什么是哈氏合金管材,为什么这么贵,这么难加工。,哈氏合金管

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什么是哈氏合金管材,为什么这么贵,这么难加工。

发布时间 : 2019-07-25 17:33:10      访问量 : 3867次

作为金属中的贵族,哈氏合金的价格让很多人会对其敬而远之,但是它却有着其他材料无法比拟的综合耐蚀性能,,在一些情况下,不锈钢无法胜任,而哈氏合金制造的设备在使用十年之后腐蚀不到1 mm。因此,哈氏合金在工业中得到越来越广泛的应用。

 1哈氏合金种类
哈氏合金分为耐蚀合金和耐热合金,耐蚀合金又分为3个主要系列BCGB系列主要有BB-2B-3C系列主要有CC-276C-4C-22C-2000G系列有GG-3G-30G-50[1]。其中C系列为最常用的哈氏合金。此外还有哈氏合金X系列及W系列。
哈氏合金是镍基合金中的Ni-Mo 系、Ni-Cr-Mo系及Ni-Si 系耐蚀耐热合金。它的密度:9. 2 g /cm3,熔点: 1 330  1 380 ℃,磁导率: ( ℃,RT) 1. 001
常用哈氏合金
2.1
Hastelloy C
Hastelloy C 是在Hastelloy B 合金的基础上添加C rW元素形成的N i-C r合金和N i-Mo合金的兼容和优化,铬能在合金表面形成致密的氧化膜钝化,提供抗氧化环境能力,钼能提供抗还原环境能力。系列合金可以在氧化和还原状态下,具有出色的耐点腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂性能在氧化性和还原性介质中都具有很好的耐蚀性能以及耐局部腐蚀、耐氯化物应力腐蚀破裂和海水的孔蚀。
Hastelloy C H astelloy B 一样也有一些严重的缺点在苛刻的氧化介质中这种合金的含铬量不足以使其保持钝化状态而显示出高的均匀腐蚀速率;更大的应用障碍是焊接热影响区在许多氧化性、低pH值、卤化物环境中对晶间腐蚀很敏感。很多场合要求由Haste lloy C 合金制作的容器焊后必须经过固溶处理消除热影响区的偏析这严重限制了该合金的应用。
2.2
 Hastelloy C276
Hastelloy C276通常被认为是万能的抗腐蚀镍--钼锻造合金。C-276 合金是一个经改进的锻造 C 合金,它的优点在于焊接后可以不用再进行固溶热处理,并在其加工性能上也有了很大的改进。C-276 合金能够阻止焊接热影响区的晶界沉淀的形成,因此它的焊接状态的产品可适用于大多数化学工程处理的用途。C-276 合金对于局部腐蚀和氧化还原介质都有很好的抵抗能力。由于 C-276 合金的多用性,即使车间反应条件可能不理想,或在多种生产目的的工厂中它也能被广泛使用。C-276 合金对于不同的化工环境也有优越的抗腐蚀能    力,包括三氯化铁和二氯化铜,热的污染溶液(有机或无机),甲酸、乙酸、醋酸酐等强氧化剂以及海水、盐水溶液环境等。由于 C-276 合金对于在大多数洗涤器中可能遇到的硫化物和氯离子有很好的抗力,它也能用于烟气脱硫系统。C-276 合金对于点状腐蚀和应力腐蚀开裂都有杰出的抗力。同时,它也是少数可以承受湿氯蒸汽、次氯酸盐、二氧化氯腐蚀作用的材料之一
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2.2.2 Hastelloy C276焊接
哈氏合金C- 2 76 材料的焊接性能在许多方面与奥氏体不锈钢相似,,一般采用SMAWTIG焊焊接。焊接材料选用焊丝一般为AWS A5.14 ERNiCrMo-4,焊条AWS A5.11 E NiCrMo-4.焊接时应注意如下事项:
a)      焊接是焊前,应进行焊接工艺评定,并且每台容器都应制备产品焊接试板。
b)      设备制造场地应与其它材料分开哈氏合金材料零部件应单独存放不得与碳素钢材料及零部件混放。哈氏合金C-2 76 设备产生锈点一般都是由于嵌人的铁所致所以为防止腐蚀设备制造场地应与其它材料分开。
c)      施焊前应去掉剪切硬化层可采用手工打磨或刨边机加工的方法去掉硬化层根部焊道应为凸面焊道不允许火焰切割可用等离子冲剪,切削。
d)     镍基合金进行焊接时清理非常重要因为各种杂质、如油脂、锈迹铅、硫和其它低熔点元素都可能引起严重的裂纹。
e)      焊缝表面不得有裂纹气孔、夹渣、咬边等缺陷表面不应有急剧的形状变化应平滑过渡。
2.3
 Hastelloy C-22
2.3.1 Hastelloy C-22简介
HASTELLOY C-22 是一种通用的镍---钨合金,与其他现有的镍--钼合金(包括 HASTELLOY C-276C-4625合金)相比,它具有更好更全面的抗腐蚀性。C-22 合金对于点状腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂等都有杰出的抗力,对于氧化性水溶液,包括湿氯、硝酸的混合液或其他含有氯离子的氧化性酸也有很好的抵抗能力。同时,它对于加工工艺流程中所遇到的还原、氧化环境也具有极佳的抵抗能力。由于 C-22合金的多功能性,即使车间反应条件可能不理想,或在多种生产目的工厂中,它也能被广泛使用。
C-22合金对于不同的化工环境也有优越的抗腐蚀能力,包括三氯化铁和二氯化铜,热的污染溶液(有机或无机),甲酸、乙酸、醋酸酐等强氧化剂以及海水、盐水溶液环境等。C-22 合金能够阻止焊接热影响区内晶界沉淀的形成,因此它的焊接状态的产品适用于各种化学处理工程的用途。

