Hastelloy C-276

O revestimento de Hastelloy C-276 é uma solução à base de níquel, cromo e molibdênio indicada para componentes industriais submetidos a ambientes corrosivos severos, especialmente quando há presença de cloretos, ácidos e outros agentes químicos agressivos.

Na Rijeza, o Hastelloy C-276 pode ser aplicado pelos processos HVOF, PTA e Laser Cladding, permitindo adequar o revestimento às condições de operação, geometria da peça, substrato e espessura de camada necessária.

Diferentemente de revestimentos especificados principalmente pela dureza ou resistência à abrasão, o C-276 deve ser selecionado principalmente pela sua resistência à corrosão.

Principais características do revestimento Hastelloy C-276 na Rijeza:

• liga de níquel-cromo-molibdênio resistente à corrosão severa;
• aplicação por HVOF, PTA ou Laser Cladding;
• dureza média medida de aproximadamente 400 HV0,3, dependendo das condições de deposição;
• aderência elevada no processo HVOF;
• baixa porosidade;
• possibilidade de revestimento com ligação metalúrgica por PTA e Laser Cladding;
• indicado para aplicações envolvendo cloretos e diferentes meios ácidos.

O que é o Hastelloy C-276?

O Hastelloy C-276, UNS N10276, é uma liga de níquel-cromo-molibdênio com adição de tungstênio desenvolvida para trabalhar em uma ampla variedade de ambientes altamente corrosivos.

Sua composição nominal contém aproximadamente 57% de níquel, 16% de cromo, 16% de molibdênio e 4% de tungstênio.

Essa combinação química proporciona elevada resistência à corrosão em diversos ambientes industriais agressivos.

Quando utilizado como revestimento, o objetivo é transferir essas características para a superfície do componente sem necessariamente fabricar toda a peça em uma liga de alto custo.

Para que serve o revestimento de Hastelloy C-276?

O revestimento C-276 é utilizado principalmente para proteger superfícies metálicas expostas à corrosão química severa.

Pode ser considerado em equipamentos e componentes sujeitos a ambientes contendo, conforme concentração, temperatura e demais condições operacionais:

• cloretos;
• ácido sulfúrico;
• ácido fosfórico;
• meios químicos agressivos;
• ambientes simultaneamente corrosivos e termicamente severos;
• condições em que a corrosão localizada representa risco para a integridade da peça.

A especificação não deve ser feita apenas pela identificação do agente químico.

Concentração, temperatura, contaminantes, estado de oxidação do meio, velocidade do fluido, substrato e geometria do componente também precisam ser considerados.

Por isso, a seleção do C-276 deve partir da análise do ambiente real de operação.

Hastelloy C-276 não é especificado principalmente pela dureza

Uma característica importante na especificação do C-276 é compreender que dureza não é sua principal propriedade de seleção.

Em ensaios realizados pela Rijeza, revestimentos de Hastelloy C-276 apresentaram dureza média 400 HV0,3.

Esse valor caracteriza o revestimento produzido nas condições avaliadas, mas não deve ser interpretado como o principal critério para escolher a liga.

O C-276 é normalmente selecionado quando a necessidade predominante é a resistência à corrosão em ambientes de alta severidade química.

Se o mecanismo predominante de falha for abrasão severa, erosão ou desgaste mecânico, outras famílias de revestimentos podem apresentar desempenho mais adequado.

A escolha deve partir do mecanismo real de degradação do componente.

Hastelloy C-276 aplicado por HVOF

O HVOF – High Velocity Oxygen Fuel permite depositar o Hastelloy C-276 como uma camada de baixa porosidade e elevada aderência, com reduzido aporte térmico ao componente quando comparado a processos de revestimento por fusão.

Essa característica pode ser importante para componentes nos quais se deseja preservar o substrato ou limitar alterações térmicas. Além disso, nesse método é possível aplicar camadas mais finas, de rápida aplicação e menor custo.

