Processo di produzione e applicazioni dell'Hastelloy C22

L’Hastelloy C22 viene prodotto attraverso un processo che prevede una selezione rigorosamente controllata delle materie prime, la fusione, la raffinazione, la colata, la lavorazione a caldo, la formatura a freddo, il trattamento termico in soluzione, il raffreddamento rapido, la finitura superficiale e il controllo qualità. La sua composizione, accuratamente bilanciata, a base di nichel-cromo-molibdeno-tungsteno, garantisce un'ampia resistenza sia alle sostanze chimiche ossidanti che a quelle riducenti, inclusi acidi misti, cloruri, cloro umido, soluzioni saline ossidanti e flussi di processo contaminati. Una corretta lavorazione è essenziale poiché la segregazione chimica, l’esposizione termica non controllata, il raffreddamento lento, la contaminazione superficiale o pratiche di saldatura inadeguate possono ridurre la resistenza alla corrosione prevista per piastre, lamiere, nastri, barre, fili, tubi, tubi forgiati e attrezzature lavorate in C22.

Panoramica sull'Hastelloy C22

L'Hastelloy C22 è una lega forgiata di nichel-cromo-molibdeno-tungsteno identificata con il codice UNS N06022 e comunemente associata al numero di materiale 2.4602. È progettata per condizioni di lavorazione chimica aggressive in cui nello stesso flusso di processo possono essere presenti sia specie riducenti che ossidanti.

La lega contiene una quantità di cromo superiore rispetto all'Hastelloy C276, il che le conferisce una resistenza particolarmente elevata alle sostanze chimiche ossidanti e ai contaminanti ossidanti. Il molibdeno e il tungsteno garantiscono resistenza agli acidi riducenti, alla corrosione puntiforme e alla corrosione interstiziale, mentre la matrice ricca di nichel ne favorisce le prestazioni in un'ampia gamma di sostanze chimiche industriali.

Il C22 può essere fornito sotto forma di piastra, lamiera, nastro, bobina, barra, tondino, filo, tubo senza saldatura, tubo saldato, tubo senza saldatura, tubo saldato, pezzi forgiati, flange, raccordi, elementi di fissaggio e apparecchiature di processo lavorate. La disponibilità dei prodotti dipende dalle dimensioni, dalla norma applicabile, dalle condizioni di trattamento termico, dai requisiti di ispezione e dalla capacità del fornitore.

Perché il C22 viene utilizzato in ambienti con presenza di sostanze chimiche miste

Molti processi chimici non rimangono puramente ossidanti o puramente riducenti. La composizione delle materie prime, i cicli di pulizia, i catalizzatori, i contaminanti, le condizioni di avviamento e le variazioni di temperatura possono alterare il meccanismo di corrosione. Il C22 è utile perché il suo equilibrio tra cromo, molibdeno e tungsteno garantisce protezione in un intervallo più ampio di condizioni redox rispetto a molte leghe convenzionali.

L'importanza del controllo della produzione

La corretta composizione chimica rappresenta solo il punto di partenza della produzione del C22. La lega deve inoltre presentare una microstruttura uniforme, un adeguato stato di ricottura in soluzione, una superficie pulita, una qualità di saldatura accettabile e una tracciabilità completa. Un prodotto sottoposto a un trattamento termico non corretto o che presenti contaminazioni da ferro incorporate potrebbe non garantire le prestazioni anticorrosive previste, anche se la sua analisi chimica rispetta i limiti nominali.

Selezione delle materie prime e controllo della composizione chimica

La produzione ha inizio con nichel di elevata purezza, cromo, molibdeno, additivi contenenti tungsteno, materiali contenenti ferro e leghe riciclate approvate. Il materiale riciclato C22 può essere utilizzato purché sia stato identificato con certezza, separato, pulito e incluso in un calcolo di fusione controllato.

Rottami misti, fluidi da taglio, vernici, incrostazioni, sporco e metalli estranei possono introdurre elementi residui nocivi. Piombo, zolfo, fosforo, rame, stagno e altri contaminanti possono compromettere la lavorabilità a caldo, il comportamento di saldatura, la qualità della superficie o la resistenza alla corrosione.

