Характеристики на устойчивост на корозия и приложения на често използвани специални метални материали
1. Титан и титанови сплави
Производството на титанови сплави в Китай е основно в синхрон с чуждите страни, но неговото популяризиране и приложение изостава, особено за гражданска употреба. В същото време, поради нередовната конкуренция между чуждестранните контрабандни титанови материали и някои компании за обработка на оборудване през последните години, някои компании без производствен капацитет и някои малки и средни общински предприятия са използвали по-лоши материали или некачествени стоки, което също е нарушило пазарът на титаново оборудване до известна степен. Това кара производителите на оборудване да говорят за "титаново" обезцветяване. Следователно тази ситуация също играе определена роля за възпрепятстване на развитието на китайската индустрия за титаново оборудване. Той трябва да привлече вниманието на съответните управленски отдели и също така трябва да служи като предупреждение за други специални материали, които се разработват. .
Често използвани класове титан (с национални стандарти за материали)
1. Характеристики на устойчивост на корозия на титан
Титанът е метал със силна склонност към пасивиране. Той може бързо да образува стабилен окислителен защитен филм във въздуха и в окислителни или неутрални водни разтвори. Дори ако филмът е повреден по някаква причина, той може бързо и автоматично да се възстанови. Следователно титанът има отлична устойчивост на корозия в окислителни и неутрални среди.
Поради голямата пасивираща способност на титана, в много случаи, когато е в контакт с разнородни метали, той не ускорява корозията, но може да ускори корозията на разнородни метали. Например, при неокисляващи киселини с ниска концентрация, ако сплавта Pb, Sn, Cu или Monel влезе в контакт с титан за образуване на галванична двойка, корозията на тези материали ще се ускори, докато титанът няма да бъде засегнат. В солната киселина, когато титанът влезе в контакт с нисковъглеродна стомана, върху повърхността на титана се генерира нов водород, който разрушава филма от титанов оксид, което не само причинява водородна крехкост на титана, но също така ускорява корозията на титана. Това може да се дължи на факта, че титанът е силно устойчив на водород. поради активност.
Съдържанието на желязо в титана оказва влияние върху устойчивостта на корозия в някои среди. В допълнение към суровините, причината за увеличаването на желязото често е, че замърсеното желязо прониква в заваръчния шев по време на заваряване, което води до увеличаване на местното съдържание на желязо в заваръчния шев. Тази корозия има нееднороден характер. Когато се използват железни части за поддържане на титаниево оборудване, замърсяването с желязо на контактната повърхност желязо-титан е почти неизбежно. Корозията се ускорява в замърсената с желязо зона, особено в присъствието на водород. Когато филмът от титанов оксид върху замърсената повърхност е механично повреден, водородът прониква в метала. В зависимост от условия като температура и налягане, водородът съответно дифундира, което причинява различна степен на водородна крехкост в титана. Следователно, когато титанът се използва в системи със средна температура и средно налягане и водород-съдържащи системи, трябва да се избягва повърхностно замърсяване с желязо.
При нормални обстоятелства титанът не страда от точкова корозия.
Титанът също предлага устойчивост на умора от корозия.
Титанът има добра устойчивост на корозия, особено Ti-0.3Mo-0.8Ni и Ti-0.2Pd сплави. Следователно сплавите Ti-0.3Mo-0.8Ni и Ti-0.2Pd се използват широко като материали за уплътнителни повърхности за контейнерно оборудване за решаване на проблема с проблема с корозията в пукнатини върху уплътнителната повърхност на оборудването.
2. Приложение на титанови материали
Благодарение на отличната си устойчивост на корозия, титановите материали се използват широко в петролната, химическата промишленост, производството на сол, фармацевтичните продукти, металургията, електрониката, авиацията, космонавтиката, мореплаването и други свързани области.
Титанът има отлична устойчивост на корозия към повечето солни разтвори. Например, титанът е по-устойчив на корозия от никелова стомана с високо съдържание на хром в хлоридни разтвори и няма точкова корозия. Скоростта на корозия обаче е по-висока в алуминиевия трихлорид, което е свързано с производството на концентрирана солна киселина след хидролизиране на алуминиевия трихлорид. Титанът също има добра стабилност към горещ натриев хлорит и различни концентрации на хипохлорит. Поради това титановите материали се използват широко в производството на вакуумна сол и избелващ прах.
