안녕하세요.
진행 중인 Pilot project 에서 예상치 못한 공정변화에 따라 SS316 압력용기에 3% HCl 수용액을 pH2 ~3 수준까지 투입을 하게 되었습니다.
기존 공정도 3% HCl 수용액을 투입하지만, pH 6~7 정도로 중화시키는 양만 투입하였으나,
공정반응 개선에 따라 압력용기 내의 산성도가 굉장히 높게 설정하여 운전할 예정입니다.
많은 참고문헌에서 SS316 은 HCl 에 적합하지 않고 Hastelloy 와 같은 superalloy 가 적합한 재질이라고 나와있으나,
현 시점에서 superalloy 로 변경하는 것이 쉽지 않아서 SS 316 내부 표면에 coating 하는 방법을 찾아보았습니다.
그 결과, "Dursan coating ", "Silcolloy coating" 에 대한 제품 소개 및 실험 결과 등을 소개한 자료가 있었습니다.
상기의 coating 을 국내에서 적용가능한 방법인지, 정말로 Hydrochloric acid corrosion 에 적절한 coating 방법인지 전문가 분들께 문의 드립니다.
혹시 SS316 압력용기에 HCl 부식을 방지하기 위한 현실적인 방법이 있는지도 문의 드립니다.
감사합니다.
자문의견 감사합니다.
온도 조건은 섭씨 60도 정도, 압력은 5barg 로 운전되나, 내부에 Agitator 및 Slurry 교반작용이 있습니다.
그로 인해 배관의 경우에는 PTFE lined pipe 를 적용하였으나, Slurry 교반작용이 있는 Vessel 에는 PTFE lined 를 적용하는 것이 쉽지 않은 상황입니다. Contractor 와 좀더 협의를 해보도록 하겠습니다.
좋은 답글 위에 조금만 추가한다면, 전문가와 상의하기 전에 우선 아래의 기초 자료들을 검토해 보시기 바라며 Solid FRP Tank도 검토해 볼 수 있고, 또한 Lining의 경우, 어떠한 Lining재료가 선정되더라도 가장 중요한 no-pinhole을 위해 Lining 전 청결 유지와 코너부의 시공 방법 및 최종 합격 기준이 최우선 검토대상이 되어야 할 것으로 보입니다. 내부 교반 장치는 Lining이 참 힘들겠네요. 이것들은 CRA materials 이 함께 고려되어야 할 듯 합니다.
[추가 검토 필요 Data]: Service and Contamination, 기기 Size & 형상, Curing Condition (if required), 기기 수명, HCl acid solution에 노출되는 시간, 교반장치의 각속도, etc.
[References]
1. MTI MS-3 Materials Selector for Hazardous Chemicals — Vol. 3: Hydrochloric Acid, Hydrogen Chloride and Chlorine
2. NiDI Publication #279 HCl Corrosion and Materials
3. NiDI Publication #10020 (2nd Edition) Alloy selection for service in chlorine, hydrogen chloride and hydrochloric acid
4. ASM Metal Handbook, Vol.13 series
5. NACE Paper 10041 Repair of A 50 foot Diameter FRP HCl Acid Storage Tank
6. NACE Paper C2016-7680 Materials Selection for Use in Hydrochloric Acid
7. Hydrochloric Acid Storage and Piping Systems, Pamphlet 163, The Chlorine Institute, 2001
8. Lining Failure in a HCl Storage Tank-NACE MP, May 2012, p50-51
추천해주신 Reference 자료들을 검토해보도록 하겠습니다.
전문의견 주셔서 감사합니다.
온도와 사용 조건에 따라 저런 Coating을 선별적으로 적용할 수는 있겠으나, 대부분 임시 처방에 그치게 됩니다.
가장 큰 이유는 Coating층의 건전성을 100% 확보하기가 쉽지 않아서 입니다.
만약 Coating층에 작은 Pinhole이라도 생긴다면, 아주 급속도로 부식이 진전되어 대응하기가 어려워질 수 있습니다.
또한, Turbulent가 발생하거나 내용물에 고형물질이 있어서 이로 인한 Coating층의 손상이 발생하는 경우도 예상할 수 있겠지요.
아마도 수처리쪽의 설비인 것으로 추정합니다. 온도가 높지 않다면 Plastic 소재나 이들 소재의 Lined Pipe를 대체 재질로 추천합니다.
보다 자세한 기술지원이 필요하시면, 시간과 비용이 들더라도 기술용역/자문요청으로 진행하시길 추천합니다.