Ogni materia prima viene pesata in base a un calcolo delle dosi che tiene conto delle perdite previste durante la fusione e la raffinazione. Durante la produzione vengono analizzati dei campioni e, se necessario, le aggiunte di leghe vengono regolate prima della colata.

Elemento	Intervallo tipico delle specifiche, peso: %	Funzione di produzione e prestazioni
Nichel	Saldo, solitamente di circa 56 come minimo	Crea una matrice austenitica stabile e garantisce resistenza a numerosi ambienti riducenti.
Cromo	Circa 20,0–22,5	Migliora la passivazione e la resistenza agli acidi ossidanti, ai sali ossidanti e all'ossidazione ad alta temperatura.
Molibdeno	Circa 12,5–14,5	Garantisce resistenza agli acidi riducenti, alla corrosione puntiforme e alla corrosione interstiziale.
Tungsteno	Circa 2,5–3,5	Garantisce resistenza alla corrosione localizzata e prestazioni ottimali in ambienti riduttivi.
Ferro	Circa 2,0–6,0	Componente controllato che influisce sulla struttura, sulla lavorazione e sul bilancio dei materiali.
Cobalto	Di solito al massimo 2,5	Elemento residuo soggetto a restrizioni, verificato ai fini della conformità alle specifiche.
Carbonio	Di solito 0,015 al massimo	Mantenuto basso per ridurre la precipitazione di carburi ai bordi dei grani durante la saldatura e l’esposizione al calore.
Silicio	Di solito 0,08 al massimo	Limitato per ridurre al minimo la formazione di fasi segregate indesiderate e preservare la resistenza alla corrosione.
Manganese	Di solito 0,50 al massimo	Controllato per quanto riguarda la raffinazione per fusione, la pulizia e l’uniformità strutturale.
Vanadio	Di solito 0,35 al massimo	Residuo soggetto a restrizioni che può influire sulla lavorazione e sulla stabilità di fase.

Questi valori hanno carattere indicativo e non costituiscono limiti di acquisto. Ai fini dell’accettazione è necessario fare riferimento alle più recenti specifiche applicabili ASTM, ASME, EN, ISO o fornite dal cliente.

Metodi di analisi chimica

La spettroscopia di emissione ottica e la fluorescenza a raggi X sono comunemente utilizzate per misurare gli elementi metallici. L'analisi di combustione può essere impiegata per il carbonio e lo zolfo, mentre i metodi a gas inerte consentono di determinare l'ossigeno, l'azoto o l'idrogeno, quando necessario. Gli strumenti devono essere calibrati utilizzando materiali di riferimento adeguati.

Processi di fusione e raffinazione

La norma C22 richiede un processo di fusione in grado di controllare il tenore di carbonio, silicio, zolfo, gas disciolti, inclusioni non metalliche e residui metallici. I produttori possono ricorrere alla fusione a induzione sotto vuoto, alla fusione elettrica con decarburazione con argon-ossigeno, alla decarburazione con ossigeno sotto vuoto o a un altro processo di fusione primaria qualificato.

Il processo di fusione esatto varia a seconda dei produttori e delle specifiche del prodotto. Una determinata denominazione commerciale non indica se il materiale sia stato fuso ad aria, sotto vuoto, mediante rifusione elettroslag o mediante rifusione ad arco sotto vuoto. Quando il processo di fusione è rilevante, è necessario indicarlo nell’ordine di acquisto.

Fusione per induzione sotto vuoto

La fusione per induzione sotto vuoto consente di fondere e miscelare la carica a pressione ridotta. Consente di controllare i gas disciolti e gli elementi reattivi e permette di ottenere un elettrodo chimicamente omogeneo per la successiva rifusione.

Raffinazione con argon-ossigeno e con vuoto-ossigeno

I processi di decarburazione rimuovono il carbonio limitando al contempo l’eccessiva ossidazione dei preziosi elementi di lega. La portata del gas, la pressione, la composizione chimica delle scorie, la temperatura e la miscelazione vengono controllate per ottenere il basso tenore di carbonio richiesto e una fusione pulita.

