Welche Legierungen auf Nickelbasis werden für stark korrosive Arbeitsbedingungen in der chemischen Industrie bevorzugt?

1. Legierungen der Serie Hastelloy C - (lösungsverstärkte --Nickel---Molybdän---Chrom-Legierungen)

Typische Noten: Hastelloy C276, Hastelloy C22, Hastelloy C4

Kernvorteile: Diese Legierungen enthalten einen hohen Anteil an Mo (15 % - 16 %) und Cr (15 % - 22 %), wobei eine kleine Menge W hinzugefügt wird. Sie weisen eine hervorragende Beständigkeit aufLochfraßkorrosion, Spaltkorrosion und interkristalline Korrosion, insbesondere für chloridhaltige --haltige Medien und oxidierende - reduzierende Mischsäuren (z. B. Schwefelsäure + Salzsäure, Schwefelsäure + Salpetersäure). Hastelloy C276 ist als „universelle korrosionsbeständige --Legierung“ bekannt und kann Korrosion durch nasses Chlor, Hypochlorit und verschiedene organische Säuren widerstehen.

Typische Anwendungen: Chemische Reaktoren, Wärmetauscher, Rohrleitungen, Ventile in Umgebungen mit konzentrierter Salzsäure, Schwefelsäure und Chloridionen.

2. Legierungen der Serie Hastelloy B - (Nickel---Molybdänlegierungen)

Typische Noten: Hastelloy B2, Hastelloy B3

Kernvorteile: Hoher Mo-Gehalt (26 % - 28 % gibt ihnenhervorragende Beständigkeit gegen reduzierende Säuren, insbesondere Salzsäure aller Konzentrationen und Temperaturen (außer oxidierende Verunreinigungen wie Eisen(III)-Ionen und Kupfer(II)-Ionen). Sie sind in verdünnter und konzentrierter Salzsäure bei Raumtemperatur bis mittleren Temperaturen nahezu immun gegen Korrosion.Einschränkungen: Schlechte Beständigkeit gegenüber oxidierenden Medien; korrodiert leicht in Salpetersäure oder gemischten Säuren mit Oxidationsmitteln.

Typische Anwendungen: Ausrüstung für den Umgang mit hochreiner Salzsäure, Essigsäure und Phosphorsäure in der chemischen Industrie.

3. Inconel 625 (Lösung - verstärkte Nickel-- Chrom-- Niob-Legierung)

Kernvorteile: Enthält Cr (21 %), Mo (9 %) und Nb (3,6 %). Nb bildet eine stabile Karbidphase, die sowohl die Korrosionsbeständigkeit als auch die Festigkeit bei hohen --Temperaturen verbessert. Es weist eine gute Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion in Chloridmedien auf und widersteht Korrosion durch Meerwasser, Salznebel und alkalische Lösungen. Es verfügt außerdem über eine ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit und ist für korrosive Bedingungen bei hohen - Temperaturen (bis zu 980 Grad) geeignet.

Typische Anwendungen: Chemische Prozessleitungen, Rauchgasentschwefelungssysteme (REA) und chemische Ausrüstung für die Schifffahrt.

4. Monel 400 (Nickel - Kupferlegierung)

Kernvorteile: Bestehend aus 63 % Ni und 28 % Cu, mit guter Beständigkeit gegenFlusssäure, Meerwasser und alkalische Medien. Es ist außerdem beständig gegen Korrosion durch nicht - oxidierende Säuren wie Schwefelsäure und Salzsäure bei niedrigen Temperaturen.

Typische Anwendungen: Ausrüstung für den Umgang mit Flusssäure, Salzwasser und Ammoniaklösungen in der chemischen Industrie.

Zusammenfassung des Auswahlprinzips

Füroxidierende - reduzierende gemischte korrosive Medien: Priorisieren Sie Hastelloy C276/C22.

FürUmgebungen mit reiner reduzierender Säure (Salzsäure).: Wählen Sie Hastelloy B2/B3.

Fürhohe - Temperatur + korrosive + mechanische Belastung integrierte Bedingungen: Wählen Sie Inconel 625.

FürFlusssäure und alkalische Medien: Monel 400 ist die optimale Wahl.

info-443-444 info-446-444

info-446-444 info-452-448

Was sind die Anforderungen für die Anwendung von Nickel---basierten Legierungen in Kernreaktorkomponenten?

Legierungen auf Nickel---Basis werden aufgrund ihrer ausgezeichneten Hochtemperaturfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Strahlungsbeständigkeit häufig in Kernreaktorkomponenten (einschließlich Druckwasserreaktoren, Siedewasserreaktoren und Reaktoren für schnelle Neutronen) verwendet. Ihre Bewerbungsvoraussetzungen sind streng undSchlüsselaspektesind wie folgt:

1. Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit

Kühlmittelsysteme für Kernreaktoren (insbesondere Druckwasserreaktoren) verwenden Wasser mit hoher --Temperatur und hohem --Druck (150 - 350 Grad, 10 - 15 MPa) als Kühlmittel, und das Wasser enthält Spuren von gelöstem Sauerstoff, Wasserstoff und Chloridionen. Legierungen auf Nickel---Basis müssen die folgenden Korrosionsbeständigkeitsstandards erfüllen:

Beständigkeit gegen gleichmäßige Korrosion: Die Korrosionsrate im Reaktorkühlmittel sollte weniger als 0,01 mm/Jahr betragen, um eine lange - Lebensdauer zu gewährleisten (normalerweise mehr als 40 Jahre).

