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有色金属及其合金的概述

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:这种合金又被称为因科乃尔600合金,具有好的抗晶间腐蚀、应力腐蚀开裂及高温卤素腐蚀能力。这种合金又称为因科乃尔625合金,具有极好的抗缝隙腐蚀、点蚀及应力腐蚀开裂能力,很强的抗无机酸碱腐蚀能力。又称为哈斯特莱C-276合金,适用于氧化性和还原性酸,是常用的广谱防腐材料之一。这种合金又称为哈斯特莱B-2合金,用于盐酸、醋酸、苯乙烯及甲烷基丙烯酸酯生产。

有色金属及其合金的概述

1.镍-铁-铬(钼、铜)合金

800合金(33Ni-42Fe-21Cr)相当国内牌号NS111、NS112,用于抵抗氯点蚀或应力腐蚀开裂。在600℃时仍具有卓越的抗氧、氮化及氢脆的能力。其改良型Incoloy800H及Incoloy800HT用于石油化工醋酸蒸气管道、氢精炼设备、炉用管道及醋酐破碎机。

含钼的镍-铁-铬(钼、铜)合金能抵抗氯点蚀或应力腐蚀开裂

(1)20合金(35Ni-35Fe-20Cr-Nb) 相当国内牌号NS143,使用温度上限约为400℃。在高温条件下对硫酸也具有很好的抗腐能力。用于硫酸加工、氢氟酸生产、精炼设备。

(2)28合金(31Ni-31Fe-29Cr-4Mo) 使用温度上限约为400℃,在氧化介质中具有极好的抗缝隙腐蚀、点蚀及应力腐蚀开裂的能力。用于硝酸、硫酸及磷酸的生产加工(特别对磷酸具有极好的抗蚀性);海洋石油气生产、精炼热交换器。

(3)6XN合金(24Ni-46Fe-21Cr-6Mo-Cu-N) 使用温度上限约为400℃,在氧化介质中具有极好的抗缝隙腐蚀、点蚀及应力腐蚀开裂的能力。用于硝酸、硫酸及磷酸的生产加工(特别对磷酸具有极好的抗蚀性);海洋石油气生产、精炼热交换器。

(4)825合金(42Ni-28Fe-21.5Cr-3Mo-2.3Cu) 使用温度上限约为540℃,对硫酸和磷酸有非常好的抵抗能力。具有良好的抗缝隙腐蚀、点蚀及应力腐蚀开裂、氧化、还原酸、碱及海水腐蚀的能力。用于硫酸厂、核废料再生产、海洋油气生产的热交换器、氢氧化钠浓缩、酸洗设备。

(5)904和904L合金(25Ni-45Fe-21Cr-4.5Mo) 使用温度上限约为370℃,在卤化物介质中具有很好的抗缝隙腐蚀、点蚀及应力腐蚀能力。用于造纸工业、海洋平台、电厂烟气脱硫系统、盐浓缩厂及化工品加工。

2.镍基合金(镍质量分数超过50%)

(1)200合金(99Ni) 相当国内牌号N6,是商业纯镍,主要用于热的强碱溶液。其温度上限约为350℃,具有良好的热导率电导率及抗蚀性。用于苛性纳及真空感应除气生产、食品加工、肥皂、清洁剂及有机氯化物生产。

(2)201合金 常用于温度在300℃以上的场合,使用温度上限约为600℃。用于氢氧化钠及真空感应除气生产、食品加工、肥皂、清洁剂及有机氯化物生产。

(3)400合金(67Ni-30Cu) 这种合金又称为蒙乃尔400合金,使用温度上限约为450℃,具有良好的抗海水、经稀释的还原性酸、碱及盐溶液的腐蚀能力。用于化工及海洋工业、供水加热器、盐生产及核原料加工。

(4)600合金(72Ni-15Cr-8Fe) 相当国内牌号NS312,使用温度上限约为600℃。这种合金又被称为因科乃尔600合金,具有好的抗晶间腐蚀、应力腐蚀开裂及高温卤素腐蚀能力。用于蒸汽机、供水加热器、核电站冷却器、氢氧化钠和真空感应除气生产、造纸工业。