Rifusione secondaria

La rifusione con scoria elettrica o la rifusione ad arco sotto vuoto possono essere utilizzate per migliorare la purezza dei lingotti, ridurre le inclusioni e controllare la solidificazione. La rifusione secondaria non è richiesta da tutte le norme relative ai prodotti C22, ma può essere specificata per applicazioni critiche nei settori aerospaziale, energetico o che richiedono un elevato livello di integrità.

Fase di produzione	Obiettivo principale	Potenziale problema in caso di mancanza di controllo
Preparazione della carica	Chimica accurata e materie prime pulite	Contaminazione residua o composizione della lega non corretta
Fusione primaria	Completa dissoluzione e uniformità chimica	Segregazione, contaminazione refrattaria o assorbimento di gas
Raffinazione	Controllo del tenore di carbonio, silicio, zolfo e delle inclusioni	Ridotta saldabilità o resistenza alla corrosione
Rifusione secondaria	Migliorare la pulizia e la struttura dei lingotti	Discontinuità interne o proprietà incoerenti

Colata e produzione di lingotti

Una volta verificate la composizione e la purezza, la lega fusa viene colata in lingotti, elettrodi, bramme o altre forme intermedie. La temperatura di colata, le condizioni dello stampo, la velocità di colata, l'isolamento e lo schema di raffreddamento influenzano la struttura di solidificazione.

Il cromo, il molibdeno, il tungsteno e altri elementi non si distribuiscono in modo uniforme durante la solidificazione. Può verificarsi una segregazione interdendritica, in particolare nei lingotti di grandi dimensioni. Il produttore controlla le dimensioni dei lingotti, la velocità di solidificazione e la successiva omogeneizzazione per ridurre tali differenze.

Omogeneizzazione

L'omogeneizzazione consiste nel mantenere il lingotto a una temperatura elevata e controllata, in modo che la diffusione possa ridurre la segregazione chimica. La temperatura deve essere sufficientemente elevata da favorire la ridistribuzione senza causare fusione localizzata, ossidazione eccessiva o crescita incontrollata dei grani.

Condizionamento dei lingotti

La superficie del pezzo fuso viene ispezionata e trattata mediante rettifica, lavorazione meccanica, sfaccettatura o altro processo approvato. Le crepe superficiali, le sovrapposizioni, le scorie profonde e i difetti locali di fusione devono essere rimossi, poiché potrebbero estendersi durante la lavorazione a caldo e manifestarsi come giunture o stratificazioni nei prodotti finiti.

Identificazione termica

A ogni colata viene assegnato un numero di lotto univoco. Tale identificativo accompagna il materiale durante tutte le fasi di lavorazione: forgiatura, laminazione, trattamento termico, taglio, ispezione e spedizione. I registri di tracciabilità collegano il prodotto finito alla sua analisi chimica e alla cronologia delle lavorazioni subite.

Processi di forgiatura a caldo e laminazione a caldo

La forgiatura a caldo, la dentellatura, l'estrusione o la laminazione rompono la struttura del getto e trasformano il lingotto in billetta, bramma, lamiera, barra, anello o tubo cavo. La deformazione controllata affina la struttura, distribuisce le zone di segregazione e contribuisce a colmare le discontinuità interne appropriate.

Il C22 presenta un'elevata resistenza alla deformazione e richiede attrezzature più potenti rispetto all'acciaio inossidabile comune. L'intervallo di temperatura ammesso per la lavorazione a caldo dipende dalla forma del prodotto, dalla velocità di deformazione, dalle dimensioni della sezione e dalle procedure del produttore. Il materiale non deve essere lavorato dopo che si è raffreddato al di sotto della temperatura di finitura approvata.

Forgiatura a caldo

La forgiatura viene utilizzata per barre, billette, anelli, flange, raccordi e componenti con forma quasi definitiva. Il pezzo viene riscaldato in modo uniforme e sottoposto a riduzione attraverso una sequenza controllata. Riduzioni di grandi dimensioni possono richiedere un riscaldamento supplementare per evitare la formazione di crepe sui bordi e carichi eccessivi sulla pressa.

Un riscaldamento eccessivo può favorire l'ingrossamento dei grani, una forte ossidazione o la fusione localizzata. La deformazione a bassa temperatura aumenta il rischio di fessurazione e può causare una deformazione residua non uniforme.

