Какие сплавы на основе никеля-предпочтительнее использовать в условиях сильной коррозии в химической промышленности?

1. Сплавы серии Hastelloy C - (растворные - упрочненные никелевые - молибденовые - хромовые сплавы)

Типичные оценки: Хастеллой C276, Хастеллой C22, Хастеллой C4.

Основные преимущества: Эти сплавы содержат высокое содержание Mo (15% - 16%) и Cr (15% - 22%) с небольшим добавлением W. Они демонстрируют отличную устойчивость кпиттинговая, щелевая и межкристаллитная коррозия., особенно для хлоридсодержащих - сред и окислительных - восстанавливающих смешанных кислот (например, серная кислота + соляная кислота, серная кислота + азотная кислота). Hastelloy C276 известен как «универсальный коррозионно-стойкий сплав -» и может противостоять коррозии, вызываемой влажным хлором, гипохлоритом и различными органическими кислотами.

Типичные применения: Химические реакторы, теплообменники, трубопроводы, арматура в средах с концентрированной соляной кислотой, серной кислотой и хлорид-ионами.

2. Сплавы серии Hastelloy B - (никелевые - молибденовые сплавы)

Типичные оценки: Хастеллой B2, Хастеллой B3.

Основные преимущества: Содержание Mo (26% - 28%) придает имисключительная стойкость к восстанавливающим кислотам, особенно соляная кислота всех концентраций и температур (за исключением окисляющих примесей, таких как ионы трехвалентного железа и ионы меди). Они практически невосприимчивы к коррозии в разбавленной и концентрированной соляной кислоте при температуре от комнатной до средней.Ограничения: Плохая устойчивость к окислительным средам; легко разъедает азотная кислота или смеси кислот с окислителями.

Типичные применения: Оборудование для работы с соляной кислотой - высокой чистоты, уксусной кислотой и фосфорной кислотой в химической промышленности.

3. Инконель 625 (раствор - усиленный никелевый - хромовый - ниобиевый сплав)

Основные преимущества: Содержит Cr (21%), Mo (9%) и Nb (3,6%). Nb образует стабильную карбидную фазу, которая повышает как коррозионную стойкость, так и прочность при высоких температурах -. Он обладает хорошей устойчивостью к точечной и щелевой коррозии в хлоридных средах и может противостоять коррозии морской водой, соляным туманом и щелочными растворами. Он также обладает превосходной усталостной стойкостью и подходит для коррозионных условий при высоких - температурах (до 980 градусов).

Типичные применения: Химические технологические трубопроводы, системы десульфурации дымовых газов (ДДГ) и морское химическое оборудование.

4. Монель 400 (никелевый - медный сплав)

Основные преимущества: Состоит из 63% Ni и 28% Cu, обладает хорошей устойчивостью кплавиковая кислота, морская вода и щелочные среды. Он также устойчив к коррозии под действием не - окислительных кислот, таких как серная кислота и соляная кислота, при низких температурах.

Типичные применения: Оборудование для работы с плавиковой кислотой, соленой водой и растворами аммиака в химической промышленности.

Краткое изложение принципа отбора

Дляокисление - восстановление смешанных коррозионных сред: Отдавайте предпочтение Hastelloy C276/C22.

Длясреды чистой восстановительной кислоты (соляной кислоты): Выберите Хастеллой B2/B3.

Длявысокая - температура + коррозионные + механические нагрузки в сочетании с условиями: выберите Инконель 625.

Дляплавиковая кислота и щелочные среды: Монель 400 – оптимальный выбор.

info-443-444 info-446-444

info-446-444 info-452-448

Каковы требования к применению сплавов на основе никеля - в компонентах ядерных реакторов?

Сплавы на основе никеля - широко используются в компонентах ядерных реакторов (включая водо-водяные реакторы, реакторы с кипящей водой и реакторы на быстрых нейтронах) благодаря их превосходной жаропрочности -, коррозионной стойкости и радиационной стойкости. Их требования к применению строгие, иключевые аспектыследующие:

1. Требования к коррозионной стойкости

В системах теплоносителя ядерных реакторов (особенно реакторов с водой под давлением) в качестве теплоносителя используется вода с высокой - температурой и высоким - давлением (150 - 350 градусов, 10 - 15 МПа), а вода содержит следовые количества растворенных ионов кислорода, водорода и хлорида. Сплавы на основе никеля - должны соответствовать следующим стандартам коррозионной стойкости:

Устойчивость к равномерной коррозии: Для обеспечения длительного - срока службы (обычно более 40 лет) скорость коррозии в теплоносителе реактора должна быть менее 0,01 мм/год.

