ما هي السبائك-المعتمدة على النيكل المفضلة لظروف العمل شديدة التآكل في الصناعة الكيميائية؟

1. سبائك سلسلة Hastelloy C - (المحلول - سبائك النيكل المقوى - الموليبدينوم - سبائك الكروم)

الدرجات النموذجية: هاستيلوي C276، هاستيلوي C22، هاستيلوي C4

المزايا الأساسية: تحتوي هذه السبائك على نسبة عالية من Mo (15% - 16%) والكروم (15% - 22%)، مع إضافة كمية صغيرة من W. أنها تظهر مقاومة ممتازة لتآكل الحفر، وتآكل الشقوق، والتآكل بين الحبيبات، خاصة بالنسبة للكلوريد - الذي يحتوي على الوسائط والأحماض المؤكسدة - المختزلة (على سبيل المثال، حمض الكبريتيك + حمض الهيدروكلوريك، حمض الكبريتيك + حمض النيتريك). تُعرف Hastelloy C276 باسم "السبيكة المقاومة للتآكل - العالمية" ويمكنها مقاومة التآكل بواسطة الكلور الرطب وهيبوكلوريت والأحماض العضوية المختلفة.

تطبيقات نموذجية: المفاعلات الكيميائية والمبادلات الحرارية وخطوط الأنابيب والصمامات في البيئات التي تحتوي على حمض الهيدروكلوريك المركز وحامض الكبريتيك وأيونات الكلوريد.

2. سبائك سلسلة Hastelloy B - (سبائك الموليبدينوم النيكل -)

الدرجات النموذجية: هاستيلوي B2، هاستيلوي B3

المزايا الأساسية: محتوى Mo عالي (26% - 28%) يمنحهممقاومة متميزة للحد من الأحماضوخاصة حمض الهيدروكلوريك بجميع تركيزاته ودرجات حرارته (عدا الشوائب المؤكسدة مثل أيونات الحديديك وأيونات النحاسيك). فهي تقريبًا محصنة ضد التآكل في حمض الهيدروكلوريك المخفف والمركز في درجة حرارة الغرفة إلى درجات الحرارة المتوسطة.القيود: مقاومة ضعيفة للوسائط المؤكسدة؛ تتآكل بسهولة في حمض النيتريك أو الأحماض المختلطة مع المواد المؤكسدة.

تطبيقات نموذجية: معدات لمعالجة حمض الهيدروكلوريك عالي النقاء - وحمض الأسيتيك وحمض الفوسفوريك في الصناعة الكيميائية.

3. إنكونيل 625 (محلول - نيكل مقوى - كروم - سبيكة نيوبيوم)

المزايا الأساسية: يحتوي على الكروم (21%)، والمولومنيوم (9%)، والNB (3.6%). يشكل Nb مرحلة كربيد مستقرة، مما يعزز مقاومة التآكل وقوة درجة الحرارة العالية -. إنها تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل الناتج عن الحفر وتآكل الشقوق في وسط الكلوريد، ويمكنها مقاومة التآكل الناتج عن مياه البحر، ورذاذ الملح، والمحاليل القلوية. كما أنه يتمتع بمقاومة ممتازة للتعب ومناسب لظروف التآكل ذات درجات الحرارة العالية - (حتى 980 درجة).

تطبيقات نموذجية: خطوط أنابيب العمليات الكيميائية، وأنظمة إزالة الكبريت من غاز المداخن (FGD)، والمعدات الكيميائية البحرية.

4. مونيل 400 (سبائك النحاس النيكل -)

المزايا الأساسية: يتكون من 63% ني و 28% نحاس، مع مقاومة جيدةحمض الهيدروفلوريك ومياه البحر والوسائط القلوية. كما أنه مقاوم للتآكل بواسطة الأحماض غير المؤكسدة - مثل حمض الكبريتيك وحمض الهيدروكلوريك عند درجات الحرارة المنخفضة.

تطبيقات نموذجية: معدات معالجة حمض الهيدروفلوريك والمياه المالحة ومحاليل الأمونيا في الصناعة الكيميائية.

ملخص مبدأ الاختيار

لالأكسدة - تقليل الوسائط المسببة للتآكل المختلطة: إعطاء الأولوية لـ Hastelloy C276/C22.

لبيئات حمض الاختزال النقي (حمض الهيدروكلوريك).: حدد Hastelloy B2/B3.

لدرجة حرارة عالية - + ظروف تآكل + إجهاد ميكانيكي متكامل: اختر إنكونيل 625.

لحمض الهيدروفلوريك والوسائط القلوية: مونيل 400 هو الخيار الأمثل.

info-443-444 info-446-444

info-446-444 info-452-448

ما هي متطلبات تطبيق السبائك القائمة على النيكل - في مكونات المفاعل النووي؟

تُستخدم السبائك القائمة على النيكل - على نطاق واسع في مكونات المفاعلات النووية (بما في ذلك مفاعلات الماء المضغوط، ومفاعلات الماء المغلي، ومفاعلات النيوترونات السريعة) نظرًا لقوتها الممتازة عند درجة الحرارة العالية -، ومقاومتها للتآكل، ومقاومة الإشعاع. متطلبات التقديم الخاصة بهم صارمة، والجوانب الرئيسيةهي كما يلي:

1. متطلبات مقاومة التآكل

تستخدم أنظمة تبريد المفاعلات النووية (خاصة مفاعلات الماء المضغوط) درجة حرارة عالية - وماء عالي الضغط - (150 - 350 درجة، 10 - 15 ميجاباسكال) كمبرد، ويحتوي الماء على كميات ضئيلة من أيونات الأكسجين المذاب والهيدروجين والكلوريد. يجب أن تستوفي السبائك القائمة على النيكل - معايير مقاومة التآكل التالية:

مقاومة التآكل الموحد: يجب أن يكون معدل التآكل في مبرد المفاعل أقل من 0.01 مم/سنة لضمان عمر خدمة طويل - (عادة أكثر من 40 عامًا).