Laminazione a caldo

Le lastre vengono laminate a caldo per ottenere lamiere o bobine intermedie. Durante l’intero processo vengono monitorati la riduzione per passata, la forza di laminazione, la temperatura, le condizioni dei bordi, la bombatura e la planarità. La decarburazione impedisce che uno spesso strato di ossido venga incorporato nella superficie durante la laminazione.

Estrusione a caldo

La produzione di tubi senza saldatura può iniziare con l’estrusione di una billetta riscaldata in un profilo cavo. La preparazione della billetta, la foratura, la lubrificazione, il design della matrice, la temperatura e il rapporto di estrusione influenzano la qualità dimensionale e le condizioni della superficie interna.

Metodi di lavorazione a freddo e di formatura

Il C22 è duttile e può essere laminato a freddo, trafilato, piegato, stampato, tornito o sagomato utilizzando attrezzature progettate per materiali in nichel altamente legati. Si indurisce rapidamente per deformazione, pertanto i carichi di formatura sono superiori a quelli richiesti per molti acciai inossidabili.

Laminazione a freddo

La laminazione a freddo riduce lo spessore finale delle lamiere e dei nastri, migliorandone al contempo la tolleranza dimensionale e la finitura superficiale. Può essere necessario un ricottura intermedia quando la deformazione a freddo accumulata riduce la duttilità o supera la capacità del laminatoio.

Trafilatura a freddo e laminazione Pilger

I prodotti tubolari e i fili possono essere trafilati a freddo attraverso matrici. I tubi senza saldatura possono anche essere sottoposti a trafilatura a freddo con matrice Pilger per controllare il diametro, lo spessore della parete e le condizioni della superficie. I lubrificanti di trafilatura e i residui devono essere rimossi prima del trattamento termico.

Piegatura e formatura a pressione

Il C22 può essere lavorato per realizzare fondi di recipienti, cilindri, coni, componenti di tubazioni e strutture complesse. Le attrezzature devono presentare superfici lisce e raggi adeguati. I progettisti devono tenere conto del ritorno elastico, in particolare nei materiali sottoposti a forte lavorazione a freddo.

Effetto della lavorazione a freddo

La lavorazione a freddo aumenta la durezza, il limite di snervamento e le tensioni residue, riducendo al contempo la duttilità. Sebbene una maggiore resistenza possa sembrare utile, una lavorazione a freddo non controllata può alterare il comportamento alla corrosione e alla corrosione sotto sforzo. I componenti critici devono essere valutati nella loro condizione finale di fabbricazione.

Trattamento termico e raffreddamento della soluzione

Il trattamento termico di ricristallizzazione ripristina una microstruttura uniforme e resistente alla corrosione dopo la lavorazione a caldo o a freddo. Il C22 viene solitamente sottoposto a ricottura di ricristallizzazione a circa 1120 °C o a temperature superiori, seguita da un raffreddamento rapido. La temperatura esatta, il tempo di mantenimento, il tempo di trasferimento e il metodo di raffreddamento devono essere conformi alla norma di prodotto applicabile.

Lo scopo del ricottura in soluzione è quello di dissolvere le fasi secondarie indesiderate, ripristinare la duttilità e trattenere il cromo, il molibdeno e il tungsteno nella matrice. Una temperatura o un tempo di mantenimento insufficienti possono lasciare fasi dannose non dissolte, mentre un trattamento eccessivo può causare la crescita dei grani o deformazioni.

Raffreddamento rapido

Il raffreddamento rapido riduce al minimo il tempo trascorso negli intervalli di temperatura in cui potrebbero formarsi carburi o fasi intermetalliche. Il raffreddamento in acqua è comunemente utilizzato per lamiere, barre, pezzi forgiati e strutture pesanti. I prodotti di spessore ridotto possono raffreddarsi sufficientemente rapidamente mediante un altro metodo approvato, ma ciò deve essere supportato dalle specifiche e da una procedura qualificata.

Spessore delle sezioni e carico del forno

Il tempo di mantenimento ha inizio solo dopo che l’intera sezione ha raggiunto la temperatura richiesta. Carichi del forno troppo fitti o notevoli differenze di spessore delle pareti possono causare un riscaldamento e un raffreddamento non uniformi. Sono quindi importanti il posizionamento delle termocoppie, l’uniformità del forno, il tempo di trasferimento e l’agitazione durante la tempra.

