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哈氏合金閥門材質(zhì)性能 |
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哈氏合金閥門材質(zhì)性能 哈氏合金 (Hasloy alloy) 哈氏合金閥門材質(zhì)性能 耐腐蝕閥門
一、耐蝕性能 哈氏B-2合金是一種有極低含碳量和含硅量的Ni-Mo合金，它減少了在焊縫及熱影響區(qū)碳化物和其他相的析出，從而確保即使在焊接狀態(tài)下也有良好的耐蝕性能。 *，哈氏B-2合金在各種還原性介質(zhì)中具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，能耐常壓下任何溫度，任何濃度鹽酸的腐蝕。在不充氣的中等濃度的非氧化性硫酸、各種濃度磷酸、高溫醋酸、甲酸等有機(jī)酸、溴酸以及氯化氫氣體中均有優(yōu)良的耐蝕性能，同時，它也耐鹵族催化劑的腐蝕。因此，哈氏B-2合金通常應(yīng)用于多種苛刻的石油、化工過程，如鹽酸的蒸餾，濃縮；乙苯的烷基化和低壓羰基合成醋酸等生產(chǎn)工藝過程中。但在哈氏B-2合金多年的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)： （1）哈氏B-2合金存在對抗晶間腐蝕性能有相當(dāng)大影響的兩個敏化區(qū)：1200~1300℃的高溫區(qū)和550~900℃的中溫區(qū)； （2）哈氏B-2合金的焊縫金屬及熱影響區(qū)由于枝晶偏析，金屬間相和碳化物沿晶界析出，使其對晶間腐蝕敏感性較大； （3）哈氏B-2合金的中溫?zé)岱€(wěn)定性較差。當(dāng)哈氏B-2合金中的鐵元素含量降至2%以下時，該合金對β相（即Ni4Mo相，一種有序的金屬間化合物）的轉(zhuǎn)變敏感。當(dāng)合金在650~750℃溫度范圍內(nèi)停留時間稍長，β相瞬間生成。β相的存在降低了哈氏B-2合金的韌性，使其對應(yīng)力腐蝕變得敏感，甚至?xí)斐晒螧-2合金在原材料生產(chǎn)(如熱軋過程中)、設(shè)備制造過程中（如哈氏B-2合金設(shè)備焊后整體熱處理）及哈氏B-2合金設(shè)備在服役環(huán)境中開裂。現(xiàn)今，我國和世界各國的有關(guān)哈氏B-2合金抗晶間腐蝕性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法均為常壓沸騰鹽酸法，評定方法為失重法。由于哈氏B-2合金是抗鹽酸腐蝕的合金，因此，常壓沸騰鹽酸法檢驗(yàn)哈氏B-2合金的晶間腐蝕傾向相當(dāng)不敏感。國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)用高溫鹽酸法對哈氏B-2合金進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：哈氏B-2合金的耐蝕性能不僅取決于其化學(xué)成分，還取決于其熱加工的控制過程。當(dāng)熱加工工藝控制不當(dāng)時，哈氏B-2合金不僅晶粒長大，而且晶間會析出現(xiàn)高M(jìn)o的σ相，此時，哈氏B-2合金的抗晶間腐蝕的性能明顯下降，在高溫鹽酸試驗(yàn)中，粗晶粒板與正常板的晶界浸蝕深度相差約一倍左右。
一、引言 C-59是一種超低碳Ni-Cr-Mo合金，具有優(yōu)異的耐蝕性能和高機(jī)械強(qiáng)度。其性質(zhì)有如下幾條: 1、在氧化性和還原性條件下有廣泛的耐蝕性能； 2、對點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕有良好的抵抗力，同時對氯致應(yīng)力腐蝕斷裂有免疫特性。 3、對無機(jī)酸如硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸和硫酸鹽酸混合酸有良好的耐蝕性能； 4、對含有雜質(zhì)的無機(jī)酸同樣有良好的耐蝕性能； 5、對40℃以下任何濃度的鹽酸有良好的耐蝕性能； 6、被許可在-196-450℃之間使用于壓力容器上； 7、被NACE標(biāo)準(zhǔn)MR-01-75 Ⅶ級許可使用在酸氣環(huán)境下。 (NACE是美國和印度的國家電子顧問委員會) 二、化學(xué)成分 C-59合金的化學(xué)成分表如下所示。化學(xué)成分 三、耐蝕性能和應(yīng)用 C-59合金是一種有極低含碳量和含硅量的Ni-Cr-Mo合金，在熱加工和焊接過程中不傾向于產(chǎn)生中間相，所以此合金可以應(yīng)用于化工過程中的氧化性和還原性介質(zhì)。 由于有較高的含Ni、Cr、Mo的含量，C-59對氯離子有良好的耐蝕性能。在涉及氧化性環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)腐蝕試驗(yàn)中已經(jīng)證實(shí)：C-59合金有比其它Ni-Cr-Mo合金更的性能。