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哈氏合金閥門材質性能 |
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哈氏合金閥門材質性能 哈氏合金 (Hasloy alloy) 哈氏合金閥門材質性能 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碳化物和其他相的析出，從而確保即使在焊接狀態下也有良好的耐蝕性能。 *，哈氏B-2合金在各種還原性介質中具有優良的耐腐蝕性能，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、甲酸等有機酸、溴酸以及氯化氫氣體中均有優良的耐蝕性能，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工藝過程中。但在哈氏B-2合金多年的工業應用中發現： （1）哈氏B-2合金存在對抗晶間腐蝕性能有相當大影響的兩個敏化區：1200~1300℃的高溫區和550~900℃的中溫區； （2）哈氏B-2合金的焊縫金屬及熱影響區由于枝晶偏析，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合金的中溫熱穩定性較差。當哈氏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）的轉變敏感。當合金在650~750℃溫度范圍內停留時間稍長，β相瞬間生成。β相的存在降低了哈氏B-2合金的韌性，使其對應力腐蝕變得敏感，甚至會造成哈氏B-2合金在原材料生產(如熱軋過程中)、設備制造過程中（如哈氏B-2合金設備焊后整體熱處理）及哈氏B-2合金設備在服役環境中開裂。現今，我國和世界各國的有關哈氏B-2合金抗晶間腐蝕性能的標準試驗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哈氏B-2合金的晶間腐蝕傾向相當不敏感。國內科研機構用高溫鹽酸法對哈氏B-2合金進行研究發現：哈氏B-2合金的耐蝕性能不僅取決于其化學成分，還取決于其熱加工的控制過程。當熱加工工藝控制不當時，哈氏B-2合金不僅晶粒長大，而且晶間會析出現高Mo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，具有優異的耐蝕性能和高機械強度。其性質有如下幾條: 1、在氧化性和還原性條件下有廣泛的耐蝕性能； 2、對點蝕和縫隙腐蝕有良好的抵抗力，同時對氯致應力腐蝕斷裂有免疫特性。 3、對無機酸如硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸和硫酸鹽酸混合酸有良好的耐蝕性能； 4、對含有雜質的無機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標準MR-01-75 Ⅶ級許可使用在酸氣環境下。 (NACE是美國和印度的國家電子顧問委員會) 二、化學成分 C-59合金的化學成分表如下所示。化學成分 三、耐蝕性能和應用 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生中間相，所以此合金可以應用于化工過程中的氧化性和還原性介質。 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。在涉及氧化性環境的標準腐蝕試驗中已經證實：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，在鹽酸環境下同樣有很好的耐蝕性能。 下面兩表是不同腐蝕試驗情況。 C-276和C-59試驗對比 三種不同合金在不同溶液中腐蝕試驗 下表是三種合金的CPT和CCCT試驗情況 四、物理性能 密度：8.6g/cm3 熔點范圍：1310-1360℃ 磁導率：20℃，(RT)≤1.001 高溫下的物理性能 五、力學性能 下表是C-59合金固溶處理狀態的力學性能表。 室溫下的zui小力學性能 *力學值依據德國國家標準VdTüV數據505 下表是依據德國國家標準VdTüV數據505，在高溫下的力學性能值。 ①對于板厚度在30-50mm之間的材料，其屈服強度值要減去20MPa ②只針對棒材 zui大許用應力（圖） 焊接管件的焊縫系數取0.85 六、V形槽沖擊功 室溫下的平均值：≥225J/cm2 -196℃下：≥200 J/cm2 七、晶體結構 C-59合金的是面心立方晶體結構。 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和其它低熔點金屬的環境中加熱，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%(質量)，燃料油的含硫量不可超過0.5%。 爐氣環境應該是輕微的氧化性，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，對成形設備的要求要高一些。 當冷變形加工執行時，工序間退火是必要的。 4、熱處理 固溶熱處理溫度應該在1100-1180℃，在1120℃處理。 水冷是確保材料有耐蝕性能的基本要點。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，可以用細砂輪打磨干凈。 酸洗前，材料表面的氧化物、污點等可以用細砂輪或不銹鋼絲刷打磨干凈。 6、機加工 機加工C-59合金應該是固溶處理狀態。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，且進刀量要大，以忽略硬度較高的表面。同時要讓刀具處于連續運轉的狀態。
九、焊接焊接鎳基合金時，要遵守下列操作規程： 1、工作場地 C-59合金的焊接場該是獨立的，和碳鋼加工場地分開，同時不可以有氣流擾動。 2、著裝 焊接著裝應該采用皮革手套和工作服。 3、加工工具和機械 工具要采用鎳基合金工具，制造和加工機械如：剪板機、卷板機、壓制機械等，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，導致zui終的腐蝕。 4、清理 基材金屬的焊縫區域清理和填料金屬的清理應該使用丙酮。 5、坡口準備 C-59合金的焊接坡口成形可以采用機械方法，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別在于其有較低的熱傳導系數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，主要因為C-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域內進行，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、焊接參數和有關影響因素 焊接時要謹慎選擇熱輸入量，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。
一般焊接后應該立即用不銹鋼絲刷刷去氧化部分。 |
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