Corrosion behavior of nickel alloys in wet hydrofluoric acid

Wet hydrofluoric acid at concentrations below approximately 60% is highly corrosive to glass, reactive metals, carbon steel and stainless steels. Nickel alloys offer moderate corrosion resistance over a wide range of acid concentration and temperature. The corrosion behavior of eleven commercial alloys was quantified through laboratory testing. Variables that were studied included testing time, acid concentration, temperature, vapor and liquid phases and the presence of residual stresses. Results show that the corrosion rate of a Ni-Cu and a Ni-Cr-Mo-Cu alloy increased with the acid concentration and the temperature. However, both for increasing acid concentration and temperature, the corrosion rate of the Ni-Cu alloy increased faster than the corrosion rate of the Ni-Cr-Mo-Cu alloy, especially in the vapor phase. Even in unstressed coupons, nickel alloys showed internal penetration in presence of wet HF; the mode of this internal penetration varied from alloy to alloy. Considering all the studied variables that influence corrosion, the highest ranked material for wet HF service was a Ni-Cr-Mo-Cu alloy. Feuchte Fluorwasserstoffsäure mit Konzentrationen unterhalb von etwa 60% ist hochkorrosiv für Glas, reaktive Metalle, Kohlenstoffstahl sowie nichtrostenden Stahl. Nickellegierungen bieten einen moderaten Korrosionswiderstand über einen weiten Bereich an Säurekonzentrationen und Temperatur. Das Korrosionsverhalten von 11 kommerziellen Legierungen wurde mittels Laborversuchen quantifiziert. Die untersuchten Variablen beinhalteten die Versuchszeit, Säurekonzentration, Temperatur, Dampf- und Flüssigphasen und die Anwesenheit von Restspannungen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Korrosionsgeschwindigkeit von Ni-Cu- und Ni-Cr-Mo-Cu-Legierungen mit der Säurekonzentration und der Temperatur zunahm. Sowohl für steigende Säurekonzentration als auch für steigende Temperatur nahm jedoch die Korrosionsgeschwindigkeit der Ni-Cu-Legierung schneller zu als die Korrosionsgeschwindigkeit der Ni-Cr-Mo-Cu-Legierung, besonders in der Dampfphase. Sogar in den ungespannten Proben zeigten die Nickellegierungen interne Penetration in Anwesenheit von feuchter HF; der Modus dieser internen Penetration variierte von Legierung zu Legierung. Unter Berücksichtigung aller untersuchten Variablen, die die Korrosion beeinflussen, war eine Ni-Cr-Mo-Cu-Legierung der am höchsten eingestufte Werkstoff für den Einsatz in feuchter HF.