(5)625合金(60Ni-22Cr-2.5Fe-9Mo-3.5Nb) 相当国内牌号NS336,耐海水腐蚀。退火材料的使用温度上限为650℃,固溶退火材料的使用温度上限为800℃。这种合金又称为因科乃尔625合金,具有极好的抗缝隙腐蚀、点蚀及应力腐蚀开裂能力,很强的抗无机酸碱腐蚀能力。用于电厂烟气脱硫系统、废物焚烧、浓磷酸生产、海洋油气平台、高温风机及风扇。

(6)C276合金(54Ni-16Mo-15Cr-5.5Fe) 相当国内牌号NS334,使用温度上限为650℃。又称为哈斯特莱C-276合金,适用于氧化性和还原性酸,是常用的广谱防腐材料之一。尤其是还原介质以及点蚀及应力腐蚀开裂具有极好的抗蚀能力。用于电厂烟气脱硫系统、醋酸生产、精细化工品生产、石油化工品加工。

(7)690合金(62Ni-29Cr-9Fe) 相当国内牌号NS315,用于压水堆核电站中的蒸汽发生器。

(8)B-2合金(65Ni-28Mo-2Fe) 相当国内牌号NS332,在还原性介质中有好的抗腐蚀性能,目前在大多数条件下用于抵抗盐酸、硫酸和磷酸的腐蚀,使用温度上限为400℃。这种合金又称为哈斯特莱B-2合金,用于盐酸、醋酸、乙烯及甲烷基丙烯酸酯生产。

3.铜合金

(1)铜(99Cu) 使用温度上限200℃,在多数条件下有很好的耐蚀性能。然而,有氧的存在将大大增加腐蚀速率。铜主要用于加工醋酸、酒精和酯等有机物。铜的等级很多,应按性能选用。

(2)黄铜 有很好的耐淡水和海水的腐蚀并能耐点蚀,广泛用于换热器管和管板。

海军上将黄铜(72Cu-27Zn-1Sn)使用温度上限180℃。

海军黄铜(61Cu-38Zn-1Sn)使用温度上限150℃。

铝黄铜(77Cu-21Zn-2Al)使用温度上限在180℃。

(3)青铜 在很多环境下都有耐蚀性,广泛用于换热器管和管板。

6%铝青铜(94Cu-6Al)使用温度上限180℃。

7%铝青铜(94Cu-7Al-2Fe)使用温度上限250℃。

(4)铜镍合金 能耐淡水和海水的腐蚀。

90/10铜镍合金(88Cu-10Ni-1Fe-1Mn)使用温度上限250℃。

70/30铜镍合金(67Cu-31Ni-1Fe-1Mn)使用温度上限300℃。

4.铝和铝合金

最低使用温度可达-269℃,因而适合在深冷下应用。

(1)1×××系列(铝含量不小于99%) 耐蚀性最好,使用温度上限约为200℃。

1)高纯度铝1A85、1A90。用于氧化性质,可制作温度不高的浓硝酸设备等。

2)工业纯铝1060、1050A、1035等。能耐浓硝酸、醋酸、碳酸氢铵尿素等的腐蚀,但不耐碱及盐水的腐蚀。可用于制作储罐、塔器、热交换器、防止污染及深冷设备。如1060、1050A制浓硝酸储槽(常压,40℃,98%硝酸)、冰醋酸储槽(常压常温冰醋酸)、精甲醇储槽(常压、常温的精甲醇)、尿素分解塔等;1035用于防污染设备。(www.xing528.com)

(2)2×××系列(铝铜合金) 主要有铝-铜-镁系和铝-铜-锰系合金,使用温度上限150℃。这种合金受严重污染的工业或海洋环境影响巨大,在侵蚀环境下需要保护。这一系列的合金通常不用于压力容器制造。

(3)3×××系列(铝锰合金) 耐腐蚀性能和工业纯铝相近,使用温度上限200℃。这一系列中仅有3003和3004合金用于压力容器。

(4)4×××系列(铝硅合金) 一般不用于制造压力容器。3A21可以用于制作板式换热器,现用以制作深冷设备中的板翅式空气液化器等。

(5)5×××系列(铝镁合金) 通常都是在退火或冷加工硬化状态下使用,使用温度上限约为65℃。用于制作深冷设备,如吸附过滤器、分馏塔。

(6)6×××系列(铝-镁-硅合金) 具有好的耐蚀性,能用于海运和工业环境中,使用温度上限约为200℃。这一系列中仅有6061、6063和6A02合金常用于制造压力容器。