Титанът има добра устойчивост на корозия към повечето алкални разтвори. Титанът е относително стабилен в разтвори на натриев хидроксид и калиев хидроксид с концентрации под 50%. Ако алкалният разтвор съдържа хлоридни йони или хлориди, неговата устойчивост на корозия дори надвишава тази на никела и циркония. Въпреки това, когато температурата и концентрацията се повишат, корозията ще се увеличи. Хлор-алкалната промишленост сега е най-голямата област на местни граждански приложения на титан.
Титанът не е устойчив на корозия в сух хлор и представлява риск от пожар, но има висока стабилност във влажен хлор, надвишаваща цирконий, Hastelloy C и Monel, и дори в сярна киселина, солна киселина и наситен хлор. Освен това е стабилен в среда като хлорид, така че титанът е първият избор на материал за ключово оборудване при производството на титанов диоксид по метода на сярната киселина.
Тъй като титанът има добра устойчивост на корозия във въглеводороди, той е добър дори когато съдържа киселини и хлоридни примеси. Следователно титановите материали се използват широко и в органични химикали, като PTA (пречистена терефталова киселина), PVA (винилон) и др.
Титанът има отлична устойчивост на корозия в морска вода, така че титанът се използва широко и в морски полета, като офшорни нефтени сондажни платформи и обезсоляване на морска вода.
2. Никел и сплави на никелова основа
1. Състояние на вътрешното производство на никел и сплави на основата на никел
Вътрешният промишлен чист никел може да се произвежда сам, но някои сплави на основата на никел разчитат главно на внос.
Видове никел и сплави на основата на никел (някои имат национални стандарти за материали)
Често използваните модели на никел и сплави на основата на никел включват: чист никел N6; Монел 400; Hastelloy B, Hastelloy B-2; Hastelloy C-276 и др.
2. Корозионна устойчивост на никел и сплави на никелова основа
Никелът има по-голяма склонност да преминава в пасивно състояние. При нормални температури повърхността на никела е покрита с оксиден филм, което го прави устойчив на корозия във вода и много солни водни разтвори.
Никелът е доста стабилен при стайна температура в неокисляващи разредени киселини, като напр<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.
Никелът е напълно стабилен във всички алкални разтвори, независимо дали са високотемпературни или разтопени алкали. Това е изключителната характеристика на никела.
Монеловата сплав е по-устойчива на корозия от никела в редуциращата среда и по-устойчива на корозия от медта в окислителната среда. Той е по-устойчив на корозия от никела и медта във фосфорна киселина, сярна киселина, солна киселина, солни разтвори и органични киселини.
Във всяка концентрация на флуороводородна киселина, сплавта Monel е много устойчива на корозия, когато кислородът не навлиза много. Въпреки това, когато има аерация и окислители в разтвора или когато има вредни примеси като железни соли и медни соли в разтвора, устойчивостта му към флуороводородна киселина намалява. Сред металните материали, освен платината и среброто, той е един от най-добрите материали, устойчиви на корозия на флуороводородна киселина.
Той е много устойчив на корозия в разяждащи алкални разтвори, но когато концентрацията на натриев хидроксид е много висока, въпреки че устойчивостта на корозия на сплавта Monel е по-лоша от тази на никела, тя все още е по-устойчива на алкали от други метални материали.
Монеловата сплав е склонна към корозионно напукване под напрежение и се използва най-добре след отгряване при 530-650 степен за премахване на напрежението.
Често използваните сплави Hastelloy са Hastelloy B (B-2, B-3) и Hastelloy C-276. Те имат висока устойчивост на корозия в неокисляващи неорганични киселини и органични киселини, като устойчивост на 70 градуса разредена сярна киселина, устойчиви на всички концентрации на солна киселина, фосфорна киселина, оцетна киселина и мравчена киселина, особено гореща концентрирана солна киселина.
Hastelloy е стабилен в каустик и алкални разтвори и напълно стабилен в органични среди, морска и прясна вода.
Три бели медни (B10, B30)
Cupronickel е медно-никелова сплав. Cupronickel може да се произвежда в страната и се произвежда главно от Luoyang Copper.
Устойчивостта на корозия на бялата мед е подобна на тази на чистата мед. Тежка корозия ще възникне в неорганични киселини, особено азотна киселина. Въпреки това, флуороводородна киселина с концентрация на<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.
