Ácido clorhídricoEs el ácido industrial común más agresivo y no respeta las reglas de selección de materiales que funcionan en otros lugares. Los aceros inoxidables fallan por picaduras en cuestión de semanas, el acero al carbono se disuelve e incluso muchas aleaciones de níquel se desmoronan rápidamente. Las aleaciones que sobreviven al ácido clorhídrico son pocas y cada una cubre solo una parte de la envoltura de concentración-temperatura.
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¿Por qué el ácido clorhídrico es tan destructivo?
El ácido clorhídrico es un ácido reductor: ataca el metal disolviendo la película protectora de óxido en lugar de oxidar la superficie. Los aceros inoxidables dependen de una película pasiva de óxido de cromo, que el HCl elimina, dejando que la aleación se corroa uniformemente y se picadura. El ion cloruro también rompe la pasividad localmente, razón por la cual la corrosión por picaduras y grietas aparece tan rápidamente.
Los materiales que sobreviven al HCl lo hacen porque no tienen una película pasiva que perder (níquel y sus aleaciones) o porque están protegidos catódicamente (algunos metales reactivos). La consecuencia práctica: el cromo que hace que el acero inoxidable sea resistente a la corrosión-en otros lugares es un inconveniente en el servicio de HCl.
Las aleaciones que funcionan y sus límites
| Material | Rango de servicio de HCl | Límite primario |
| Hastelloy B-3 (N10675) | Todas las concentraciones hasta el punto de ebullición. | Falla en medios oxidantes; sin película de óxido de cromo |
| Hastelloy C-276 (N10276) | Concentraciones moderadas, diluir a ~20 % a baja temperatura. | Atacado por HCl concentrado caliente |
| Circonio (R60702) | Todas las concentraciones, temperaturas muy altas. | Costo; necesita impurezas oxidantes evitadas |
| Acero al carbono revestido de caucho- | Diluir a temperatura moderada y baja. | Límites de temperatura y mecánicos del revestimiento. |
| Sistemas revestidos de PTFE-/plástico | Todas las concentraciones a temperatura ambiente. | Límites de temperatura y presión del plástico. |
B-3 vs C-276: la decisión clave
Las dos aleaciones de níquel que se consideran con mayor frecuencia para el servicio de HCl son B-3 y C-276, y tienen una filosofía opuesta.
B-3es una aleación de níquel-molibdeno casi sin cromo: sobrevive al ácido clorhídrico en cualquier concentración, pero en servicio oxidante se corroe rápidamente.
C-276 lleva cromo (alrededor del 15-16%) y molibdeno (alrededor del 15-17%), lo que le da una película pasiva y resistencia a los medios oxidantes, pero ese cromo también lo hace vulnerable al HCl concentrado caliente.
La regla de decisión es simple: si el servicio es ácido reductor puro (HCl sin contaminantes oxidantes), B-3 es la mejor aleación. Si la corriente puede ser oxidante - entrada de aire, cloruros férricos o cúpricos, trazas de ácido nítrico, el C-276 es más seguro porque mantiene una película pasiva. Los ambientes mixtos son la trampa clásica: una "línea de HCl" que también ve impurezas oxidantes puede destruir equipos B-3 en semanas.
Las alternativas no-metálicas
No todas las líneas de HCl necesitan una aleación de níquel. Por debajo de aproximadamente 60-80 C, los sistemas revestidos de caucho-de acero al carbono y plástico (PTFE, PP, PVC) manejan la mayoría de las concentraciones a una fracción del costo, razón por la cual los tanques de almacenamiento y las líneas de ácido diluido generalmente están revestidos en lugar de aleaciones sólidas.
FRP (plástico reforzado con fibra-) funciona para servicios ambientales de baja-presión. Los límites son mecánicos: los revestimientos fallan en las bridas y las soldaduras si los ciclos térmicos son severos, y los plásticos pierden resistencia rápidamente por encima de los 80 C.
La cuestión económica es una curva cruzada - que los sistemas revestidos ganan para servicios de gran-diámetro, baja-temperatura y baja-presión; La aleación de níquel sólido gana para servicios de pequeño-diámetro, en caliente, de alta-presión o cíclicos donde los revestimientos no pueden sobrevivir.
Otros ambientes reductores
La misma lógica de selección se aplica más allá del HCl. El ácido sulfúrico en concentraciones superiores a aproximadamente el 60 % y temperaturas superiores a aproximadamente 60 °C es un servicio reductor en el que brillan las aleaciones de tipo B-, mientras que el régimen diluido de baja- temperatura lo maneja la aleación 20 o incluso el acero inoxidable.
El ácido fosfórico (proceso húmedo) es agresivo pero contiene suficientes especies oxidantes como para que a menudo se prefiera el C-276 al B-3. El ácido acético y otros ácidos orgánicos son mucho menos exigentes - 316L y Alloy 20 cubre la mayor parte del servicio.
El mensaje: nombre el ácido, la concentración, la temperatura y las especies oxidantes antes de que alguien pueda recomendar un material. Una hoja de datos sin esos cuatro números es marketing, no ingeniería.
Lista de verificación de selección
- Identifique el ácido, la concentración, la temperatura y cualquier especie oxidante en la corriente.
- Si el servicio es ácido reductor puro de alta severidad: considere Hastelloy B-3.
- Si hay especies oxidantes presentes: considere Hastelloy C-276 o una aleación de la familia C.
- Para HCl de gran-diámetro, baja-temperatura y baja-presión: compare el acero al carbono revestido antes de optar por una aleación sólida.
- Para HCl muy caliente y muy concentrado: el circonio es el único metal que sigue siendo competitivo - pero confirma que no hay impurezas oxidantes.
- Especifique siempre los cuatro parámetros de servicio en la consulta de material y solicite al proveedor que confirme la elección de la aleación.
En qué se equivocan los compradores
- Suponiendo que la "aleación de níquel" es una familia, - B-3 y C-276 se comportan de manera opuesta en HCl, y cambiar uno por otro cambia completamente el resultado de la corrosión.
- especificandoC-276para que el HCl concentrado caliente "sea seguro", cuando el B-3 es el superviviente real y el C-276 se corroerá.
- Olvidar que la entrada de aire hace que una línea de HCl se oxide - la aleación que funcionó en la prueba de laboratorio falla en el campo.
- Solicitar una aleación sólida para un tanque grande, mientras que un tanque-de acero al carbono revestido de caucho costaría una fracción y duraría lo mismo.