Resultados obtidos pela Rijeza com Hastelloy C-276 por HVOF

Nos ensaios realizados pela Rijeza, foram obtidos os seguintes resultados:

Aderência

Especificação utilizada pela Rijeza:

> 70 MPa

Resultado obtido em ensaio:

82 MPa

Porosidade

Especificação utilizada:

< 2%

Resultado medido:

< 1%

Esses valores representam resultados obtidos em condições específicas de processamento e ensaio da Rijeza e não devem ser interpretados isoladamente como propriedades universais de qualquer revestimento de Hastelloy C-276.

O desempenho final depende do substrato, preparação superficial, parâmetros de deposição, espessura, geometria e principalmente das condições de operação.

Hastelloy C-276 aplicado por PTA

O PTA – Plasma Transferred Arc deposita a liga por fusão, produzindo uma camada metalurgicamente ligada ao substrato.

Em comparação com um revestimento aspergido termicamente, o PTA pode ser particularmente interessante quando são necessárias:

• camadas de maior espessura;
• reconstrução de superfícies;
• ligação metalúrgica com o substrato;
• revestimento para serviços em meios com corrosão química severos;
• combinação entre recuperação dimensional e proteção superficial.

No processo PTA empregado pela Rijeza, a porosidade do revestimento de C-276 é praticamente nula, característica associada à natureza fundida da camada depositada.

Como existe diluição entre revestimento e substrato, a composição da região depositada e os parâmetros do processo precisam ser controlados de acordo com a aplicação.

Hastelloy C-276 aplicado por Laser Cladding

O Laser Cladding também produz uma ligação metalúrgica entre o Hastelloy C-276 e o material de base, utilizando uma fonte de energia altamente concentrada.

O processo permite controle preciso da deposição com zona termicamente afetada muito pequena, sendo uma alternativa para componentes que exigem elevada qualidade superficial e controle do aporte térmico.

Entre suas características estão:

• ligação metalúrgica com o substrato;
• porosidade praticamente nula nas condições de processamento adequadas;
• controle da geometria do depósito;
• possibilidade de reconstrução localizada;
• controle de diluição;
• aplicação seletiva em regiões críticas da peça.

Na Rijeza, o Laser Cladding pode ser considerado quando a aplicação exige combinar a resistência à corrosão do C-276 com precisão de deposição e elevada integridade da camada.

HVOF, PTA ou Laser Cladding: qual processo utilizar para aplicar Hastelloy C-276?

Não existe um único processo ideal para todas as aplicações.

A escolha depende da condição do componente e do objetivo do revestimento.

HVOF

Pode ser priorizado quando se deseja uma camada aderente e de baixa porosidade, com menor influência térmica sobre o substrato.

Nos ensaios da Rijeza, foram alcançados 82 MPa de aderência e porosidade inferior a 1%.

PTA

Pode ser utilizado quando é necessária uma camada fundida, metalurgicamente ligada ao substrato, inclusive para maiores espessuras ou reconstrução da superfície.

A porosidade obtida no depósito é praticamente nula.

Laser Cladding

Pode ser priorizado quando, além da ligação metalúrgica, o componente exige maior controle da deposição, menor região termicamente afetada e precisão na aplicação da camada.

A porosidade também é praticamente nula nas condições adequadas de processamento.

A escolha entre HVOF, PTA e Laser Cladding deve considerar substrato, geometria, espessura necessária, tolerância dimensional, possibilidade de diluição, solicitação mecânica, temperatura e ambiente corrosivo.

Hastelloy C-276 ou Hastelloy C-22?

C-276 e C-22 pertencem à família das ligas de níquel-cromo-molibdênio resistentes à corrosão, porém apresentam diferenças de composição que podem alterar seu desempenho em determinados ambientes.

O Hastelloy C-22 possui maior teor de cromo, nominalmente próximo de 22%, enquanto o C-276 possui aproximadamente 16%.

O maior teor de cromo do C-22 aumenta sua resistência em diversos meios oxidantes e contribui para uma elevada resistência à corrosão localizada por pites e frestas em ambientes contendo cloretos.

Isso não significa que o C-22 seja automaticamente superior ao C-276 em qualquer aplicação.

