Kimya Endüstrisindeki Son Derece Korozif Çalışma Koşulları İçin Hangi Nikel-Tabanlı Alaşımlar Tercih Edilir?

1. Hastelloy C - serisi alaşımlar (çözelti - güçlendirilmiş nikel - molibden - krom alaşımları)

Tipik kaliteler: Hastelloy C276, Hastelloy C22, Hastelloy C4

Temel avantajlar: Bu alaşımlar yüksek oranda Mo (%15 - 16%) ve Cr (%15 - 22%) içerir ve az miktarda W eklenir. karşı mükemmel direnç gösterirler.oyuklanma korozyonu, aralık korozyonu ve tanecikler arası korozyonözellikle klorür - içeren ortamlar ve oksitleyici - indirgeyici karışık asitler (örneğin, sülfürik asit + hidroklorik asit, sülfürik asit + nitrik asit) için. Hastelloy C276, "evrensel korozyona - dirençli alaşım" olarak bilinir ve ıslak klor, hipoklorit ve çeşitli organik asitlerin neden olduğu korozyona karşı direnç gösterebilir.

Tipik uygulamalar: Konsantre hidroklorik asit, sülfürik asit ve klorür iyonlarının bulunduğu ortamlardaki kimyasal reaktörler, ısı eşanjörleri, boru hatları, vanalar.

2. Hastelloy B - serisi alaşımlar (nikel - molibden alaşımları)

Tipik kaliteler: Hastelloy B2, Hastelloy B3

Temel avantajlar: Yüksek Mo içeriği (%26 - 28%) onlara şunu sağlar:indirgen asitlere karşı olağanüstü direnç, özellikle tüm konsantrasyon ve sıcaklıklardaki hidroklorik asit (ferrik iyonlar ve kuprik iyonlar gibi oksitleyici safsızlıklar hariç). Oda sıcaklığından orta sıcaklıklara kadar seyreltik ve konsantre hidroklorik asitte korozyona karşı neredeyse bağışıktırlar.Sınırlamalar: Oksitleyici ortamlara karşı zayıf direnç; nitrik asit veya oksidanlarla karışık asitlerde kolayca korozyona uğrar.

Tipik uygulamalar: Kimya endüstrisinde yüksek - saflıkta hidroklorik asit, asetik asit ve fosforik asitin işlenmesine yönelik ekipman.

3. Inconel 625 (çözelti - güçlendirilmiş nikel - krom - niyobyum alaşımı)

Temel avantajlar: Cr (%21), Mo (%9) ve Nb (%3,6) içerir. Nb, hem korozyon direncini hem de yüksek - sıcaklık dayanımını artıran kararlı bir karbür fazı oluşturur. Klorür ortamındaki çukurlaşma korozyonuna ve çatlak korozyonuna karşı iyi bir dirence sahiptir ve deniz suyu, tuz spreyi ve alkali çözeltilerden kaynaklanan korozyona dayanabilir. Aynı zamanda mükemmel yorulma direncine sahiptir ve yüksek - sıcaklıktaki aşındırıcı koşullara (980 dereceye kadar) uygundur.

Tipik uygulamalar: Kimyasal proses boru hatları, baca gazı kükürt giderme sistemleri (FGD) ve denizcilik kimyasal ekipmanları.

4. Monel 400 (nikel - bakır alaşımı)

Temel avantajlar: %63 Ni ve %28 Cu'dan oluşur ve iyi bir dirence sahiptir.hidroflorik asit, deniz suyu ve alkali ortam. Ayrıca düşük sıcaklıklarda sülfürik asit ve hidroklorik asit gibi - oksitleyici olmayan asitlerin neden olduğu korozyona karşı da dayanıklıdır.

Tipik uygulamalar: Kimya endüstrisinde hidroflorik asit, tuzlu su ve amonyak çözeltilerinin taşınmasına yönelik ekipmanlar.

Seçim ilkesi özeti

İçinoksitleyici - karışık aşındırıcı ortamı azaltır: Hastelloy C276/C22'ye öncelik verin.

İçinsaf indirgeyici asit (hidroklorik asit) ortamları: Hastelloy B2/B3'ü seçin.

İçinyüksek - sıcaklık + aşındırıcı + mekanik stres entegre koşulları: Inconel 625'i seçin.

İçinhidroflorik asit ve alkalin ortam: Monel 400 en uygun seçimdir.

info-443-444 info-446-444

info-446-444 info-452-448

Nikel - Esaslı Alaşımların Nükleer Reaktör Bileşenlerinde Uygulanmasına İlişkin Gereksinimler Nelerdir?

Nikel - bazlı alaşımlar, mükemmel yüksek - sıcaklık dayanımı, korozyon direnci ve radyasyon direnci nedeniyle nükleer reaktör bileşenlerinde (basınçlı su reaktörleri, kaynar su reaktörleri ve hızlı nötron reaktörleri dahil) yaygın olarak kullanılır. Başvuru gereksinimleri katıdır vetemel yönleraşağıdaki gibidir:

1. Korozyona dayanıklılık gereksinimleri

Nükleer reaktör soğutma sistemleri (özellikle basınçlı su reaktörleri), soğutucu olarak yüksek - sıcaklık ve yüksek - basınçlı su (150 - 350 derece, 10 - 15 MPa) kullanır ve su, eser miktarda çözünmüş oksijen, hidrojen ve klorür iyonları içerir. Nikel - bazlı alaşımlar aşağıdaki korozyon direnci standartlarını karşılamalıdır:

Düzgün korozyona karşı direnç: Uzun - süreli hizmet ömrü (genellikle 40 yıldan fazla) sağlamak için, reaktör soğutucusundaki korozyon hızı 0,01 mm/yıl'dan az olmalıdır.

