Az általánosan használt speciális fémanyagok korrózióállósági jellemzői és alkalmazásai
1. Titán és titánötvözetek
A kínai titánötvözetek gyártása alapvetően szinkronban van a külfölddel, de népszerűsítése és alkalmazása elmarad, különösen a polgári felhasználásban. Ugyanakkor a külföldi csempészett titánanyagok és egyes berendezéseket feldolgozó cégek között az elmúlt években kialakult zavaros verseny miatt néhány termelő kapacitással nem rendelkező cég, illetve egyes települési kis- és középvállalkozások gyengébb minőségű anyagokat vagy silány árukat használtak fel, ami szintén zavart okozott. bizonyos mértékig a titánberendezések piacán. Ez arra készteti a berendezésgyártókat, hogy a "titán" elszíneződéséről beszéljenek. Ezért ez a helyzet bizonyos szerepet játszik a kínai titánberendezés-ipar fejlődésének hátráltatásában is. Fel kell hívnia az illetékes vezetői osztályok figyelmét, és figyelmeztetésként kell szolgálnia a fejlesztés alatt álló egyéb speciális anyagok számára. .
Általánosan használt titán minőségek (nemzeti anyagszabványokkal)
1. A titán korrózióállósági jellemzői
A titán erős passziválódásra hajlamos fém. Gyorsan képes stabil oxidatív védőréteget képezni a levegőben és oxidáló vagy semleges vizes oldatokban. Még ha a film valamilyen okból megsérül is, gyorsan és automatikusan helyreállhat. Ezért a titán kiváló korrózióállósággal rendelkezik oxidáló és semleges közegben.
A titán nagy passzivációs teljesítménye miatt sok esetben, ha különböző fémekkel érintkezik, nem gyorsítja a korróziót, de felgyorsíthatja a különböző fémek korrózióját. Például alacsony koncentrációjú, nem oxidáló savakban, ha Pb, Sn, Cu vagy Monel ötvözetet érintkeztetnek titánnal, hogy galvánpárt képezzenek, ezeknek az anyagoknak a korróziója felgyorsul, míg a titán nem lesz hatással. A sósavban a titán és az alacsony széntartalmú acél érintkezésekor új hidrogén keletkezik a titán felületén, ami tönkreteszi a titán-oxid filmet, ami nemcsak a titán hidrogénes ridegségét okozza, hanem a titán korrózióját is felgyorsítja. Ennek oka az lehet, hogy a titán nagyon ellenáll a hidrogénnek. tevékenység miatt.
A titán vastartalma bizonyos közegekben hatással van a korrózióállóságra. A vas növekedésének oka az alapanyagokon kívül gyakran az, hogy a hegesztés során a szennyezett vas behatol a varratperembe, aminek következtében a varratperem helyi vastartalma megnő. Ez a korrózió nem egyenletes természetű. Amikor vas alkatrészeket használnak a titán berendezések alátámasztására, a vas-titán érintkezési felület vasszennyeződése szinte elkerülhetetlen. A vassal szennyezett területen felgyorsul a korrózió, különösen hidrogén jelenlétében. Amikor a szennyezett felületen lévő titán-oxid film mechanikai sérülést szenved, a hidrogén behatol a fémbe. Az olyan feltételektől függően, mint a hőmérséklet és a nyomás, a hidrogén ennek megfelelően diffundál, ami a titánban különböző mértékű hidrogénridegséget okoz. Ezért, ha a titánt közepes hőmérsékletű és közepes nyomású és hidrogéntartalmú rendszerekben használják, el kell kerülni a felületi vasszennyeződést.
Normál körülmények között a titán nem szenved lyukkorróziótól.
A titán korróziós kifáradási stabilitást is biztosít.
A titánnak jó a réskorrózióállósága, különösen a Ti-0.3Mo-0.8Ni és Ti-0.2Pd ötvözetek. Ezért a Ti-0.3Mo-0.8Ni és Ti-0.2Pd ötvözeteket széles körben használják konténerberendezések tömítőfelületének anyagaként a berendezések tömítőfelületén jelentkező réskorróziós probléma megoldására.