Atmosfera per il trattamento termico

A seconda della finitura richiesta, è possibile utilizzare forni sotto vuoto, a gas inerte, ad atmosfera riducente o ad aria controllata. È necessario evitare la contaminazione del forno da sostanze contenenti zolfo. Prima dell'impiego in condizioni critiche di corrosione, è necessario rimuovere le incrostazioni pesanti e gli strati superficiali impoveriti di cromo.

Caratteristiche di lavorazione e tecniche consigliate

L'Hastelloy C22 può essere lavorato con attrezzature convenzionali per tornitura, fresatura, foratura, alesatura, filettatura e rettifica. La lavorazione è più impegnativa rispetto all'acciaio al carbonio, poiché il C22 combina elevata resistenza, duttilità, bassa conduttività termica e rapido incrudimento.

Utilizzare attrezzature rigide

Le macchine utensili, i dispositivi di fissaggio e i sistemi di serraggio devono essere rigidi. Lo sbalzo dell'utensile deve essere ridotto al minimo e il pezzo deve essere sostenuto in prossimità della zona di taglio per controllare le vibrazioni e le oscillazioni.

Mantenere un taglio positivo

L'utensile da taglio deve rimanere al di sotto della superficie precedentemente incrudita. È necessario evitare lo sfregamento, le soste e le passate leggere ripetute. L'avanzamento deve essere sufficiente a garantire un'azione di taglio efficace senza superare le capacità della macchina o dell'utensile.

Scelta degli strumenti

Gli utensili in carburo affilati con geometria positiva sono comunemente utilizzati per la lavorazione in serie. L'acciaio rapido può essere indicato per determinate operazioni a bassa velocità, utensili complessi o tagli interrotti. Il tipo di utensile, il rivestimento, l'angolo di spoglia e il rompitruciolo devono essere adeguati all'operazione.

Refrigerante e rimozione dei trucioli

Un abbondante apporto di fluido da taglio adeguato dissipa il calore e allontana i trucioli dalla zona di taglio. Nella scelta del fluido da taglio occorre tenere conto dell'impiego finale, poiché i residui contenenti zolfo o cloro possono contaminare la superficie in caso di pulizia inadeguata.

Fattore di lavorazione	Pratica raccomandata	Pratiche da evitare
Configurazione della macchina	Dispositivo di fissaggio rigido e sporgenza ridotta dell'utensile	Configurazioni flessibili che consentono il chatter
Inserimento dell'utensile	Azione di taglio positiva e continua	Limitarvisi o soffermarsi sulla superficie
Stato dell'utensile	Utilizzare spigoli affilati e sostituire gli utensili usurati	Proseguendo con gli utensili scheggiati o smaltati
Controllo del calore	Applicare il liquido di raffreddamento appropriato e rimuovere i trucioli	Consentire un eccessivo accumulo di calore

Metodi di saldatura e considerazioni sulla fabbricazione

Il C22 presenta una buona saldabilità se si seguono procedure adeguate per le leghe di nichel. È possibile ricorrere alla saldatura ad arco con elettrodo di tungsteno in atmosfera inerte, alla saldatura ad arco con elettrodo metallico in atmosfera inerte, alla saldatura ad arco con elettrodo rivestito, alla saldatura ad arco al plasma e alla saldatura ad arco sommerso, purché supportate da una procedura di saldatura qualificata.

Metalli d'apporto consigliati

I metalli d'apporto più comunemente utilizzati sono l’ERNiCrMo-10 per i processi con protezione a gas e l’ENiCrMo-10 per la saldatura ad arco con elettrodo rivestito. Nella scelta del metallo d’apporto occorre inoltre tenere conto della diluizione, dei metalli di base dissimili, delle condizioni chimiche di esercizio, della resistenza del giunto e della normativa di riferimento per la fabbricazione.

Pulizia delle superfici

Le superfici di giunzione e le aree circostanti devono essere prive di olio, grasso, umidità, vernice, ossido, composti di zolfo e residui di ferro incrostati. L'uso di spazzole specifiche in acciaio inossidabile, abrasivi puliti e utensili riservati alle leghe di nichel contribuisce a prevenire la contaminazione.