Устойчивость к локальной коррозии: Должен иметь превосходную стойкость к точечной коррозии, щелевой коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC). Коррозионное растрескивание под напряжением, вызванное ионами хлорида и водой при высокой температуре/высоком давлении, является основным видом разрушения компонентов реактора, поэтому такие сплавы, как Inconel 690 и Hastelloy X, выбираются из-за высокого содержания Cr (более 20%) для образования плотной пассивной пленки.

Устойчивость к межкристаллитной коррозии: Избегайте сенсибилизации сплава (осаждение карбидов с высоким содержанием Cr - на границах зерен приводит к обеднению Cr в прилегающих областях). Например, Inconel 690 имеет низкое содержание углерода (< 0.03%) and is stabilized with Ti/Nb to prevent intergranular corrosion.

2. Требования к механическим характеристикам при высоких - температурах

Компоненты ядерного реактора (такие как трубы парогенератора, сопла сосудов под давлением и механизмы привода управляющих стержней) работают в условиях высокой - температуры и высокого - давления в течение длительного времени, поэтому сплавы на основе никеля - должны иметь:

Высокая прочность на разрыв и предел текучести: При рабочей температуре (300 - 650 градусов) предел текучести следует поддерживать на уровне более 200 МПа, чтобы противостоять давлению теплоносителя и структурным напряжениям.

Превосходное сопротивление ползучести: Деформация ползучести является основной формой разрушения компонентов при длительном - высоком - температурном напряжении. Сплавы на основе никеля - (например, Inconel 718, Waspaloy) основаны на выделении фаз ' и '' для подавления движения дислокаций, а их предел прочности при ползучести при 600 градусах и давлении 100 МПа должен составлять более 10 000 часов.

Хорошая усталостная устойчивость: Компоненты реактора подвергаются циклическим нагрузкам, вызванным запуском -, остановом и изменениями нагрузки. Сплав должен иметь высокую усталостную прочность, чтобы избежать усталостного растрескивания.

3. Требования к радиационной стойкости

Активные зоны ядерных реакторов находятся в сильной радиационной среде (нейтронное излучение, гамма-излучение). Сплавы на основе никеля - должны противостоятьдеградация, вызванная радиацией -:

Устойчивость к радиационному охрупчиванию: Нейтронное излучение вызывает образование таких дефектов, как вакансии и дислокации в решетке сплава, что приводит к увеличению твердости и снижению ударной вязкости (охрупчиванию). Сплав должен иметь низкое содержание примесных элементов (таких как P, S) и быть оптимизирован термической обработкой для снижения чувствительности к радиационному охрупчиванию.

Устойчивость к радиационному набуханию, вызванному -: Длительное - нейтронное излучение вызовет смещение атомов, что приведет к объемному расширению сплава (набуханию). Для компонентов реактора на быстрых нейтронах скорость набухания сплава при флюенсе нейтронов 10²² н/см² должна быть менее 5% для обеспечения структурной целостности.

4. Требования к производительности и надежности процесса

Свариваемость: Большинство компонентов реактора собираются сваркой. Сплав должен иметь хорошую свариваемость, а сварное соединение должно иметь такую же коррозионную стойкость и механические характеристики, что и основной металл. Например, Inconel 690 широко используется в качестве труб парогенераторов из-за его превосходной свариваемости и отсутствия термической обработки после сварки -.

Стабильность химического состава: Строго контролировать содержание микроэлементов (например, B, Cd, которые являются поглотителями нейтронов), чтобы не влиять на распределение нейтронного потока в активной зоне реактора. Содержание вредных элементов (таких как Pb, Bi) должно быть менее 10 ppm для предотвращения горячей коррозии.

Никелевые сплавы, используемые в химической промышленности