2. Titán anyagok alkalmazása
Kiváló korrózióállóságának köszönhetően a titán anyagokat széles körben használják a kőolajiparban, a vegyiparban, a sógyártásban, a gyógyszeriparban, a kohászatban, az elektronikában, a repülésben, az űrhajózásban, a tengerészetben és más kapcsolódó területeken.
A titán kiváló korrózióállósággal rendelkezik a legtöbb sóoldattal szemben. Például a titán korrózióállóbb, mint a magas krómtartalmú nikkelacél kloridos oldatokban, és nincs pontkorróziója. Az alumínium-trikloridban azonban nagyobb a korróziós sebesség, ami az alumínium-triklorid hidrolizálása után tömény sósav képződéséhez kapcsolódik. A titán jó stabilitású a forró nátrium-klorittal és a különböző koncentrációjú hipoklorittal szemben is. Ezért a titán anyagokat széles körben használják a vákuum-sógyártásban és a fehérítőpor-iparban.
A titán jó korrózióállósággal rendelkezik a legtöbb lúgos oldattal szemben. A titán viszonylag stabil nátrium-hidroxid és kálium-hidroxid oldatokban 50%-nál kisebb koncentrációban. Ha a lúgos oldat kloridionokat vagy kloridokat tartalmaz, akkor a korrózióállósága még a nikkelét és a cirkóniumét is meghaladja. A hőmérséklet és a koncentráció növekedésével azonban nő a korrózió. A klóralkáli ipar ma a hazai polgári titánalkalmazások legnagyobb területe.
A titán nem korrózióálló száraz klórban és tűzveszélyes, de nagy stabilitású nedves klórban, meghaladja a cirkóniumot, a Hastelloy C-t és a Monelt, sőt még kénsavban, sósavban és telített klórban is. Stabil közegben is, például kloridban, így a titán az első számú anyag a titán-dioxid kénsav módszerrel történő előállítása során.
Mivel a titán jó korrózióállóságú szénhidrogénekben, akkor is jó, ha savakat és klorid-szennyeződéseket tartalmaz. Ezért a titán anyagokat széles körben használják szerves vegyi anyagokban is, mint például a PTA (tisztított tereftálsav), a PVA (vinilon) stb.
A titán kiváló korrózióállósággal rendelkezik a tengervízben, ezért a titánt széles körben használják tengeri területeken is, mint például a tengeri olajfúró platformokon és a tengervíz sótalanításában.
2. Nikkel és nikkel alapú ötvözetek
1. A nikkel és a nikkelalapú ötvözetek hazai gyártási helyzete
A hazai ipari tiszta nikkel önmagában is előállítható, de egyes nikkelalapú ötvözetek főként importra támaszkodnak.
A nikkel és a nikkel alapú ötvözetek típusai (egyesek nemzeti anyagszabványokkal rendelkeznek)
Az általánosan használt nikkel- és nikkelalapú ötvözetmodellek a következők: tiszta nikkel N6; Monel 400; Hastelloy B, Hastelloy B-2; Hastelloy C-276 stb.
2. Nikkel és nikkel alapú ötvözetek korrózióállósága
A nikkel hajlamosabb passzív állapotba kerülni. Normál hőmérsékleten a nikkel felületét oxidfilm borítja, ami vízben és sok vizes sóoldatban korrózióállóvá teszi.
A nikkel szobahőmérsékleten meglehetősen stabil nem oxidáló híg savakban, mint pl<15% hydrochloric acid, <17% sulfuric acid and many organic acids. However, when adding oxidants (FeCl2, CuCl2, HgCl2, AgNO3 and hypochlorite) and ventilation, the corrosion rate of nickel increases significantly.
A nikkel teljesen stabil minden lúgos oldatban, legyen az magas hőmérsékletű vagy olvadt lúg. Ez a nikkel kiemelkedő tulajdonsága.
A monel ötvözet korrózióállóbb, mint a nikkel redukáló közegben, és korrózióállóbb, mint a réz oxidáló közegben. Korrózióállóbb, mint a nikkel és a réz foszforsavban, kénsavban, sósavban, sóoldatokban és szerves savakban.