Apporto termico e temperatura interpassaggio

L'apporto di calore deve essere controllato per limitare l'ampiezza della zona termicamente alterata ed evitare un'esposizione termica non necessaria. La temperatura tra una passata e l'altra deve rimanere entro i limiti previsti dalla procedura qualificata. Il preriscaldamento non è normalmente necessario, tranne che per rimuovere l'umidità o per gestire un assemblaggio di metalli dissimili.

Trattamento termico post-saldatura

Molti prodotti in C22 possono essere messi in servizio nello stato di saldatura, poiché la lega presenta un basso tenore di carbonio e silicio. Si può prendere in considerazione un ricottura in soluzione completa dopo operazioni di formatura intense, per soddisfare particolari requisiti normativi o quando sono richieste prestazioni anticorrosive particolarmente elevate.

Saldatura di metalli dissimili

Il C22 può essere saldato all’acciaio inossidabile, alle leghe di nichel o ad altri materiali utilizzando un materiale d’apporto scelto in modo da tollerare la diluizione. Il giunto deve essere valutato in relazione alla corrosione galvanica, alle differenze di dilatazione termica, alla temperatura di esercizio e alla resistenza alla corrosione della zona di saldatura diluita.

Trattamento superficiale, decapaggio e finitura

La lavorazione a caldo, la saldatura e il trattamento termico ad aria possono causare la formazione di incrostazioni e di colorazione da calore. Questi ossidi possono nascondere difetti o lasciare una zona priva di cromo sotto la superficie. Prima di un impiego chimico critico è necessaria un’adeguata pulizia.

Pulizia meccanica

La molatura, la spazzolatura, la lavorazione meccanica e la sabbiatura controllata consentono di rimuovere l’ossido e i difetti superficiali. Gli abrasivi devono essere puliti e specifici per le leghe di nichel. Le spazzole in acciaio al carbonio, le mole contaminate e la graniglia d’acciaio comune possono lasciare residui di ferro e causare macchie di ruggine.

Decapaggio chimico

I processi di decapaggio adeguati rimuovono l'ossido aderente e mettono a nudo una superficie pulita della lega. Le soluzioni industriali per il decapaggio delle leghe di nichel possono contenere acido nitrico, acido fluoridrico o miscele chimiche proprietarie. Si tratta di sostanze altamente pericolose che richiedono attrezzature specializzate, ventilazione, misure di protezione e trattamento dei rifiuti.

Lucidatura e finitura ad alta purezza

Le apparecchiature farmaceutiche e ad alta purezza possono richiedere una rugosità superficiale specifica, una lucidatura direzionale o un elettrolucidatura. Le procedure di finitura devono rimuovere gli abrasivi e i composti lucidanti incrostati senza introdurre cloruri, zolfo o ferro libero.

Il trattamento superficiale non è in grado di riparare un trattamento termico eseguito in modo errato o danni profondi al materiale. Se la rettifica o la pulizia chimica non riescono a rimuovere completamente un difetto o uno strato deteriorato, potrebbe essere necessario procedere a un’ulteriore asportazione di materiale o alla sostituzione del componente.

Controllo qualità e norme applicabili

L'ispezione verifica che il prodotto C22 finito soddisfi i requisiti chimici, meccanici, dimensionali, superficiali e di tracciabilità. Il piano di ispezione dipende dalla forma del prodotto, dall'intensità di utilizzo, dalle norme edilizie e dai requisiti dell'acquirente.

Prove chimiche e meccaniche

L'analisi termica conferma la composizione chimica del materiale fuso, mentre l'analisi del prodotto consente di verificare le caratteristiche del materiale finito. Le prove di trazione misurano in genere il limite di snervamento, la resistenza alla trazione e l'allungamento. Possono essere specificate prove di durezza, flessione, impatto, corrosione, appiattimento, svasatura o altre prove.

Controlli non distruttivi

L'esame a ultrasuoni consente di individuare discontinuità interne in lamiere, barre e pezzi forgiati. Ai tubi possono essere applicati controlli a correnti parassite o a ultrasuoni. L'ispezione con liquidi penetranti rileva i difetti superficiali, mentre i controlli radiografici consentono di esaminare le saldature idonee.