Beständigkeit gegen lokale Korrosion: Muss eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion (SCC) aufweisen. Durch Chloridionen und Hochtemperatur-/Hochdruckwasser verursachte Spannungsrisskorrosion ist eine Hauptursache für Reaktorkomponenten. Daher werden Legierungen wie Inconel 690 und Hastelloy X aufgrund ihres hohen Cr-Gehalts (mehr als 20 %) ausgewählt, um einen dichten Passivfilm zu bilden.

Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion: Vermeiden Sie eine Sensibilisierung der Legierung (die Ausfällung von Cr --reichen Karbiden an den Korngrenzen führt zu einer Cr-Verarmung in angrenzenden Bereichen). Inconel 690 hat beispielsweise einen niedrigen Kohlenstoffgehalt (< 0.03%) and is stabilized with Ti/Nb to prevent intergranular corrosion.

2. Anforderungen an die mechanische Leistung bei hohen --Temperaturen

Kernreaktorkomponenten (wie Dampferzeugerrohre, Druckbehälterdüsen und Steuerstabantriebsmechanismen) arbeiten unter Bedingungen hoher --Temperatur und hohem --Druck über einen langen Zeitraum, daher müssen Legierungen auf Nickel---Basis Folgendes aufweisen:

Hohe Zugfestigkeit und Streckgrenze: Bei der Betriebstemperatur (300 - 650 Grad) sollte die Streckgrenze bei mehr als 200 MPa gehalten werden, um dem Druck des Kühlmittels und strukturellen Spannungen standzuhalten.

Ausgezeichnete Kriechfestigkeit: Kriechverformung ist die Hauptform des Versagens von Bauteilen unter langfristiger - hoher Temperaturbeanspruchung. Legierungen auf Nickel---Basis (z. B. Inconel 718, Waspaloy) beruhen auf der Ausscheidung der Phasen ' und '', um die Versetzungsbewegung zu hemmen, und ihre Kriechbruchlebensdauer bei 600 Grad und 100 MPa sollte mehr als 10.000 Stunden betragen.

Gute Ermüdungsbeständigkeit: Reaktorkomponenten unterliegen einer zyklischen Belastung, die durch Hochfahren, Herunterfahren und Laständerungen verursacht wird. Um Ermüdungsrisse zu vermeiden, muss die Legierung eine hohe Dauerfestigkeit aufweisen.

3. Anforderungen an die Strahlungsbeständigkeit

Kernreaktorkerne befinden sich in einer Umgebung mit starker Strahlung (Neutronenstrahlung, Gammastrahlung). Legierungen auf Nickel---Basis müssen beständig seinStrahlung - verursachte Abbau:

Beständigkeit gegen Strahlenversprödung: Neutronenstrahlung führt zur Bildung von Defekten wie Leerstellen und Versetzungen im Legierungsgitter, was zu einer Erhöhung der Härte und einer Abnahme der Zähigkeit (Versprödung) führt. Die Legierung sollte einen geringen Gehalt an Verunreinigungselementen (wie P, S) aufweisen und durch Wärmebehandlung optimiert werden, um die Empfindlichkeit gegenüber Strahlungsversprödung zu verringern.

Strahlungsresistenz - verursachte Schwellung: Langfristige --Neutronenstrahlung führt zu einer Atomverschiebung, die zu einer Volumenausdehnung der Legierung (Schwellung) führt. Bei Komponenten für schnelle Neutronenreaktoren sollte die Quellrate der Legierung bei einer Neutronenfluenz von 10²² n/cm² weniger als 5 % betragen, um die strukturelle Integrität sicherzustellen.

4. Anforderungen an Prozessleistung und Zuverlässigkeit

Schweißbarkeit: Die meisten Reaktorkomponenten werden durch Schweißen zusammengebaut. Die Legierung muss eine gute Schweißbarkeit aufweisen und die Schweißverbindung muss die gleiche Korrosionsbeständigkeit und mechanische Leistung wie das Grundmetall aufweisen. Beispielsweise wird Inconel 690 aufgrund seiner hervorragenden Schweißbarkeit und der fehlenden Wärmebehandlung nach dem Schweißen häufig für Dampferzeugerrohre verwendet.

Stabilität der chemischen Zusammensetzung: Kontrollieren Sie den Gehalt an Spurenelementen (z. B. B, Cd, die Neutronenabsorber sind) streng, um eine Beeinträchtigung der Neutronenflussverteilung im Reaktorkern zu vermeiden. Der Gehalt an schädlichen Elementen (wie Pb, Bi) sollte weniger als 10 ppm betragen, um Heißkorrosion zu verhindern.

Nickellegierungen in der chemischen Industrie