В процеса на сода каустик или в диафрагмената електролитна сода каустик, B30 (70-30 медно-никелова сплав може да се използва за замяна на чист никел за производство на филмово изпарително оборудване, особено частта с падащ филм. Тя може не само да подобри услугата живот, но също така спестява 70% никел B10 (91-9 медно-никелова сплав) може също да замени чистия никел за производството на изпарителни тръби, изпарителни камери и друго оборудване на изпарители с повдигащ се филм.
Бялата мед има висока устойчивост на корозия в морска вода, така че топлообменниците, охлаждани с морска вода, често използват бяла мед B10 и B30.
Четири циркониеви материала
Често използваните марки цирконий и циркониеви сплави включват: безядрен цирконий R60702, R60703, R60704, R60705 и R60706.
Въпреки че Китай няма спецификации за контейнери от цирконий и циркониеви сплави, той успя да произведе циркониеви материали за ядрена и неядрена употреба.
Цирконият има по-добра устойчивост на корозия от неръждаемата стомана, сплавите на основата на никел и титана. Неговите механични свойства и свойства на процеса също са много подходящи за производство на контейнери и топлообменници. Въпреки това, поради високата си цена, той рядко се използва в миналото. Въпреки това, с развитието на местната химическа промишленост, много силно корозивно оборудване все повече използва циркониеви материали, което значително подобрява живота и надеждността на оборудването и постига по-добри икономически ползи. Понастоящем технологията от производството на циркониеви материали до проектирането, производството и проверката на оборудването става все по-зряла, осигурявайки основа за широко приложение на циркониеви контейнери.
5. Танталови материали (Ta1, Ta2, TaNb3, TaNB20)
Танталът има висока химическа стабилност и е силно устойчив на химическа корозия и атмосферна корозия под 150 градуса. Той е устойчив на корозия дори в замърсена индустриална атмосфера.
Танталът е устойчив на солна киселина и азотна киселина с всякаква концентрация при температура на кипене и на смесена киселина, съставена от димяща азотна киселина и димяща сярна киселина от стайна температура до 150 градуса. С изключение на флуороводородна киселина, димящ серен триоксид и високотемпературна концентрирана сярна киселина и концентрирана фосфорна киселина, танталът е стабилен на други киселини.
Танталът има висока стабилност в кисела и алкална среда под 200 градуса, дори по-висока от златото и платината.
Танталът има слаба устойчивост на корозия в концентрирани алкални разтвори. Не е устойчив на калиев йодид и разтвори, съдържащи флуорни йони.
Корозията на тантала е равномерна и всеобхватна корозия, нечувствителна към срязвания и не причинява локализирани видове корозия като умора от корозия и корозионно напукване. Тази характеристика на тантала може да се използва като материали за покритие и облицовка.
6. Други специални метални материали
1. Дуплексна стомана
Нискокачествена дуплексна неръждаема стомана (Тип 2304)
Стандартна дуплексна неръждаема стомана (тип 2205)
Супер дуплексна неръждаема стомана (тип 2507)
За феритно-аустенитна дуплексна неръждаема стомана, тя има характеристиките както на феритна стомана, така и на аустенитна стомана. Наличието на аустенит намалява крехкостта на феритната стомана с високо съдържание на хром, предотвратява тенденцията на растеж на зърната и подобрява якостта и заваряемостта на феритната стомана. Наличието на ферит подобрява границата на провлачване на Cr-Ni аустенитната стомана и в същото време прави стоманата устойчива на стрес корозия и има малка склонност към горещо напукване по време на заваряване. Този тип стомана съдържа високи нива на устойчиви на корозия сплавни елементи като Cr, Ni, Cu и Mo. Въпреки че двуфазната структура може лесно да причини корозия на микробатерията, ако съдържанието на легиращи елементи достигне определена стойност, и двете фази може да бъдат пасивиран в средата и няма да настъпи двуфазна селективна корозия. Има добра устойчивост на равномерна корозия и точкова корозия. .
Днес дуплексните неръждаеми стомани се използват в различни приложения, не само в химически, нефтохимически и фармацевтични приложения, но и в целулоза и хартия, храни и напитки и строителство, сгради и конструкции.
Но най-важните приложения на дуплексната неръждаема стомана са в реактори и друго промишлено оборудване в химическата, торовата, нефтохимическата, енергетиката и целулозно-хартиената промишленост. В повечето приложения дуплексните неръждаеми стомани се считат за рентабилен алтернативен материал, запълващ празнината между обикновените аустенитни стомани като 316L и по-високите сплави.
