1元素作用
對于一種特定的鎳基合金,在特定的環境中存在著多種變量,包括:濃度、溫度、通風度、液(氣)流速度、雜質、磨蝕、循環工藝條件等。這些變量會產生各種各樣的腐蝕問題。這些問題都能在鎳及其他合金元素中找到答案。
金屬鎳直到達到熔點之前一直保持著奧氏體,面心立方結構。這就給韌脆轉變提供了自由度,同時也大大減小了因其他金屬一起并存而出現的制造問題。在電化序上,鎳比鐵惰性而比銅活波。因此,在還原性環境中,鎳比鐵要耐腐蝕,但沒有銅耐腐蝕。在鎳的基礎上,加上鉻之后,使合金具備了抗氧化性能,由此可以產生很多種應用范圍非常廣泛的合金,使他們可以對還原性環境和氧化性環境都有最佳的抵抗力。
鎳基合金與不銹鋼和其他鐵基合金相比,在固溶狀態下能夠容納更多的合金元素,而且還能保持很好的冶金穩定性。這些因素允許添加多種多樣的合金元素,使鎳基合金大量的應用在千差萬別的腐蝕環境中。
鎳基合金中常見的元素主要有:
鎳–提供冶金穩定性、提高熱穩定性和可焊性、提高對還原性酸和苛性鈉的抗腐蝕性、提高尤其是在氯化物和苛性鈉環境中的抗應力腐蝕開裂性能。
鉻–提高抗氧化和高溫抗氧化、抗硫化性能、提高抗點蝕、間隙腐蝕性能。
鉬–提高對還原性酸的抗腐蝕性、提高含氯化物水溶液環境下的抗點蝕、間隙腐蝕的性能、提高高溫強度。
鐵–提高對高溫滲碳環境的抵抗性、降低合金成本、控制熱膨脹。
銅–提高對還原性酸(尤其是那些用于空氣不流通場合的硫酸和氫氟酸)和鹽類的抗腐蝕性、銅添加到鎳-鉻-鉬-鐵合金中有助于提高對氫氟酸、磷酸和硫酸的抗腐蝕性。
鋁–提高高溫抗氧化性、提升時效硬化。
鈦–與碳結合,減少了熱處理時發生碳化鉻沉淀造成的晶間腐蝕、提升時效強化。
鈮–與碳結合,減少了熱處理時發生碳化鉻沉淀造成的晶間腐蝕、提高抗點蝕、間隙腐蝕性能、提高高溫強度。
鎢–提高抗還原性酸和局部腐蝕的性能、提高強度和可焊性。
氮–提高冶金穩定性、提高抗點蝕、間隙腐蝕性能、提高強度。
鈷–提供增強的高溫強度、提高抗碳化、抗硫化性能。
這些合金元素中很多都可以與鎳在很寬的成分范圍內結合形成單相固溶體,保證合金在很多腐蝕條件下都具有良好的抗腐蝕性。合金在完全退火的狀態下,也具有良好的力學性能,而無需擔心制造加工或熱加工中帶來的有害的冶金變化。很多高鎳合金可以通過固溶硬化、碳化物沉淀、沉淀(時效)硬化和彌散強化等方式提高強度。
2.試驗數據
鎳基合金與鈦在腐蝕試驗中的數據比較:
濕法煙氣脫硫(FGD)中鎳基合金材料的應用方式
全金屬:(686合金/C-276合金/27-7MO合金)
主要用于吸收塔入口或濕煙囪,也有用于整個吸收塔的。
薄板帖覆:(C-276合金/27-7MO合金/25-6MO合金)
主要用于吸收塔和箱罐內壁、煙道和擋板門。1219毫米寬的板材或卷材不僅是現場工人最適宜的施工寬度,而且適宜的焊縫長度也可保證襯里材料與基體材料的連接強度。
復合板材:(686合金/C-276合金/27-7MO合金)
主要用于濕煙囪。煙囪底部,建議使用686合金,煙囪中部大部分區域用27-7MO合金,煙囪上部使用C-276合金。
3.合理選材
所有的金屬或合金都對某些環境敏感,或者說沒有一種金屬或合金可以在所有環境下都不受影響。例如:金子自古至今都被認為有非常卓越的耐腐蝕性能,然而,卻可以在室溫的水銀中被腐蝕。另一方面,鐵對水銀有足夠的耐腐蝕性,卻可以在空氣中輕易的被腐蝕。
對于某種應用環境,如果選用了不適當的材料不但會造成很大的成本浪費,還會帶來直接和間接的經濟損失,包括:
1.腐蝕設備的更換;
2.腐蝕允許的超裕度設計;
3.由于腐蝕失效導致設備的停車;
4.容器泄露導致產品的損失;
5.產品的污染;
6.腐蝕產物的形成降低熱交換器的熱傳導效率從而引發效率低下等。
這些間接的損失,如設備停車,所需要花費的成本,同選用適合材料的和不適合的材料之間的成本差異相比,要大的多。因此,在作出材料選擇之前,一定要考慮由于腐蝕問題所帶來的間接損失。另外,腐蝕也是一個很大的安全隱患因素,例如,對于裝運有毒產品(毒體等)的容器和運輸工具的關鍵零部件。
4.材料規格