(7)7×××系列(铝-锌合金) 主要有铝-锌-镁系和铝-锌-镁-铜系合金。铝-锌-镁系一般耐腐蚀性较好。这一系列的合金通常不用于压力容器。

(8)8×××系列(其他合金,如铝锂合金) 通常不用于压力容器。

5.钛和钛合金

工业纯钛中的TA0和TA1一般用于要求变形量较大的场合,换热管多用TA2,要求耐摩擦及较高强度时用TA3。当介质是非氧化性的且无缓蚀剂时,应选用耐蚀钛合金,但必须注意其加工制造性能、材料的塑性指标等;对那些容易产生缝隙腐蚀的零件最好选用钛钯合金TA9和钛钼镍合金TA10或经镀钯处理的钛;承受较大应力的紧固件和非焊接件等可选用机械强度高的钛合金TC4。用于强腐蚀介质的钛材,尤其是焊接件母材及焊丝的铁、氢含量应控制在更低的水平上,避免焊接过程中产生富铁相,产生电化腐蚀。

单层钛设备应用上限温度为300℃;复合钢板设备应用上限温度为350℃;衬钛设备应用上限温度为250℃。

钛设备的主要应用:

(1)氯碱工业 用于金属阳极电解槽、离子膜电解槽与阳极液泵、湿氯冷却器、精制盐水预热器、脱氯塔、氯气冷却洗涤塔;用于漂粉精生产系统中的氯化桶与离心机;用于次氯酸钠生产系统中的冷却盘管与次氯酸钠成品泵。

(2)纯碱工业 用于板式换热器、伞板换热器、板式冷凝器、结晶外冷器、氯化铵母液加热器以及相应的泵、阀门、碳化塔冷却管、蒸馏塔顶氨冷凝器、CO2透平压缩机转子叶轮;用于联碱生产中的结晶外冷器;氨盐水伞板冷却器与板式冷却器,CO2透平压缩机油冷却器(板式),碱液泵、母液预热器。

(3)农药生产 用于六六六合成液冷却器、氯化釜内冷却蛇管、蒸馏罐及其阀门、管件;用于“乐果”中间体反应罐、冷凝管、流量计与阀门;用于敌鼠钠盐生产中的醋酸、醋酐回收装置:用于马拉硫磷生产中的湍流吸收塔、恒沸塔、浓酸汽液分离器、酸水蒸发冷凝器等。

(4)尿素生产 用于尿素合成塔衬里、氨汽提塔、一般分解塔加热器、甲铵泵的进、排液阀与弹簧、高压混合器等。

(5)钛白粉生产 用于薄膜浓缩器、煅烧窑进料管、离心器分布盘等。

(6)精细化工 用于防老剂J冷却器;白炭黑生产中的搅拌器、塔盘、浮阀、喷嘴等;吐氏酸生产中的氨化锅等。

(7)合成纤维和人造纤维 用于维尼纶生产中的醋酸精馏塔、冷凝器和阀门、管件;用于己内酰胺生产中的二盐反应器、水解器、肟化反应器、二盐水解中间加热器、羟胺冷却器、羟胺换热器、羟胺二磺酸盐加热器、尾气罗茨鼓风机、光亚硝化反应器;用于涤纶生产中的高温洗涤器及冷凝器、高温加热器、屏蔽泵、醋酸脱水塔及阀门、管件;用于人造纤维生产中的塑化槽、电渗析器阳极板等。

