ 890 - が必須とするアプリケーション:
金属酸洗ライン（混酸タンクおよび配管）
酸洗い溶液には、硝酸 (10 ～ 25%)、フッ化水素酸 (1 ～ 5%)、および洗浄水のリサイクルからの高塩化物が含まれています。
890 の高クロム (24 ～ 28%) は硝酸に耐性があり、モリブデン (4 ～ 6%) と銅 (1 ～ 2%) は還元成分に対応します。
316L はすぐに故障します。 904L にはクロムが不足しています。 890 は費用対効果の高いソリューションを提供します。{3}
使用済み酸の回収および再生プラント
-高温（90～150 度）の酸化還元電位が変化する濃酸。
890 のシリコン添加により、変動条件下でも不動態皮膜が安定します。
C-276 などの高コスト合金の直接代替品です。{0}
ケミカルタンカー（酸貨物用IMO Type II船）
一部の船級協会は、混合酸廃棄物を運ぶ貨物タンクとして 890 を承認しています。
ニッケル 200 や C-276 よりも優れた溶接性と低コストを実現します。
ライフサイクルコストの比較 (5 年間のサービス、6 インチ スケジュール 40 パイプ 100m):
| 合金 | 材料費 | インストール | 期待寿命 | 交換費用 | 5年間の合計 |
|---|---|---|---|---|---|
| 316L | $5,000 | $8,000 | 0.5年 | $13,000 × 10 = $130,000 | $143,000 |
| 904L | $25,000 | $8,000 | 2年 | $33,000 × 2.5 = $82,500 | $115,500 |
| 864 | $40,000 | $10,000 | 15+年 | $0 | $50,000 |
| 890 | $55,000 | $10,000 | 20+年 | $0 | $65,000 |
| C-276 | $120,000 | $15,000 | 25+年 | $0 | $135,000 |
結論：重大な FGD サービスの場合、864 は最高のライフサイクル値を提供します。高塩化物を含む混合酸サービスの場合、多くの場合、890 がパフォーマンスとコストの最適なバランスになります。どちらの合金も、C-276 の高いプレミアムを回避しながら、標準的なステンレス鋼が数か月以内に破損する場合に信頼性の高いサービスを提供します。