熱軋板材:厚度4.76-102mm,寬度1219-2438mm,長度可達8000mm,一般供貨尺寸為2000×6000mm。
冷軋板材:厚度1.6-4.76mm,寬度1219mm,長度可達6000mm,一般供貨尺寸為1219×3048mm。
冷軋卷材:厚度1.6-4.76mm,寬度1219mm,單卷重量可達6350公斤。
管材管件:可提供口徑為1/2”–8”(外徑21.34mm-219.10mm),厚度為SCH10/SCH40/SCH80的無縫管或焊管。
焊材:可提供用于手工電弧焊(SMAM)、氬弧焊(GTAW)的焊條或焊絲,規格為1.2mm/1.6mm/2.4mm/3.2mm。
5.管材簡介
詳細內容:
1.無鉬類
合金種類:800合金
UNS編碼:UNSN08800
ASTM規范:B163、B407
主要成分:20Cr-32Ni-Ti-Al
性能特點:800合金對于抵抗高溫環境下的氧化和碳化有出色的表現。800合金對于很多腐蝕介質也都有廣泛的抵抗力,此外,800合金在暴露于高溫環境下還有良好的冶金穩定性。
應用舉例:換熱管、工藝管道、核電蒸汽發生器管道等。
合金種類:800H合金、800HT合金
UNS編碼:UNSN08810、UNSN08811
ASTM規范:B163、B407
主要成分:20Cr-32Ni-Ti-Al
性能特點:800H(800HT)合金類似于800合金,但是基于最佳的碳、鈦、鋁含量和熱處理,使800H(800HT)合金的蠕變斷裂強度得到了提高。
應用舉例:化工和電廠所用的超熱管和再熱管、工藝管道、爐管等。
2.低鎳類
合金種類:25-22-2合金
UNS編碼:UNSS31050
ASTM規范:A213、A312
主要成分:25Cr-22Ni-2Mo
性能特點:25-22-2合金制造的不銹鋼管俗稱尿素管,基于此合金超低碳含量,25%的鉻以及其余的鎳、鉬形成完全奧氏體結構,對尿素溶液有非常好的耐蝕抵抗力。
應用舉例:尿素脫離器、冷凝器、分解裝置和反應器等。
對于一種特定的鎳基合金,在特定的環境中存在著多種變量,包括:濃度、溫度、通風度、液(氣)流速度、雜質、磨蝕、循環工藝條件等。這些變量會產生各種各樣的腐蝕問題。這些問題都能在鎳及其他合金元素中找到答案。
金屬鎳直到達到熔點之前一直保持著奧氏體,面心立方結構。這就給韌脆轉變提供了自由度,同時也大大減小了因其他金屬一起并存而出現的制造問題。在電化序上,鎳比鐵惰性而比銅活波。因此,在還原性環境中,鎳比鐵要耐腐蝕,但沒有銅耐腐蝕。在鎳的基礎上,加上鉻之后,使合金具備了抗氧化性能,由此可以產生很多種應用范圍非常廣泛的合金,使他們可以對還原性環境和氧化性環境都有最佳的抵抗力。
鎳基合金與不銹鋼和其他鐵基合金相比,在固溶狀態下能夠容納更多的合金元素,而且還能保持很好的冶金穩定性。這些因素允許添加多種多樣的合金元素,使鎳基合金大量的應用在千差萬別的腐蝕環境中。
鎳基合金中常見的元素主要有:
鎳–提供冶金穩定性、提高熱穩定性和可焊性、提高對還原性酸和苛性鈉的抗腐蝕性、提高尤其是在氯化物和苛性鈉環境中的抗應力腐蝕開裂性能。
鉻–提高抗氧化和高溫抗氧化、抗硫化性能、提高抗點蝕、間隙腐蝕性能。
鉬–提高對還原性酸的抗腐蝕性、提高含氯化物水溶液環境下的抗點蝕、間隙腐蝕的性能、提高高溫強度。
鐵–提高對高溫滲碳環境的抵抗性、降低合金成本、控制熱膨脹。
銅–提高對還原性酸(尤其是那些用于空氣不流通場合的硫酸和氫氟酸)和鹽類的抗腐蝕性、銅添加到鎳-鉻-鉬-鐵合金中有助于提高對氫氟酸、磷酸和硫酸的抗腐蝕性。
鋁–提高高溫抗氧化性、提升時效硬化。
鈦–與碳結合,減少了熱處理時發生碳化鉻沉淀造成的晶間腐蝕、提升時效強化。
鈮–與碳結合,減少了熱處理時發生碳化鉻沉淀造成的晶間腐蝕、提高抗點蝕、間隙腐蝕性能、提高高溫強度。
鎢–提高抗還原性酸和局部腐蝕的性能、提高強度和可焊性。
氮–提高冶金穩定性、提高抗點蝕、間隙腐蝕性能、提高強度。
鈷–提供增強的高溫強度、提高抗碳化、抗硫化性能。