Въпреки че обикновено се смята, че дуплексните сплави се използват поради тяхната устойчивост на корозия от химически продукти, това е най-важно в среди с разтвор на гореща вода, където аустенитните неръждаеми стомани нямат достатъчна устойчивост на точкова корозия и корозионно напукване под напрежение.
2. AL-6XN
AL-6XN сплавта е супер аустенитна неръждаема стомана, открита от Allegheny Ludlum Company в Съединените щати. Той има по-висока устойчивост на точкова корозия, корозия на пукнатини и корозия на пукнатини под налягане на хлоридни йони от стандартната сплав от серия 300 и е по-устойчив на корозия от традиционните сплави на основата на никел. Цената на сплавта е ниска.
В неръждаемата стомана Cr, Mo, Ni и C имат устойчивост на корозия съответно към различни среди. Cr е представител на устойчивостта на корозия в естествени и окислителни среди. Увеличаването на съдържанието на Cr, Mo и Ni повишава устойчивостта на точкова корозия. Никелът осигурява аустенитна структура. Никелът и молибденът повишават корозионната способност и устойчивост на хлоридни йони. Намалете корозионната устойчивост на околната среда.
Сплавта с високо съдържание на никел (24%)-молибден (6,3%) AL-6XN има добра устойчивост на корозия при пукнатини под налягане. Молибденът има способността да устои на корозия на хлоридни йони. Никелът допълнително повишава устойчивостта на точкова корозия и може да осигури по-висока якост от неръждаема стомана с аустенит 300, така че често се използва в по-тънки части на оборудване. По-високите нива на хром, молибден и никел в AL-6XN също осигуряват устойчивост на корозия при формоване и заваряване на неръждаемата стомана.
Високото съдържание на хром, молибден, никел и азот кара AL-6XN да има добра устойчивост на корозия на хлоридни йони и цепнатина, което прави AL-6XN използван в много среди, като храна, морска вода или други химикали среди.
7. Метални композитни материали
Въпреки че специалните метални материали имат своя собствена добра устойчивост на корозия, те също са относително скъпи, което е една от причините някои от тях да не могат да бъдат рекламирани в голям мащаб. Технологията за метални композити обаче насърчава тези специални метални материали от друга страна. Приложения.
Металните композитни материали са нови метални материали, които са съставени от няколко метални или сплавни компонента като a, b и c чрез различни техники на обработка. Всеки интерфейс образува набор от метални връзки и има същата или по-добра производителност като оригиналния единичен метален материал. . Не е нито a, нито b (или c). Той съчетава предимствата на съставните компоненти и преодолява недостатъците в производителността на отделните компоненти. Той не само оптимизира дизайна на материалите, но също така въплъщава принципа за рационално използване на материалите. Това е едно от съвременните направления на развитие на материалознанието и инженерството.
Методите за смесване включват: смесване чрез експлозия, смесване чрез взривно валцуване и смесване чрез валцуване. В днешно време повечето домашни методи използват смесване на експлозия.
Разновидностите на композитните материали включват: композитни панели (двуслойни, трислойни), композитни пръти и композитни тръби.
предимство:
Разумна комбинация и съотношение на свойствата на облицовъчните материали и основните материали;
Определете съотношението на дебелината на двата материала, ако е необходимо;
Спестете благородни и редки метали и намалете разходите за оборудване;
Намалете конструктивната дебелина на конструкцията или увеличете структурното работно напрежение.
Понастоящем страната има съответните национални стандарти за композитни материали, като GB8547-87 „Композитна плоча от титан и стомана“, GB8546-87 „Композитна плоча от титан и неръждаема стомана“, JB4733-94 „Експлозивна композитна стоманена плоча от неръждаема стомана за съдове под налягане“ и др.
За да обобщим, тъй като специалните метални материали имат добра устойчивост на корозия и производителност при обработка, те могат значително да отговорят на нуждите от устойчивост на корозия на производственото оборудване на производителите и да подобрят нивото на устойчивост на корозия на оборудването. През последните години тяхното популяризиране и прилагане в Китай постигна определени резултати. Въпреки това, с бързото развитие на китайската икономика, особено постепенното формиране на модела на глобална икономическа интеграция и присъединяването на Китай към СТО, има огромно място за развитие на вътрешни специални метални материали (включително навлизане на международния пазар), но това изисква съответните национални отдели за управление на индустрията. Разработете необходимите стандарти и свързани политики и разпоредби за насърчаване на развитието на цялата индустрия.