Verifica dimensionale e superficiale

Lo spessore, il diametro, lo spessore della parete, la rettilineità, l’ovalità, la planarità, la lunghezza e la finitura superficiale vengono misurati in base alla norma pertinente. I tubi possono inoltre essere sottoposti a prove idrostatiche, pneumatiche o di tenuta.

Standard	Ammissione tipica dei prodotti in Hastelloy C22
ASTM B575 / ASME SB-575	Lastre, lamiere e nastri
ASTM B574 / ASME SB-574	Aste e barre
ASTM B622 / ASME SB-622	Tubi senza saldatura
ASTM B619 / ASME SB-619	Tubo saldato
ASTM B626 / ASME SB-626	Tubo saldato
ASTM B564 / ASME SB-564	Pezzi forgiati, flange, raccordi e prodotti correlati
AWS A5.14	Fili e bacchette per saldatura in lega di nichel nuda, compresa la lega ERNiCrMo-10
AWS A5.11	Elettrodi di saldatura rivestiti in lega di nichel, compreso l’ENiCrMo-10

L'ultima revisione e eventuali requisiti supplementari devono essere indicati nell'ordine di acquisto. Le versioni ASTM e ASME possono avere contenuti tecnici simili, ma non sono automaticamente intercambiabili per le costruzioni soggette alle norme di pressione.

Applicazioni nel settore della lavorazione chimica e del controllo dell'inquinamento

Il C22 è ampiamente utilizzato nei processi chimici poiché resiste sia alle condizioni ossidanti che a quelle riducenti. Questa caratteristica è particolarmente utile negli impianti in cui la composizione chimica subisce variazioni durante la normale produzione, la pulizia, l’avvio, l’arresto o le anomalie di processo.

Tra le applicazioni figurano reattori, recipienti a pressione, scambiatori di calore, colonne, agitatori, tubazioni, valvole, pompe, filtri, evaporatori, giunti di dilatazione e sistemi di stoccaggio. Il C22 è indicato per acidi misti, acido acetico, acido formico, prodotti chimici a base di cloro, sali ossidanti e flussi chimici contaminati da cloruri.

Sistemi a cloro e cloruro in fase liquida

La lega offre un'elevata resistenza al cloro in soluzione acquosa, all'ipoclorito, al biossido di cloro e a molti ambienti ossidanti contenenti cloruri. È comunque necessario valutare fattori quali temperatura, concentrazione, pH, depositi e geometria delle fessure.

Apparecchiature per il controllo dell'inquinamento

Il C22 può essere utilizzato in assorbitori per la desolforazione dei gas di combustione, vasche di lavaggio, condotte, serrande, collettori di nebulizzazione, riscaldatori, rivestimenti per camini e impianti di trattamento delle acque reflue. Tali sistemi possono presentare una combinazione di condensa acida, cloruri, composti solforati, ossidanti, abrasione e depositi.

Applicazioni nei settori petrolifero, del gas, marittimo e della produzione di energia

Petrolio e gas

Il C22 può essere utilizzato per valvole, componenti strumentali, guarnizioni, elementi di fissaggio, tubazioni, sistemi di iniezione di sostanze chimiche e apparecchiature di processo esposte a cloruri, idrogeno solforato, anidride carbonica e sostanze chimiche di trattamento. L’idoneità all’impiego in ambienti acidi dipende dalla durezza, dalla lavorazione a freddo, dal trattamento termico, dalla temperatura, dalle sollecitazioni e dai requisiti di qualificazione applicabili.

Applicazioni marine

Il C22 offre un'elevata resistenza alla corrosione puntiforme e interstiziale causata dall'acqua di mare rispetto agli acciai inossidabili comuni. Tra le potenziali applicazioni figurano le tubazioni per acqua di mare, i componenti esposti agli spruzzi, le parti di scambiatori di calore, gli elementi di fissaggio, le pompe, le valvole e le apparecchiature esposte ad acqua marina inquinata.