這些合金元素中很多都可以與鎳在很寬的成分范圍內結合形成單相固溶體,保證合金在很多腐蝕條件下都具有良好的抗腐蝕性。合金在完全退火的狀態下,也具有良好的力學性能,而無需擔心制造加工或熱加工中帶來的有害的冶金變化。很多高鎳合金可以通過固溶硬化、碳化物沉淀、沉淀(時效)硬化和彌散強化等方式提高強度。
2.試驗數據
鎳基合金與鈦在腐蝕試驗中的數據比較:
濕法煙氣脫硫(FGD)中鎳基合金材料的應用方式
全金屬:(686合金/C-276合金/27-7MO合金)
主要用于吸收塔入口或濕煙囪,也有用于整個吸收塔的。
薄板帖覆:(C-276合金/27-7MO合金/25-6MO合金)
主要用于吸收塔和箱罐內壁、煙道和擋板門。1219毫米寬的板材或卷材不僅是現場工人最適宜的施工寬度,而且適宜的焊縫長度也可保證襯里材料與基體材料的連接強度。
復合板材:(686合金/C-276合金/27-7MO合金)
主要用于濕煙囪。煙囪底部,建議使用686合金,煙囪中部大部分區域用27-7MO合金,煙囪上部使用C-276合金。
3.合理選材
所有的金屬或合金都對某些環境敏感,或者說沒有一種金屬或合金可以在所有環境下都不受影響。例如:金子自古至今都被認為有非常卓越的耐腐蝕性能,然而,卻可以在室溫的水銀中被腐蝕。另一方面,鐵對水銀有足夠的耐腐蝕性,卻可以在空氣中輕易的被腐蝕。
對于某種應用環境,如果選用了不適當的材料不但會造成很大的成本浪費,還會帶來直接和間接的經濟損失,包括:
1.腐蝕設備的更換;
2.腐蝕允許的超裕度設計;
3.由于腐蝕失效導致設備的停車;
4.容器泄露導致產品的損失;
5.產品的污染;
6.腐蝕產物的形成降低熱交換器的熱傳導效率從而引發效率低下等。
這些間接的損失,如設備停車,所需要花費的成本,同選用適合材料的和不適合的材料之間的成本差異相比,要大的多。因此,在作出材料選擇之前,一定要考慮由于腐蝕問題所帶來的間接損失。另外,腐蝕也是一個很大的安全隱患因素,例如,對于裝運有毒產品(毒體等)的容器和運輸工具的關鍵零部件。
4.材料規格
熱軋板材:厚度4.76-102mm,寬度1219-2438mm,長度可達8000mm,一般供貨尺寸為2000×6000mm。
冷軋板材:厚度1.6-4.76mm,寬度1219mm,長度可達6000mm,一般供貨尺寸為1219×3048mm。
冷軋卷材:厚度1.6-4.76mm,寬度1219mm,單卷重量可達6350公斤。
管材管件:可提供口徑為1/2”–8”(外徑21.34mm-219.10mm),厚度為SCH10/SCH40/SCH80的無縫管或焊管。
焊材:可提供用于手工電弧焊(SMAM)、氬弧焊(GTAW)的焊條或焊絲,規格為1.2mm/1.6mm/2.4mm/3.2mm。
5.管材簡介
詳細內容:
1.無鉬類
合金種類:800合金
UNS編碼:UNSN08800
ASTM規范:B163、B407
主要成分:20Cr-32Ni-Ti-Al
性能特點:800合金對于抵抗高溫環境下的氧化和碳化有出色的表現。800合金對于很多腐蝕介質也都有廣泛的抵抗力,此外,800合金在暴露于高溫環境下還有良好的冶金穩定性。
應用舉例:換熱管、工藝管道、核電蒸汽發生器管道等。
合金種類:800H合金、800HT合金
UNS編碼:UNSN08810、UNSN08811
ASTM規范:B163、B407
主要成分:20Cr-32Ni-Ti-Al
性能特點:800H(800HT)合金類似于800合金,但是基于最佳的碳、鈦、鋁含量和熱處理,使800H(800HT)合金的蠕變斷裂強度得到了提高。
應用舉例:化工和電廠所用的超熱管和再熱管、工藝管道、爐管等。
2.低鎳類
合金種類:25-22-2合金
UNS編碼:UNSS31050
ASTM規范:A213、A312
主要成分:25Cr-22Ni-2Mo
性能特點:25-22-2合金制造的不銹鋼管俗稱尿素管,基于此合金超低碳含量,25%的鉻以及其余的鎳、鉬形成完全奧氏體結構,對尿素溶液有非常好的耐蝕抵抗力。
應用舉例:尿素脫離器、冷凝器、分解裝置和反應器等。