Bármilyen koncentrációjú hidrogén-fluorid esetén a Monel ötvözet nagyon ellenáll a korróziónak, amikor az oxigén kevéssé jut be. Ha azonban levegőztetés és oxidálószerek vannak az oldatban, vagy káros szennyeződések, például vas- és rézsók vannak az oldatban, az oldat hidrogén-fluoriddal szembeni ellenállása csökken. A fémanyagok közül a platinán és az ezüstön kívül az egyik legjobban ellenálló a hidrogén-fluoridos korrózióval szemben.
Lúgos lúgoldatokban nagyon korrózióálló, de ha a nátrium-hidroxid koncentrációja nagyon magas, bár a Monel ötvözet korrózióállósága rosszabb, mint a nikkelé, mégis lúgállóbb, mint a többi fém.
A Monel-ötvözet hajlamos a feszültségkorróziós repedésekre, és a legjobb, ha 530-650 fokos izzítás után használható a feszültségek kiküszöbölésére.
Az általánosan használt Hastelloy ötvözetek a Hastelloy B (B-2, B-3) és a Hastelloy C-276. A nem oxidáló szervetlen savakban és szerves savakban nagy a korrózióállóságuk, például ellenállnak a 70 fokos hígított kénsavnak, ellenállnak minden koncentrációjú sósavnak, foszforsavnak, ecetsavnak és hangyasavnak, különösen a forró tömény sósavnak.
A Hastelloy maró- és lúgos oldatokban, szerves közegben, tengervízben és édesvízben pedig teljesen stabil.
Három fehér réz (B10, B30)
A cupronickel egy réz-nikkel ötvözet. A cupronickelt belföldön lehet előállítani, és főként a Luoyang Copper gyártja.
A fehér réz korrózióállósága alapvetően hasonló a tiszta rézéhez. Súlyos korrózió lép fel a szervetlen savakban, különösen a salétromsavban. Azonban a hidrogén-fluorsav koncentrációja<70% is corrosion-resistant in the absence of oxygen and below the boiling point. White copper does not corrode greatly in organic acids, and the corrosion rate is very small in alkaline solutions and organic compounds.
A nátronlúgos eljárásban vagy a membrán elektrolitikus nátronlúgban a B30 (70-30 réz-nikkel ötvözet a tiszta nikkel helyettesítésére használható filmpárologtató berendezések, különösen a leeső fóliarész gyártásához. Nem csak a szolgáltatást javíthatja) élettartam, hanem 70%-os nikkel megtakarítás is.. A B10 (91-9 réz-nikkel ötvözet) a tiszta nikkelt is helyettesítheti párologtatócsövek, párologtatókamrák és egyéb felszállófilmes elpárologtatók gyártásához.
A fehérréznek nagy a korrózióállósága a tengervízben, ezért a tengervízzel hűtött hőcserélők gyakran B10 és B30 fehérrezet használnak.
Négy cirkónium anyag
Az általánosan használt cirkónium- és cirkóniumötvözet-minőségek a következők: nem nukleáris cirkónium R60702, R60703, R60704, R60705 és R60706.
Habár Kína nem rendelkezik előírásokkal a cirkónium és cirkóniumötvözet tartályokra vonatkozóan, képes volt cirkónium anyagokat előállítani nukleáris és nem nukleáris felhasználásra.
A cirkónium jobb korrózióállósággal rendelkezik, mint a rozsdamentes acél, a nikkel alapú ötvözetek és a titán. Mechanikai tulajdonságai és folyamattulajdonságai kiválóan alkalmasak tartályok és hőcserélők gyártására is. Magas ára miatt azonban korábban ritkán használták. A hazai vegyipar fejlődésével azonban számos erősen korrozív berendezés egyre gyakrabban használ cirkónium anyagokat, ami nagymértékben javítja a berendezések élettartamát és megbízhatóságát, valamint jobb gazdasági előnyöket ér el. Jelenleg a technológia a cirkónium anyagok gyártásától a berendezések tervezéséig, gyártásáig és ellenőrzéséig egyre érettebbé vált, alapot biztosítva a cirkónium tartályok széles körű alkalmazásához.
5. Tantál anyagok (Ta1, Ta2, TaNb3, TaNB20)
A tantál nagy kémiai stabilitással rendelkezik, és nagyon ellenáll a kémiai korróziónak és a 150 fok alatti légköri korróziónak. Szennyezett ipari légkörben is korrózióálló.