C-59合金在還原性環(huán)境中有良好的耐蝕性能，例如：10%沸騰硫酸溶液中的腐蝕率是其它Ni-Cr-Mo合金的1/3左右，在鹽酸環(huán)境下同樣有很好的耐蝕性能。 下面兩表是不同腐蝕試驗(yàn)情況。 C-276和C-59試驗(yàn)對比 三種不同合金在不同溶液中腐蝕試驗(yàn) 下表是三種合金的CPT和CCCT試驗(yàn)情況 四、物理性能 密度：8.6g/cm3 熔點(diǎn)范圍：1310-1360℃ 磁導(dǎo)率：20℃，(RT)≤1.001 高溫下的物理性能 五、力學(xué)性能 下表是C-59合金固溶處理狀態(tài)的力學(xué)性能表。 室溫下的zui小力學(xué)性能 *力學(xué)值依據(jù)德國國家標(biāo)準(zhǔn)VdTüV數(shù)據(jù)505 下表是依據(jù)德國國家標(biāo)準(zhǔn)VdTüV數(shù)據(jù)505，在高溫下的力學(xué)性能值。 ①對于板厚度在30-50mm之間的材料，其屈服強(qiáng)度值要減去20MPa ②只針對棒材 zui大許用應(yīng)力（圖） 焊接管件的焊縫系數(shù)取0.85 六、V形槽沖擊功 室溫下的平均值：≥225J/cm2 -196℃下：≥200 J/cm2 七、晶體結(jié)構(gòu) C-59合金的是面心立方晶體結(jié)構(gòu)。 八、制造和熱處理 C-59合金可以很容易地用普通制作工藝來加工。 1、加熱 C-59合金在熱處理前和熱處理過程中不可以和任何污染物接觸。 在含有S、P、Pb和其它低熔點(diǎn)金屬的環(huán)境中加熱，會使C-59合金的性能下降。污染物的來源主要有標(biāo)記筆痕跡、溫度指示漆、粉筆、潤滑油脂、燃料等。 加熱爐燃料的含硫量必須低，天然氣的含硫量必須低于0.1%(質(zhì)量)，燃料油的含硫量不可超過0.5%。 爐氣環(huán)境應(yīng)該是輕微的氧化性，不可以在氧化性和還原性之間波動。不可以讓火焰直接沖擊合金材料。 2、熱加工 C-59合金可以在950-1180℃之間進(jìn)行熱加工。冷卻要用水急冷。 熱加工后退火可以確保材料有良好的耐蝕性能。 3、冷加工 退火的C-59合金才可以用來冷加工，C-59合金的加工硬化率是很高的，對成形設(shè)備的要求要高一些。 當(dāng)冷變形加工執(zhí)行時，工序間退火是必要的。 4、熱處理 固溶熱處理溫度應(yīng)該在1100-1180℃，在1120℃處理。 水冷是確保材料有耐蝕性能的基本要點(diǎn)。在任何熱操作過程中，材料表面必須清潔。 5、除垢 C-59合金焊縫附近的氧化物比其它不銹鋼要緊密的多，可以用細(xì)砂輪打磨干凈。 酸洗前，材料表面的氧化物、污點(diǎn)等可以用細(xì)砂輪或不銹鋼絲刷打磨干凈。 6、機(jī)加工 機(jī)加工C-59合金應(yīng)該是固溶處理狀態(tài)。由于其加工硬化率較大，所以相對于低合金奧氏體不銹鋼來說，要采用較低的表面切削速度，且進(jìn)刀量要大，以忽略硬度較高的表面。同時要讓刀具處于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
九、焊接焊接鎳基合金時，要遵守下列操作規(guī)程： 1、工作場地 C-59合金的焊接場該是獨(dú)立的，和碳鋼加工場地分開，同時不可以有氣流擾動。 2、著裝 焊接著裝應(yīng)該采用皮革手套和工作服。 3、加工工具和機(jī)械 工具要采用鎳基合金工具，制造和加工機(jī)械如：剪板機(jī)、卷板機(jī)、壓制機(jī)械等，其工作臺面要用毛氈、紙板、塑料等覆蓋，防止C-59合金表面在加工過程中被壓入污染物，導(dǎo)致zui終的腐蝕。 4、清理 基材金屬的焊縫區(qū)域清理和填料金屬的清理應(yīng)該使用丙酮。 5、坡口準(zhǔn)備 C-59合金的焊接坡口成形可以采用機(jī)械方法，如車削成形、磨削成形或刨制成形；等離子切割也是可以的，不過切割后的坡口要打磨干凈，并且不可以使坡口附近過熱。 6、坡口角度一般焊接后應(yīng)該立即用不銹鋼絲刷刷去氧化部分。 鎳基合金和特種不銹鋼相對于普通碳鋼的一般區(qū)別在于其有較低的熱傳導(dǎo)系數(shù)和有較高的熱膨脹率。其焊接焊腳要大(1-3 mm)，坡口角度要在60-70°左右，主要因?yàn)镃-59合金的熔化金屬有較高的粘性，而且其焊后收縮傾向比較大。 7、引弧 引弧時只可以在即將焊接的焊縫區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，不可以在已完成的焊接件上，以免造成耐蝕性能的下降。 8、焊接工藝 C-59合金可以用多種常規(guī)焊接工藝焊接，如：TIG/GTAW，MIG/MAG，手工金屬焊接、等離子弧焊等。不過焊接前的清理是必要的。 9、焊接參數(shù)和有關(guān)影響因素 焊接時要謹(jǐn)慎選擇熱輸入量，一般要采用較低的熱輸入量，層間溫度不要超過150℃。同時采用較薄的焊道焊接工藝。
一般焊接后應(yīng)該立即用不銹鋼絲刷刷去氧化部分。 |
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