염소 환경에서의 Monel 과 Hastelloy

염소 및 염소화합물에 사용되는 VALVE의 PART 재질로 어느 지역에서는 MONEL® 400 또는 MONEL® K500 이 널리 쓰이기도 합니다. 이는 주로 북미 지역에 해당되는 사항으로, 이는 지난 수년간 이러한 재질이 추천 되었기 때문인 것으로 사료됩니다. 또한 이런 재질은 북미 지역의 영향권에 있는 공장들에 많이 사용되어 왔습니다. CHLORINE INSTITUTE PAMPHLET 6는 종종 VALVE PART에 대한 이 재질의 언급을 하고 있습니다. 반대로, 이 MONEL 재질은 유럽의 염소 제조업체/사용자로부터는 외면을 받고 있는 실정으로, MONEL은 주로 불소 화합물에 사용되고 있습니다. (F, HF, ClF3, SF6, VF2, BF3, CFC, HF ALKYLATION 등) 이에 비해, HASTELLOY® ALLOY는 더욱 광범위하게 쓰이고 있습니다,

 

 

A. MECHANICAL CHRACTERISTICS

1) MONEL 400 은 기계적 성질이 좋지 못한 편으로, 다음과 같이 MECHANICAL STRESS를 많이 받는 PART에는 적절하다고 볼 수 없습니다.
- 휘어질 우려가 있는 GLOBE VALVE 의STEM
- 강도가 높아야 할 GLOBE VALVE의 SEAT
- 내압하의 MECHANICAL STRESS를 받는 GLOBE VALVE의 BELLOWS
이 재질은 MECHANICAL STRESS를 상대적으로 적게 받는 PLUG나 BALL VALVE의 PART로는 사용될 수 있습니다. 그러나, SHAFT TORSION 또는 파열 (RUPTURE) 현상이 이 재질에서 나타나기도 합니다.

2) MONEL K500은 MONEL 400 보다는 기계적 성질이 좋습니다. 그러나, 이는 열처리에 의해 얻어지는 결과이므로, MONEL K500은 용접을 해서는 아니 됩니다.

3) MONEL 재질을 다른 재질에 용접하는 것은 대단히 어려운 일로, 이는 MONEL이 많은 양의 구리를 함유하고 있기 때문입니다. 이러한 용접을 위해서는 INTERMEDIATE LAYER를 형성하여 (주로 INCONEL 600이 사용됨) 용접하는 방식이 필요하게 됩니다. 이러한 방식은 제작 공정이 복잡하게 되며, 용접 자체가 매우 어렵기 때문에 품질 보증에 상당한 어려움이 있을 것으로 사료됩니다.

 

B. RESISTANCE TO CHEMICAL CORROSION
아래에 언급된 사항은 각 자료에서 추출한 내용입니다.

1) HAYNES INTERNATIONAL TECHNICAL NOTE :
Comparison between Hastelloy C22/C276 alloys and Monel 400 in chlorine medium :
The behavior of these materials varies according to whether the chlorine is dry or not.
The resistance of Monel 400 is high, only in anhydrous medium. This is to say if the medium has been treated with sulfuric acid in order to eliminate water.
When there is water in the gaseous or liquid media the alloy is subject to quick corrosion and pitting.
Hastelloy C276 and C22 can be used in anhydrous medium, but also in wet medium.

2) EURO CHLOR GEST 79/82, 5TH EDITION, 1984
(Table in §2 : Resistance to corrosion of various material)
Materials to be used on chlorine duty.