 

2.4
Hastelloy B
系列合金为Ni-Mo 合金,它是针对完全还原的环境,具有最优越的抗腐蚀性能。对盐酸、氯化氢气体、硫酸、醋酸等有良好的耐腐蚀性能。当溶液中有氧化性离子铁、铜离子时,将会加速材料的腐蚀。系列合金由于它性能的特殊性,应用相对比较集中,其中最主要的就是醋酸生产羰基合成法,还有一些硫酸回收系统中也用到该系列合金。
2.5
Hastelloy G
系列合金为Ni-Cr-Fe 合金( G-35 合金除外Hastelloy G 系列合金对强氧化性的环境有着极佳的抵抗能力。高的铬含量使该系列的合金在抗氧化性方面非常出众,加上少量的铜含量,增强了抗硫酸及氢氟酸的能力。尤其是含有杂质的磷酸,被广泛用于磷酸以及其他混合酸的环境。Hastelloy G-35 合金对强碱溶液有很好的抵抗能力,包括质量分数为50%,温度为140 ℃苛性钠。当碱性环境中含高浓度的氯化物而纯镍无法适应的时候,它是最好的候选材料。Hastelloy G-35 合金对强氧化性的混合酸有极好的抵抗能力,如硝酸与氢氟酸的混合酸,这是它成为制作钢厂酸洗罐和酸洗设备夹具的最佳材料。
哈氏合金的耐腐蚀性能
H astelloy C 系列合金是镍--钼合金系列合金不同的是该系列合金适合在氧化性与还原性之间波动的混合溶液中使用尤其适用于混入铁离子Fe3 + 、铜离子Cu2 +等强氧化性离子的盐酸、硫酸溶液。
3.1
均匀腐蚀
均匀腐蚀的特点是在某一腐蚀环境中金属的表面被大面积破坏,腐蚀速度均匀。均匀腐蚀具有可预见性凭此可以估算设备的寿命。均匀腐蚀速率与腐蚀介质的浓度、温度及是否含有杂质有很大的关系。
在均匀腐蚀的情况下金属的耐蚀能力是用其腐蚀速度来衡量的,常用等腐蚀速度曲线图来比较不同金属材料的耐均匀腐蚀的能力。曲线图1[ 2] 和图2[ 2] 表示了在腐蚀速度为0. 51 mm /a环境温度和介质浓度对腐蚀的综合影响。
3.2
晶间腐蚀
热稳定性是限制镍基合金应用的重要因素, N i-C r-M o合金是为在500 ℃的水性溶液中应用设计的但它可能要接受高温的影响如焊接和不正确的热处理焊缝金属或热影响区或母材析出金属相μ,这种现象叫敏化在某些氧化性介质中敏化会加速晶间腐蚀。镍基合金一般具有中温敏化的特性。
3[3] 所示为N i-C r-Mo合金经870 ℃敏化后在ASTM G-28, A 溶液的时间-温度敏化曲线在曲线的右侧晶间腐蚀深度超过0. 05 mm
3时间-温度敏化曲线
3.3
局部腐蚀(点蚀和缝隙腐蚀)
在卤素(C l- )离子的环境中经常可以看到点蚀和缝隙腐蚀的产生。点蚀发生在与介质接触的金属表面上缝隙腐蚀发生在金属重叠部分、螺母垫片或某些残渣等沉积物和金属表面之间的缝隙处。
局部腐蚀是不锈钢或H astelloy C 系列合金最常见的腐蚀失效形式之一这种腐蚀形式比均匀腐蚀具有不可预见性危险性更大。当均匀腐蚀还没被查觉时点蚀可能已在金属全厚度上造成了穿孔。由于Haste lloy C 系列合金含有较高的C rMoNb, 因此此类合金的耐点蚀和缝隙腐蚀的能力很强。这个能力可以用点蚀当量指数PREN来衡量这个值越高耐蚀性越好。
点蚀当量指数PREN 根据合金的化学成分由下式[ 4] 计算出来:
PREN =%C r +1. 5 ×(%Mo +%W +%Nb) -0. 5 ×(%C u)
各种金属对点蚀或缝隙腐蚀的抗力也可以用在某种特定溶液中发生点蚀或缝隙腐蚀的初始温度来衡量这种温度分别称为点蚀临界温度CPT和缝隙腐蚀临界温度CCT
103 ℃时, C-4C-276都能发生缝隙腐蚀,C -276腐蚀深度比C-4浅得多其原因是在化学成分上C-276 含有近4%W, 可见在抗缝隙腐蚀方面的作用是非常明显的。在125 ℃时其它合金都发生了不同程度的缝隙腐蚀686 59 合金却没有出现腐蚀但在135℃和140℃时, 59 合金发生了显著的腐蚀686的腐蚀却很轻微其原因也是686含了近4%的结果。C-2000的抗缝隙腐蚀的能力与其PREN 点蚀当量指数是不相称的这可归结为其化学成分中含了1. 6%铜的结果。铜对奥氏体不锈钢抗缝隙腐蚀能力的不利影响是已经被证实了的这一点对高镍合金同样存在。但铜的存在对提高C -2000合金在还原性酸中的抗均匀腐蚀能力是有利的。
结论
1)哈氏合金是镍基合金中的Ni-Mo 系、Ni-Cr-Mo系及Ni-Si 系耐蚀耐热合金。哈氏合金因其优异的耐腐蚀性能在许多极端环境下取得了应用。根据成分及用途可以分为BCG系列。
2)哈氏合金耐腐蚀性能优越,不同的合金组分,所耐腐蚀的种类不同,要根据腐蚀介质的性质合理选择。

 

 


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