Korrosionsbeständigkeit von Monel-Legierungen gegenüber Chlorid-Lochfraß und ihre Anwendbarkeit in Umgebungen mit hohem -Chloridgehalt
Meerestechnik: Monel-Legierungen werden häufig in Komponenten verwendet, die mit Meerwasser in Berührung kommen, darunter Strukturteile für Offshore-Plattformen, Meerwasser-Rohrleitungssysteme, Schiffsrumpfbefestigungen, Propellerwellen und Meerwasser-Wärmetauscher. Langfristige Belastungstests zeigen, dass Monel 400, die häufigste Qualität, in ruhendem oder fließendem Meerwasser bei Raumtemperatur vernachlässigbare Lochfraßkorrosion aufweist, mit einer Korrosionsrate von weniger als 0,025 mm/Jahr.
Chemische verarbeitende Industrie: Sie sind ideal für Geräte, die chloridhaltige Medien verarbeiten, wie z. B. Salzlake-Verdampfungstanks, Salzsäure-Lagertanks (für mäßige Konzentrationen und Temperaturen unter 100 Grad) und Chloridkatalysator-Reaktionsgefäße. Beispielsweise können in Salzproduktionsanlagen Monel-Legierungskomponenten über 10 Jahre lang stabil betrieben werden, ohne dass es zu offensichtlichen Lochfraßschäden kommt.
Entsalzungssysteme: Umkehrosmose- (RO) und mehrstufige Flash-Entsalzungsanlagen (MSF) verwenden häufig Monel-Legierungen für Hochdruckpumpen, Ventile und Wärmeübertragungsrohre, da diese Komponenten ständig konzentrierter Sole mit Chloridkonzentrationen von bis zu 100.000 ppm oder mehr ausgesetzt sind.
Öl- und Gasförderung: In Offshore-Ölquellen und Gaspipelines widerstehen Monel-Legierungen der Lochfraßkorrosion, die durch Chloridionen im Formationswasser verursacht wird, sowie in einigen Fällen der synergistischen Korrosion von Chlorid und Schwefelwasserstoff (H₂S).
Umgebungen mit hohen-Temperaturen und hoher-Konzentration von Chlorid: Wenn die Temperatur 150 Grad übersteigt und die Chloridkonzentration über 150.000 ppm liegt, nimmt die Stabilität des passiven Nickel-kupferoxidfilms ab. Beispielsweise kann Monel K-500 (eine ausfällungsgehärtete Sorte einer Monel-Legierung) in kochenden konzentrierten Magnesiumchloridlösungen nach längerer Einwirkung leichte Lochfraßbildung zeigen.
Koexistenz von Chlorid und starken Oxidationsmitteln: Das Vorhandensein oxidierender Ionen (z. B. Eisenionen Fe³⁺, Kupferionen Cu²⁺, Hypochloritionen ClO⁻) kann die kathodische Reaktion der Legierung beschleunigen, den Passivfilm aufbrechen und Lochfraß verursachen. Beispielsweise wird in Chloridlösungen, die Chlorbleiche enthalten, die Lochfraßbeständigkeit von Monel-Legierungen deutlich verringert.
Risiko von Spannungsrisskorrosion (SCC).: Obwohl kein direkter Zusammenhang mit Lochfraß besteht, können bei Monel-Legierungen in Umgebungen mit hohem Chloridgehalt und unter Belastung SCC-Risiken bei Temperaturen über 200 Grad auftreten, was bei der Strukturkonstruktion berücksichtigt werden muss.
Für allgemeine Umgebungen mit hohem Chloridgehalt bei Raumtemperatur bis mittleren Temperaturen:Monel 400ist aufgrund seiner ausgewogenen Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit eine kostengünstige Wahl.
Für Anwendungen, die eine höhere Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordern (z. B. Schiffspropellerwellen),Monel K-500wird bevorzugt, da seine Ausscheidungs-{0}}Härtungsbehandlung die mechanischen Eigenschaften verbessert und gleichzeitig eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit wie Monel 400 beibehält.
Für extrem raue Umgebungen mit Chlorid--Oxidationsmittelkombination wird ein Upgrade auf leistungsfähigere Legierungen auf Nickelbasis- (z. B. Hastelloy C276) empfohlen, die eine bessere Beständigkeit gegen Lochfraß und SCC aufweisen.