مقاومة التآكل الموضعي: يجب أن يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل الناتج عن الحفر، وتآكل الشقوق، والتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC). يعد التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي الناتج عن أيونات الكلوريد وارتفاع درجة الحرارة / ارتفاع ضغط الماء أحد أنماط الفشل الرئيسية لمكونات المفاعل، لذلك يتم اختيار السبائك مثل Inconel 690 وHastelloy X لمحتواها العالي من الكروم (أكثر من 20٪) لتشكيل طبقة سلبية كثيفة.

مقاومة التآكل بين الحبيبات: تجنب تحسس السبيكة (يؤدي ترسيب كربيدات الكروم الغنية - عند حدود الحبوب إلى استنفاد الكروم في المناطق المجاورة). على سبيل المثال، يحتوي Inconel 690 على محتوى منخفض الكربون (< 0.03%) and is stabilized with Ti/Nb to prevent intergranular corrosion.

2. متطلبات الأداء الميكانيكي ذات درجة الحرارة العالية -

تعمل مكونات المفاعل النووي (مثل أنابيب مولد البخار، وفوهات أوعية الضغط، وآليات تشغيل قضبان التحكم) تحت درجة حرارة عالية - وظروف ضغط عالية - لفترة طويلة، لذلك تحتاج السبائك القائمة على النيكل - إلى:

قوة الشد العالية وقوة الخضوع: عند درجة حرارة التشغيل (300 - 650 درجة) يجب الحفاظ على مقاومة الخضوع عند أكثر من 200 ميجاباسكال لمقاومة ضغط سائل التبريد والإجهاد الهيكلي.

مقاومة زحف ممتازة: التشوه الزاحف هو الشكل الرئيسي لفشل المكونات تحت ضغط درجة الحرارة العالية - على المدى الطويل -. تعتمد السبائك القائمة على النيكل - (على سبيل المثال، Inconel 718، Waspaloy) على ترسيب المرحلتين ' و '' لمنع حركة التفكك، ويجب أن يكون عمر تمزقها الزاحف عند 600 درجة و100 ميجا باسكال أكثر من 10000 ساعة.

مقاومة جيدة للتعب: تخضع مكونات المفاعل للضغط الدوري الناتج عن تغييرات التشغيل - وإيقاف التشغيل والتحميل. يجب أن تتمتع السبيكة بقوة كلال عالية لتجنب تشقق الكلال.

3. متطلبات مقاومة الإشعاع

وجود قلب المفاعل النووي في بيئة إشعاعية قوية (إشعاع النيوترون، وأشعة جاما). يجب أن تقاوم السبائك التي أساسها النيكل -الإشعاع - التدهور المستحث:

مقاومة التقصف الإشعاعي: سوف يتسبب الإشعاع النيوتروني في تكوين عيوب مثل الشواغر والخلع في الشبكة السبيكية مما يؤدي إلى زيادة الصلابة وانخفاض الصلابة (التقصف). يجب أن تحتوي السبيكة على نسبة منخفضة من عناصر الشوائب (مثل P، S) وأن يتم تحسينها من خلال المعالجة الحرارية لتقليل الحساسية للتقصف الإشعاعي.

مقاومة الإشعاع - يسبب التورم: سوف يسبب الإشعاع النيوتروني طويل المدى - إزاحة ذرية، مما يؤدي إلى تمدد حجم السبيكة (التورم). بالنسبة لمكونات مفاعل النيوترونات السريعة، يجب أن يكون معدل انتفاخ السبيكة عند تدفق نيوتروني قدره 10²² ن/سم² أقل من 5% لضمان السلامة الهيكلية.

4. متطلبات أداء العملية والموثوقية

قابلية اللحام: يتم تجميع معظم مكونات المفاعل باللحام. يجب أن تتمتع السبيكة بقابلية لحام جيدة، ويجب أن تتمتع وصلة اللحام بنفس مقاومة التآكل والأداء الميكانيكي مثل المعدن الأساسي. على سبيل المثال، يتم استخدام Inconel 690 على نطاق واسع كأنابيب مولدة للبخار نظرًا لقابلية اللحام الممتازة وعدم وجود معالجة حرارية بعد اللحام -.

استقرار التركيب الكيميائي: رقابة صارمة على محتوى العناصر النزرة (على سبيل المثال، B، Cd، وهي ماصات النيوترونات) لتجنب التأثير على توزيع تدفق النيوترونات في قلب المفاعل. يجب أن يكون محتوى العناصر الضارة (مثل Pb، Bi) أقل من 10 جزء في المليون لمنع التآكل الساخن.

سبائك النيكل العاملة في الصناعة الكيميائية