A tantál ellenáll a sósavnak és a salétromsavnak bármilyen koncentrációban forrásponton, valamint a füstölgő salétromsavból és füstölgő kénsavból álló vegyes savnak szobahőmérséklettől 150 fokig. A hidrogén-fluorsav, a füstölgő kén-trioxid, valamint a magas hőmérsékletű koncentrált kénsavat és a tömény foszforsavat kivéve a tantál stabil más savakkal szemben.
A tantál magas stabilitású savas és lúgos közegben 200 fok alatt, még az aranynál és a platinánál is.
A tantálnak gyenge a korrózióállósága koncentrált lúgoldatokban. Nem ellenálló a kálium-jodiddal és a fluoridionokat tartalmazó oldatokkal szemben.
A tantál korróziója egységes és átfogó korrózió, érzéketlen a vágásokra, és nem okoz helyi típusú korróziót, például korróziós kifáradást és korróziós repedést. A tantálnak ez a tulajdonsága bevonó- és bélésanyagként használható.
6. Egyéb speciális fémanyagok
1. Duplex acél
Alacsony minőségű duplex rozsdamentes acél (2304-es típus)
Standard duplex rozsdamentes acél (2205-ös típus)
Super Duplex rozsdamentes acél (2507-es típus)
A ferrites-ausztenites duplex rozsdamentes acélhoz egyaránt rendelkezik a ferrites acél és az ausztenites acél jellemzőivel. Az ausztenit jelenléte csökkenti a magas krómtartalmú ferrites acél ridegségét, megakadályozza a szemcsék növekedési hajlamát, és javítja a ferrites acél szívósságát és hegeszthetőségét. A ferrit jelenléte javítja a Cr-Ni ausztenites acél folyáshatárát, ugyanakkor ellenállóvá teszi az acélt a feszültségkorrózióval szemben, és hegesztés közben kis mértékben hajlamos a forró repedésre. Ez az acéltípus nagy mennyiségben tartalmaz korrózióálló ötvözetelemeket, mint például Cr, Ni, Cu és Mo. Bár a kétfázisú szerkezet könnyen okozhat mikroakkumulátoros korróziót, ha az ötvözőelem-tartalom elér egy bizonyos értéket, mindkét fázis a közegben passzivált, és nem lép fel kétfázisú szelektív korrózió. Jól ellenáll az egyenletes korróziónak és a pontkorróziónak. .
Manapság a duplex rozsdamentes acélokat számos alkalmazási területen használják, nemcsak a vegyi, petrolkémiai és gyógyszerészeti alkalmazásokban, hanem a cellulóz és papír, az élelmiszer- és italgyártás, valamint az építőipar, az épületek és építmények területén is.
A duplex rozsdamentes acél legfontosabb alkalmazásai azonban a reaktorokban és más ipari berendezésekben találhatók a vegyiparban, a műtrágya-, a petrolkémiai, az energia-, valamint a cellulóz- és papíriparban. A legtöbb alkalmazásban a duplex rozsdamentes acélok költséghatékony alternatív anyagnak számítanak, kitöltve a közönséges ausztenites acélok, például a 316 literes acélok és a magasabb ötvözetek közötti űrt.
Bár általános vélekedés szerint a duplex ötvözeteket a vegyi termékek okozta korrózióval szembeni ellenállásuk miatt használják, ez a legfontosabb forróvizes oldatokban, ahol az ausztenites rozsdamentes acélok nem rendelkeznek kellő ellenállással a pontkorrózióval és a feszültségkorróziós repedésekkel szemben.
2. AL-6XN
Az AL-6XN ötvözet egy szuperausztenites rozsdamentes acél, amelyet az Allegheny Ludlum Company fedezett fel az Egyesült Államokban. Jobban ellenáll a lyukkorróziónak, a réskorróziónak és a kloridionok nyomási réskorróziójának, mint a szabványos 300-as sorozatú ötvözetnek, és jobban ellenáll a korróziónak, mint a hagyományos nikkel alapú ötvözetek. Az ötvözet költsége alacsony.
A rozsdamentes acélban a Cr, Mo, Ni és C különböző közegekkel szemben korrózióállósággal rendelkezik. A Cr a korrózióállóság képviselője természetes és oxidáló környezetben. A Cr-, Mo- és Ni-tartalom növelése növeli a lyukkorrózióval szembeni ellenállást. A nikkel ausztenit szerkezetet biztosít. A nikkel és a molibdén növeli a nyomásrés korróziós képességét és a kloridionokkal szembeni ellenállást. Csökkentse a környezet korrózióállóságát.