È necessario valutare anche il biofouling, i depositi, le fessure in cui l'acqua ristagna, il contatto galvanico e l'acqua di mare ad alta temperatura. Nella scelta dei materiali si dovrebbero utilizzare dati specifici per l'applicazione piuttosto che una classificazione generica relativa all'acqua di mare.

Produzione di energia elettrica

Tra le applicazioni nel settore della produzione di energia figurano gli scrubber, le apparecchiature per il trattamento di sostanze chimiche, i sistemi geotermici, gli impianti di termovalorizzazione, le apparecchiature per i gas di combustione e alcuni sistemi di recupero di calore. Il C22 è particolarmente utile nei casi in cui siano presenti contemporaneamente contaminanti ossidanti e specie acide riducenti.

Applicazioni nei settori farmaceutico, della cellulosa e della carta e del trattamento dei rifiuti

Attrezzature farmaceutiche

Il C22 può essere utilizzato per reattori, essiccatori, filtri, tubazioni, miscelatori, componenti di centrifughe e sistemi di pulizia esposti ad alogenuri, solventi, principi attivi o prodotti chimici detergenti aggressivi. Sono aspetti importanti la levigatezza delle saldature, la rugosità superficiale, la drenabilità, la documentazione e il controllo della contaminazione.

Lavorazione della cellulosa e della carta

I processi di sbiancamento possono contenere biossido di cloro, cloruri, sostanze chimiche ossidanti, liquidi acidi e composti organici. Il C22 può essere utilizzato per tubazioni, lavatori, miscelatori, valvole, ugelli, serbatoi e strutture di riparazione negli impianti di sbiancamento.

Sistemi di trattamento dei rifiuti

I flussi di rifiuti industriali e pericolosi possono subire variazioni significative nel tempo. Il prodotto C22 risulta particolarmente utile quando possono essere presenti contemporaneamente acidi, ossidanti, cloruri, composti solforati, solventi e sali metallici. Tra le applicazioni figurano evaporatori, scrubber a umido, sistemi di lisciviazione, tubazioni, miscelatori, impianti di filtrazione e serbatoi di trattamento.

Il processo di selezione dovrebbe tenere conto delle reazioni chimiche più aggressive e plausibili, piuttosto che dei risultati medi delle analisi dei rifiuti. L’evaporazione, i depositi, i prodotti chimici utilizzati per la pulizia e la condensa generata durante l’arresto dell’impianto possono creare condizioni più severe rispetto a quelle rilevate nel liquido sfuso.

Domande frequenti sulla produzione e l'applicazione dell'Hastelloy C22

Come viene prodotto l’Hastelloy C22?

L'Hastelloy C22 viene prodotto attraverso una serie di fasi controllate: preparazione delle materie prime, fusione, raffinazione, colata, condizionamento dei lingotti, forgiatura a caldo o laminazione, lavorazione a freddo se necessario, ricottura in soluzione, raffreddamento rapido, finitura superficiale, collaudo e certificazione. Il processo esatto dipende dal fatto che il prodotto finale sia una piastra, una lamiera, un nastro, una barra, un filo, un tubo o un pezzo forgiato.

Qual è la temperatura di trattamento termico di soluzione per l'Hastelloy C22?

Il C22 viene solitamente sottoposto a ricottura in soluzione a circa 1120 °C o a temperature superiori, per poi essere raffreddato rapidamente al fine di mantenere una struttura uniforme e resistente alla corrosione. La temperatura esatta, il tempo di mantenimento, il tempo di trasferimento nel forno e il metodo di raffreddamento devono essere conformi alla norma di prodotto applicabile e alla procedura di produzione qualificata.

Quali sono le principali applicazioni dell’Hastelloy C22?

L’Hastelloy C22 viene utilizzato in reattori chimici, sistemi a acidi misti, impianti per il cloro liquido, scrubber per gas di combustione, componenti per il settore petrolifero e del gas, sistemi marini, macchinari farmaceutici, impianti di sbiancamento della cellulosa e della carta, apparecchiature per la produzione di energia e impianti di trattamento dei rifiuti pericolosi. La scelta definitiva deve basarsi sulla concentrazione chimica effettiva, sulla temperatura, sui contaminanti, sulle condizioni delle fessure, sulle sollecitazioni e sulla durata di servizio richiesta.