Ligas de níquel na indústria petroquímica

A indústria petroquímica e de refinação dedica-se ao processamento de petróleo bruto e gás natural em vários produtos químicos. Produz combustíveis, lubrificantes, etileno, amoníaco, plásticos, fibras sintéticas, borrachas, detergentes, solventes e matérias-primas para a produção de medicamentos e cosméticos. As maiores instalações petroquímicas na Polónia são a refinaria ORLEN S.A. em Płock e a Refinaria de Gdańsk.

A maioria dos processos decorre a temperaturas elevadas (400 - 1000 °C) e num ambiente altamente corrosivo. Em várias fases do processo ocorrem atmosferas corrosivas de compostos de oxigénio, carbono, nitrogénio, enxofre e cloro. As altas temperaturas e pressões exigem também resistência à fluência (creep) e resistência mecânica. Não é de admirar que parafusos, ventiladores, válvulas, reatores, tubos, condutas de transmissão e bombas nestas instalações sejam vulgarmente fabricados com ligas de níquel resistentes a altas temperaturas e à corrosão. Quais são os graus mais utilizados? Isso depende dos desafios específicos.

Que ligas de níquel são utilizadas na petroquímica?

Alloy 800H e 800HT são os materiais padrão para aplicações a temperaturas intermédias (620–925 °C). Estas ligas são utilizadas em reformadores de hidrogénio, tubos de fornos para dicloreto de etileno, condutas de transmissão e vasos de pressão a altas temperaturas. São ligas económicas cujo componente principal é o ferro.

Alloy 600 e alloy 625 são utilizadas em atmosferas de alta temperatura com compostos de cloretos.

Alloy 601 e alloy 600  são utilizadas com um elevado teor de oxigénio, onde a resistência ao calor é importante.

Alloy 617 e alloy 600 destinam-se ao contacto com ambientes agressivos de cementação (carburação) e nitruração.

Para juntas de expansão (compensadores) que exigem grande resistência à fadiga, utilizam-se alloy 617 e alloy 625.

As listas abaixo contêm parâmetros selecionados destas ligas, relevantes do ponto de vista da indústria petroquímica.

Resistência ao calor / resistência à oxidação - taxa de oxidação em ar circulante durante ciclos de 25 horas à temperatura de 1095 °C:

• Alloy 600 - 1,55 mm/ano
• Alloy 617 - 2,24 mm/ano
• Alloy 601 - 2,49 mm/ano
• Alloy 800H - 3,40 mm/ano
• Alloy 625 - 3,45 mm/ano

Resistência à cementação - absorção de carbono após 24 horas em atmosfera de Ar-5H₂-5CO-5CH₄ à temperatura de 1090 °C:

• Alloy 600 - 9,9 mg/cm²
• Alloy 625 - 9,9 mg/cm²
• Alloy 617 - 11,5 mg/cm²
• Alloy 800H - 12,6 mg/cm²

Resistência à nitruração - absorção de nitrogénio após 168 horas em amoníaco à temperatura de 1090 °C:

• Alloy 600 - 0,2 mg/cm²
• Alloy 617 - 1,9 mg/cm²
• Alloy 601 - 2,6 mg/cm²
• Alloy 625 - 3,3 mg/cm²
• Alloy 800H - 5,5 mg/cm²

Resistência a halogenetos (compostos de cloro) - perda de massa após a remoção de carepa (descarepação) após 500 horas à temperatura de 705 °C:

• Alloy 600 - 97 mg/cm²
• Alloy 625 - 180 mg/cm²
• Alloy 617 - 190 mg/cm²
• Alloy 601 - 215 mg/cm²
• Alloy 800 - 890 mg/cm²

Resistência à fadiga - tensão de rutura após 1000 horas à temperatura de 650 °C:

• Alloy 625 - 370 MPa
• Alloy 617 - 360 MPa
• Alloy 800 - 165 MPa