Liga avançada para ambientes extremos

Os projetistas de engenharia tradicionalmente se voltam para ligas de níquel de alto preço, como a Liga 625, como sua escolha padrão para aplicações exigentes expostas a fluidos corrosivos, como água do mar e soluções químicas. Rodrigo Signorelli explica como um grau de alta liga de nitrogênio pode oferecer uma alternativa econômica com resistência à corrosão muito maior

A qualidade e a certificação sempre orientaram a escolha de materiais para sistemas como trocadores de calor de placas (PHEs), tubulações, canos e bombas na indústria de downstream de petróleo e gás. As especificações técnicas garantem que os ativos forneçam continuidade de processo ao longo de uma longa vida útil, protegendo a qualidade, a segurança e o meio ambiente. É por isso que muitos operadores incorporaram ligas de níquel como a Alloy 625 em suas especificações técnicas e normas.

No entanto, os engenheiros estão atualmente enfrentando pressão para controlar o CAPEX e as ligas de níquel são caras e sujeitas à volatilidade de preços. Isso foi destacado em março de 2022, quando os preços do níquel chegaram às manchetes quando dobraram no espaço de uma semana em resposta às negociações do mercado. Embora um preço alto signifique que o uso de liga de níquel é caro, essa variabilidade cria desafios para os engenheiros de projeto gerenciarem, pois mudanças repentinas de preço podem afetar repentinamente a lucratividade.

Portanto, embora saibam que podem confiar em sua qualidade, muitos engenheiros de projeto agora estão abertos para substituir a Liga 625 por uma alternativa. A chave é identificar uma liga adequada com o nível certo de resistência à corrosão para sistemas de água do mar, bem como fornecer uma correspondência para as propriedades mecânicas.

Um material que se encaixa no projeto é o grau EN 1.4652, também conhecido como Ultra 654 SMO de Outokumpu. É considerado o aço inoxidável mais resistente à corrosão do mundo.

A liga de níquel 625 contém pelo menos 58% de níquel, enquanto a Ultra 654 contém 22%. Ambos têm níveis amplamente semelhantes de cromo e molibdênio. Enquanto isso, o Ultra 654 SMO também contém pequenas quantidades de nitrogênio, manganês e cobre; e a Liga 625 contém Nióbio e Titânio, que são muito mais caros que o níquel.

Enquanto isso, ele fornece um avanço significativo em relação ao aço inoxidável 316L, que normalmente é considerado o ponto de partida para o aço inoxidável de alto desempenho.

Em termos de desempenho, a liga oferece uma resistência muito boa à corrosão uniforme, resistência excepcionalmente alta à corrosão por pites e frestas e boa resistência à corrosão sob tensão. No entanto, quando se trata de sistemas de água do mar, a liga de aço inoxidável tem uma vantagem sobre a liga 625, pois possui resistência superior a ambientes de cloreto.

A água do mar é extremamente corrosiva devido à presença de 18.000 a 30.000 partes por milhão de íons cloreto do sal. Os cloretos criam um risco de corrosão química para muitos graus de aço. No entanto, organismos vivos na água do mar também podem levar à criação de biofilmes que produzem reações eletroquímicas e também podem afetar o desempenho.

Com seu baixo teor de níquel e molibdênio, a mistura de liga do Ultra 654 SMO o torna significativamente mais barato do que o tradicional Alloy 625 de alta especificação, ao mesmo tempo em que fornece o nível certo de desempenho. Ele oferece uma economia de custos típica de 30 a 40%.

Além disso, ao cortar o conteúdo de elementos de liga de alto valor, o aço inoxidável também elimina a exposição à volatilidade do mercado de níquel. Como resultado, um fabricante pode ter maior confiança na precisão de suas propostas de projeto e cotações de preços.

As propriedades mecânicas de um material são outra consideração essencial para um engenheiro. Tubulações, trocadores de calor e outros sistemas precisam conter alta pressão, temperatura variável e muitas vezes vibração mecânica ou choque. O Ultra 654 SMO tem boas capacidades neste espaço. Tem alta resistência semelhante à da Liga 625 e resistência significativamente maior do que outros aços inoxidáveis.

Ao mesmo tempo, os fabricantes precisam de materiais que sejam conformáveis ​​e soldáveis ​​o suficiente para garantir uma produção direta e que possam ser facilmente obtidos nas formas de produto necessárias.