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哈氏合金反應釜
哈氏合金反應裝置

名稱:哈氏合金反應裝置

詳細信息

Hastelloy C-276合金(哈氏C-276合金)

一、物理性能

密度:8.90g/cm3, 比熱:425J/kg/k, 彈性模量:205Gpa(21)

 

 

二、耐蝕性能

哈氏C-276合金屬于鎳----鎢系鎳基合金。它是現代金屬材料中最耐蝕的一種。主要耐濕氯、各種氧化性氯化物、氯化鹽溶液、硫酸與氧化性鹽,在低溫與中溫鹽酸中均有很好的耐蝕性能。因此,近三十年以來、在苛刻的腐蝕環境中,如化工、石油化工、煙氣脫硫、紙漿和造紙、環保等工業領域有著相當廣泛的應用。

哈氏C-276合金的各種腐蝕數據是有其典型性的,但是不能用作規范,尤其是在不明環境中,必須要經過試驗才可以選材。哈氏C-276合金中沒有足夠的Cr來耐強氧化性環境的腐蝕,如熱的濃硝酸。這種合金的產生主要是針對化工過程環境,尤其是存在混酸的情況下,如煙氣脫硫系統的出料管等。下表是四種合金在不同環境下的腐蝕對比試驗情況。(所有焊接試樣采用自熔鎢極氬弧焊)

 

l        四種金屬在不同環境下的腐蝕對比試驗

 

 

試驗環境

(沸騰)

腐蝕率(毫米/

 

典型316

 

 

AL-6XN

 

 

Inconel625

 

C-276

 

基本

金屬試樣

焊接

試樣

基本

金屬 試樣

焊接

試樣

基本

金屬 試樣

基本

金屬 試樣

45%蟻酸

0.277

0.262

0.116

0.142

0.13

0.07

10%草酸

1.02

0.991

0.277

0.274

0.15

0.29

20%磷酸

0.177

0.155

0.007

0.006

0.001

0.001

10%

氨基磺酸

1.62

1.58

0.751

0.381

0.12

0.07

10%硫酸

9.44

9.44

2.14

2.34

0.64

0.35

10%

碳酸氫鈉

1.06

1.06

0.609

0.344

0.10

0.07

l        哈氏C-276合金可以用作燃煤系統的煙氣脫硫部件,在這種環境下C-276是最耐蝕的材料。下表是C-276合金和典型316在煙氣模擬系統“綠色死亡”溶液中的腐蝕對比試驗情況。

l        “綠色死亡”溶液中的腐蝕對比試驗

 

“綠色死亡”溶液(沸騰)

腐蝕率(mm/a)

典型316

C-276

7%硫酸

 

破壞

 

0.67

3%鹽酸

1%CuCl2

1%FeCl3

l        由上表可見,C-276合金對混合的具有氯離子的酸、鹽溶液有很好的耐蝕性能。

哈氏C-276合金中CrMoW的加入將C-276合金的耐點蝕和縫隙腐蝕的能力大大提高。C-276合金在海水環境中被認為是惰性的,所以C-276被廣泛地應用在海洋、鹽水和高氯環境中,甚至在強酸低 PH值情況下。下表是四種金屬在6%FeCl3(ASTM標準G-48執行)溶液中發生縫隙腐蝕的對比情況。

l        縫隙腐蝕發生情況

縫隙腐蝕發生溫度

°F

°C

典型316

27

2.5

AL-6XN

113

45

Inconel625

113

45

C-276

140

60

l        C-276合金中高含量的NiMo使其對氯離子應力腐蝕斷裂也有很強的抵抗能力,下表是四種金屬在不同含氯離子溶液中的應力腐蝕斷裂試驗情況。

l        氯離子應力腐蝕斷裂試驗情況

試驗溶液

彎曲U形試樣試驗時間(Hours)和試驗結果

典型316

AL-6XN

Inconel625

C-276

42%MgCl2(沸騰)

失敗(24小時)

兼有(1000小時)

抵抗(1000小時)

抵抗(1000小時)

33%LiCl(沸騰)

失敗(100小時)

抵抗(1000小時)

抵抗(1000小時)

抵抗(1000小時)

26%NaCl(沸騰)

失敗(300小時)

抵抗(1000小時)

抵抗(1000小時)

抵抗(1000小時)

 

 

三、焊接及熱處理

C- 276合金的焊接性能和普通奧氏體不銹鋼相似,在使用一種焊接方法對C-276焊接之前,必須要采取措施以使焊縫及熱影響區的抗腐蝕性能下降最小,如鎢極氣體保護焊(GTAW)、金屬極氣體保護焊(GMAW)、埋弧焊或其他一些可以使焊縫及熱影響區抗腐蝕性能下降最小的焊接方法。但對于諸如氧炔焊等有可能增加材料焊縫及熱影響區含碳量或含硅量的焊接方法是不適合采用的。

關于焊接接頭形式的選擇,可以參照ASME鍋爐與壓力容器規范對C-276焊接接頭的成功經驗。

焊接坡口最好采用機械加工的方法,但是機械加工會帶來加工硬化,所以對機械加工的坡口處進行焊接前打磨是必要的。

焊接時要采用適宜的熱輸入速度,以防止熱裂紋的產生。

在絕大多數腐蝕環境下,C-276都能以焊接件的形式應用。但在十分苛刻的環境中,C-276材料及焊接件要進行固溶熱處理以獲得最好的抗腐蝕性能。

C-276合金的焊接可以選擇自身作焊接材料或填料金屬。如要求在C-276的焊縫中添加某些成分,象其它鎳基合金或不銹鋼,并且這些焊縫將暴露在腐蝕環境中時,那么,焊接所用的焊條或焊絲則要求有和母材金屬耐腐蝕相當的性能。

哈氏C-276合金材料固溶熱處理包括兩個過程:(1)在1040~1150℃加熱;(2)在兩分鐘之內快速冷卻至黑色狀態(400℃左右),這樣處理后的材料有很好的耐蝕性能。因此僅對哈氏C-276合金進行消應力熱處理是無效的。在熱處理之前要清理合金表面的油污等可能在熱處理過程中產生碳元素的一切污垢。

C-276合金表面在焊接或熱處理時會產生氧化物,使合金中的Cr含量降低,影響耐蝕性能,所以要對其進行表面清理。可以使用不銹鋼絲刷或砂輪,接下來浸入適當比例硝酸和氫氟酸的混合液中酸洗,最后用清水沖洗干凈。

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