O C-276 possui décadas de utilização industrial em uma ampla variedade de meios corrosivos, e a seleção entre as duas ligas depende da química do ambiente, concentração, temperatura, contaminantes e mecanismo de corrosão predominante.

C-276 ou C-22 não deve ser uma decisão baseada apenas em “qual liga é melhor”, mas em qual liga apresenta maior compatibilidade com a condição real de serviço.

Onde o revestimento de Hastelloy C-276 pode ser aplicado?

O revestimento pode ser avaliado para diferentes componentes de processamento químico e equipamentos sujeitos a corrosão severa, como:

• válvulas;
• hastes;
• eixos;
• rotores;
• sedes;
• componentes de bombas;
• componentes de reatores;
• componentes de misturadores;
• superfícies de equipamentos químicos;
• peças expostas a cloretos;
• componentes em contato com soluções ácidas;
• regiões de equipamentos que apresentam corrosão localizada ou perda progressiva de material.

A indicação depende sempre da análise da condição de serviço e do material de base.

Por que revestir com C-276 em vez de fabricar toda a peça nessa liga?

Em determinadas aplicações, o problema está concentrado apenas na superfície em contato com o ambiente corrosivo.

Nesses casos, fabricar todo o componente em uma liga de níquel de alto desempenho pode não ser necessário.

O revestimento permite utilizar um material estrutural adequado no corpo da peça e aplicar C-276 apenas na região que precisa resistir ao ambiente corrosivo.

Essa estratégia pode permitir:

• recuperar componentes existentes;
• proteger apenas superfícies críticas;
• reduzir o consumo de liga nobre;
• aumentar a vida útil de componentes;
• adaptar peças existentes a condições de serviço mais severas.

A viabilidade econômica depende da geometria, dimensão, processo selecionado, preparação necessária e consequência da falha do componente.

Como a Rijeza especifica um revestimento de Hastelloy C-276?

A especificação não começa escolhendo simplesmente a liga.

Antes de definir material e processo de aplicação, é necessário compreender por que a superfície está falhando.

A análise pode considerar:

• composição química do meio;
• concentração dos agentes corrosivos;
• presença de cloretos;
• pH;
• temperatura de operação;
• pressão;
• velocidade do fluido;
• presença de sólidos;
• possibilidade de erosão-corrosão;
• material do substrato;
• histórico de falhas;
• geometria;
• espessura disponível para revestimento;
• necessidade de acabamento ou usinagem;
• regiões efetivamente atacadas.

A partir desse conjunto de informações é possível avaliar se o C-276 é adequado e se a aplicação deve ocorrer por HVOF, PTA ou Laser Cladding.

Quando o Hastelloy C-276 pode não ser a melhor solução?

Uma liga tecnicamente sofisticada não é necessariamente a melhor escolha para todo problema de superfície.

O C-276 deve ser reavaliado quando:

• o mecanismo dominante é abrasão e não corrosão;
• há impacto mecânico severo;
• a química do ambiente favorece outra liga;
• a temperatura ou concentração química muda significativamente em relação à condição considerada;
• o substrato apresenta incompatibilidade com o processo selecionado;
• outra solução oferece desempenho suficiente com melhor relação técnico-econômica.

O primeiro passo é identificar corretamente o mecanismo de falha.

Avaliação técnica de revestimentos em Hastelloy C-276

Se um componente apresenta corrosão prematura, ataque químico, perda de espessura ou falha recorrente em ambiente severo, a Rijeza pode avaliar o componente e as condições de operação antes de definir o revestimento.

A análise permite verificar:

1. se o Hastelloy C-276 é adequado ao ambiente;
2. qual processo — HVOF, PTA ou Laser Cladding — é mais compatível com a peça;
3. quais critérios técnicos devem ser utilizados para especificar e controlar o revestimento.

Solicite uma avaliação técnica da sua aplicação

Envie informações sobre a peça, material, ambiente químico, temperatura, condição de operação e histórico de falha.

A Rijeza avaliará a condição da aplicação para definir uma alternativa tecnicamente defensável para a superfície.