A magas nikkeltartalmú (24%)-molibdén (6,3%) AL-6XN ötvözet jól ellenáll a nyomásréskorróziónak. A molibdén képes ellenállni a kloridion-pontkorróziónak. A nikkel tovább fokozza a pontkorrózióval szembeni ellenállást, és nagyobb szilárdságot biztosít, mint a 300 ausztenites rozsdamentes acél, ezért gyakran használják a berendezések vékonyabb részein. Az AL-6XN magasabb króm-, molibdén- és nikkeltartalma korrózióállóságot is biztosít a rozsdamentes acél alakításakor és hegesztésekor.
A magas króm-, molibdén-, nikkel- és nitrogéntartalmú AL-6XN jól ellenáll a kloridion-pontkorróziónak és a réskorróziónak, ezért az AL-6XN-t számos környezetben használják, például élelmiszerekben, tengervízben vagy más vegyi anyagokban. környezetek.
7. Fém kompozit anyagok
Bár a speciális fémanyagoknak megvan a maguk jó korrózióállósága, viszonylag drágák is, többek között ez az egyik oka annak, hogy némelyiküket nem lehet nagy léptékben népszerűsíteni. A fémkompozit technológia azonban előmozdította ezeket a speciális fémanyagokat. Alkalmazások.
A fémkompozit anyagok olyan új fémanyagok, amelyek különböző feldolgozási technikák révén több fém- vagy ötvözetkomponensből állnak, például a, b és c. Mindegyik interfész fémkötések halmazát alkotja, és ugyanolyan vagy jobb teljesítményt nyújt, mint az eredeti egyetlen fémanyag. . Nem a és nem b (vagy c). Egyesíti az alkotóelemek előnyeit, és kiküszöböli az egyes alkatrészek teljesítménybeli hiányosságait. Nemcsak az anyagtervezést optimalizálja, hanem a racionális anyaghasználat elvét is megtestesíti. Az anyagtudomány és mérnöki tudományok egyik jelenlegi fejlesztési iránya.
A kompaundálási módszerek a következők: robbantásos kompaundálás, robbantási hengerléses kompaundálás és hengerléses kompaundálás. Napjainkban a legtöbb hazai módszer robbantásos kompaundálást alkalmaz.
A kompozit anyagfajták a következők: kompozit panelek (kétrétegű, háromrétegű), kompozit rudak és kompozit csövek.
előny:
Burkolóanyagok és alapanyagok tulajdonságainak ésszerű kombinációja és aránya;
Szükség szerint határozzuk meg a két anyag vastagsági arányát;
Takarítson meg nemes- és ritkafémeket, és csökkentse a berendezések költségeit;
Csökkentse a szerkezeti tervezési vastagságot vagy növelje a szerkezeti feszültséget.
Jelenleg az országban érvényes nemzeti szabványok vonatkoznak a kompozit anyagokra, mint például GB8547-87 "Titanium-Steel Composite Plate", GB8546-87 "Titanium-Stainless Steel Composite Plate", JB4733-94 "Robbanékony rozsdamentes acél kompozit acéllemez nyomástartó edényekhez" stb.
Összefoglalva, mivel a speciális fémanyagok jó korrózióállósággal és megmunkálási teljesítménnyel rendelkeznek, nagymértékben megfelelnek a gyártók gyártóberendezéseinek korrózióállósági igényeinek, és javítják a berendezések korrózióállósági szintjét. Az elmúlt években Kínában való népszerűsítésük és alkalmazásuk bizonyos eredményeket ért el. A kínai gazdaság gyors fejlődésével, különösen a globális gazdasági integrációs minta fokozatos kialakulásával és Kína WTO-csatlakozásával azonban óriási tere van a hazai speciális fémanyagok fejlesztésének (beleértve a nemzetközi piacra lépést is), de ehhez szükség van illetékes nemzeti iparirányítási osztályok. A szükséges szabványok és kapcsolódó irányelvek és szabályozások kidolgozása az egész iparág fejlődésének előmozdítása érdekében.