(8)基本有机合成 用于乙烯氧化制乙醛装置中的反应器、氧化塔、催化剂再生器、除沫器、第一和第二冷凝器、脱高沸物塔、泵等;用于丙烯氧化制丙酮装置中的文氏混合器、氧化下加热器、羰化下加热器、氧化分离器、贫氧空气冷凝器、液位控制器、羰化反应器、闪蒸塔、催化剂再生器、催化剂过滤器、催化剂循环泵、阀门、管件等;用于乙醛氧化制醋酸装置中酌氧化塔、脱沸塔、醋酸回收塔、醋酸冷凝冷却器、高沸物再沸器、泵、阀等;用于轻油氧化制醋酸装置中的冷凝器、加热器、分离塔、氧化塔、阀门等;用于甲醇低压羰基化制醋酸装置中的闪蒸器、精馏塔等;用于丙烯酸生产装置中的塔盘、再沸器等;用于对苯二甲酸生产装置中的氧化反应器及相应设备;用于氯乙醇法生产环氧乙烷装置中的次氯酸化塔、碱洗塔;用于环氧氯丙烷生产装置中的二氯丙醇反应器、二氯丙醇循环槽、二氯丙醇缓冲槽、环化塔塔板与浮阀、冷蒸塔栅板、二氯丙醇循环泵和进料泵等;用于以乙烯为原料生产聚氯乙烯装置中的热骤冷塔、废水汽提塔、废水储罐等;用于合成脂肪酸生产装置中的C5~C9脂肪酸精馏塔再沸器,C1~C4脂肪酸冷凝器等;用于苯甲酸和苯酐生产装置中的恒沸塔、苯甲酸精馏塔及其冷凝器等;用于顺酐生产装置中的恒沸塔、冷凝器、蒸发器汽水分离器、滚筒、成型机等。

(9)硝酸生产 用于硝酸蒸发器、氧化氮尾气预热器、硝酸蒸气预热器、气体洗涤器、快速冷却器、冷凝器、涡轮鼓风机、泵、阀门、管道等;用于硝铵生产装置中的鼓泡器;用于碳铵生产装置中的氨水泵;用于硫铵生产装置中的硫铵蒸发器等。

(10)无机盐生产 在氯化镁氯化钾、氯化钡、氯化铜、液体氯化钙和氯化锰等生产装置中的反应器、结晶器、换热器、蒸发器、洗涤器、吸收器、泵、阀门、管件等上应用;用于溴化亚铁生产中的蒸发器,溴化铁生产中的吸收器、喷淋器、风机、泵等;用于碘化钠生产中的蒸发器、溶解槽、吸滤器等;硫酸铝生产中的蒸发器等;氯酸钾生产中的醋酸回收塔等。

(11)染料生产 用于蛇管换热器、吸收塔、净化塔喷头、风机、水环式真空泵、过滤器等;用于生产偏苯三酸酐装置中的氧化塔;漂白粉生产设备中的横壁小刮板。

(12)冶金工业

(13)真空制盐及氯化镁生产 用于氨蒸发器、预热器、预冷器、泵、法兰、一效加热室、氯化镁蒸发罐加热室等。

(14)滨海电站与核电站 钛材制造凝汽器

(15)制药 用于维生素B1干燥装置中的螺旋加料机、旋风分离器、旋蜗体、袋滤器、加热器、粉碎机等;用于葡萄糖生产装置中的薄膜蒸发器等;用于吡唑铜水解设备内的换热器;用于氯霉素回收装置中的升膜浓缩器,包括升膜蒸发器、列管预热器、旋风分离器等;用于对酮硝化装置中的硝化反应锅,氯霉素离心过滤工艺中的离心过滤机,安乃近水解工艺中的换热器,硝氯酚生产中的锚式搅拌器、四咪唑生产中的压滤罐,咖啡因生产中的反应罐框式搅拌器、列管与盘管换热器等。

(16)电解与电镀 钛材在电解二氧化锰生产中用作阳极,在电镀(镀镍、镀铬、镀铜等)生产中用作蛇管加热器、阳极网篮,在回收电镀废水中用于薄膜蒸发器。

(17)纺织工业及其他行业 用于漂白机、亚漂联合机;胶片洗印设备中的漂白液槽、磁力泵轴;煤矸石综合利用装置中用作盘管加热器;海洋工程中用于盔甲式常压潜水器;闪蒸法海水淡化装置中用于冷凝器;海轮上用于板式换热器。

6.锆

锆是用作核工程材料。锆能耐中等强度的硫酸和热盐铌酸的腐蚀。工业纯锆机械强度与中碳钢相似,使用温度上限约为400℃。

7.钽

使用温度上限为190℃。仅限于制造强腐蚀条件下使用的热电偶壳、加热盘管、加热棒、冷却器和浓缩器。在化学工业中,钽常用作衬里或薄的复合层。

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