Lokal korozyona karşı direnç: Çukurlaşma korozyonuna, çatlak korozyonuna ve gerilim korozyonu çatlamasına (SCC) karşı mükemmel dirence sahip olmalıdır. Klorür iyonları ve yüksek sıcaklık/yüksek basınçlı suyun neden olduğu gerilimli korozyon çatlaması, reaktör bileşenlerinin önemli bir arıza modudur, bu nedenle Inconel 690 ve Hastelloy X gibi alaşımlar, yoğun bir pasif film oluşturmak üzere yüksek Cr içerikleri (%20'den fazla) nedeniyle seçilir.

Taneler arası korozyona karşı direnç: Alaşımın hassaslaşmasından kaçının (tane sınırlarında Cr - bakımından zengin karbürlerin çökelmesi, bitişik alanlarda Cr tükenmesine yol açar). Örneğin Inconel 690 düşük karbon içeriğine sahiptir (< 0.03%) and is stabilized with Ti/Nb to prevent intergranular corrosion.

2. Yüksek - sıcaklık mekanik performans gereksinimleri

Nükleer reaktör bileşenleri (buhar jeneratörü tüpleri, basınçlı kap ağızlıkları ve kontrol çubuğu tahrik mekanizmaları gibi) yüksek - sıcaklık ve yüksek - basınç koşulları altında uzun süre çalışır, dolayısıyla nikel - bazlı alaşımların aşağıdakilere sahip olması gerekir:

Yüksek çekme mukavemeti ve akma mukavemeti: Çalışma sıcaklığında (300 - 650 derece), soğutucu basıncına ve yapısal gerilime direnmek için akma dayanımı 200 MPa'nın üzerinde tutulmalıdır.

Mükemmel sürünme direnci: Sürünme deformasyonu, uzun - vadeli yüksek - sıcaklık stresi altında bileşenlerin ana arıza şeklidir. Nikel - bazlı alaşımlar (örneğin, Inconel 718, Waspaloy), dislokasyon hareketini engellemek için ' ve '' fazlarının çökelmesine dayanır ve bunların 600 derece ve 100 MPa'daki sürünme kopma ömrü 10.000 saatten fazla olmalıdır.

İyi yorulma direnci: Reaktör bileşenleri başlatma -, kapatma ve yük değişikliklerinden kaynaklanan döngüsel gerilime maruz kalır. Yorulma çatlamasını önlemek için alaşımın yüksek yorulma mukavemetine sahip olması gerekir.

3. Radyasyona dayanıklılık gereklilikleri

Nükleer reaktör çekirdekleri güçlü bir radyasyon ortamındadır (nötron radyasyonu, gama radyasyonu). Nikel - bazlı alaşımlar direnç göstermelidirradyasyon - kaynaklı bozulma:

Radyasyon kırılganlığına karşı direnç: Nötron radyasyonu, alaşım kafesinde boşluklar ve dislokasyonlar gibi kusurların oluşmasına neden olarak sertliğin artmasına ve tokluğun azalmasına (gevreme) yol açacaktır. Alaşım, düşük miktarda safsızlık elementi içeriğine (P, S gibi) sahip olmalı ve radyasyon kırılganlığına duyarlılığı azaltmak için ısıl işlem yoluyla optimize edilmelidir.

Radyasyona karşı direnç - kaynaklı şişme: Uzun - vadeli nötron radyasyonu atomik yer değiştirmeye neden olacak, bu da alaşımın hacminin genişlemesine (şişmesine) yol açacaktır. Hızlı nötron reaktörü bileşenleri için, yapısal bütünlüğü sağlamak amacıyla 10²² n/cm² nötron akışında alaşımın şişme hızı %5'ten az olmalıdır.

4. Süreç performansı ve güvenilirlik gereksinimleri

Kaynaklanabilirlik: Reaktör bileşenlerinin çoğu kaynakla birleştirilir. Alaşım iyi kaynaklanabilirliğe sahip olmalı ve kaynak bağlantısı ana metalle aynı korozyon direncine ve mekanik performansa sahip olmalıdır. Örneğin Inconel 690, mükemmel kaynaklanabilirliği ve kaynak sonrası ısıl işlem gerektirmemesi nedeniyle buhar jeneratörü tüpleri olarak yaygın şekilde kullanılır.

Kimyasal bileşimin kararlılığı: Reaktör çekirdeğindeki nötron akı dağılımını etkilemekten kaçınmak için eser elementlerin (örneğin, nötron soğurucuları olan B, Cd) içeriğini sıkı bir şekilde kontrol edin. Sıcak korozyonu önlemek için zararlı elementlerin (Pb, Bi gibi) içeriği 10 ppm'den az olmalıdır.

Kimya Endüstrisinde Çalışan Nikel Alaşımları