Bieži lietoto speciālo metālu materiālu izturības pret koroziju raksturojums un pielietojums
1. Titāns un titāna sakausējumi
Titāna sakausējumu ražošana Ķīnā pamatā ir sinhronizēta ar ārvalstīm, taču tās popularizēšana un pielietošana atpaliek, īpaši civilai lietošanai. Tajā pašā laikā, ņemot vērā nesakārtoto konkurenci starp ārzemju kontrabandas titāna materiālu un atsevišķu iekārtu pārstrādes uzņēmumiem pēdējos gados, daži uzņēmumi bez ražošanas jaudas un daži mazie un vidējie pilsētu uzņēmumi ir izmantojuši zemākas kvalitātes materiālus vai sliktās preces, kas arī ir radījis traucējumus. zināmā mērā titāna iekārtu tirgū. Tas liek iekārtu ražotājiem runāt par "titāna" krāsas maiņu. Tāpēc šai situācijai ir arī zināma loma Ķīnas titāna iekārtu nozares attīstības kavēšanā. Tam jāpiesaista attiecīgo vadības nodaļu uzmanība, kā arī jākalpo par brīdinājumu citiem īpašiem materiāliem, kas tiek izstrādāti. .
Parasti izmantotās titāna kategorijas (ar valsts materiālu standartiem)
1. Titāna korozijas izturības raksturojums
Titāns ir metāls ar spēcīgu pasivēšanās tendenci. Tas var ātri izveidot stabilu oksidatīvu aizsargplēvi gaisā un oksidējošos vai neitrālos ūdens šķīdumos. Pat ja plēve kāda iemesla dēļ ir bojāta, tā var ātri un automātiski atjaunoties. Tāpēc titānam ir lieliska izturība pret koroziju oksidējošā un neitrālā vidē.
Pateicoties lieliskām titāna pasivācijas īpašībām, daudzos gadījumos, nonākot saskarē ar atšķirīgiem metāliem, tas nepaātrina koroziju, bet var paātrināt atšķirīgu metālu koroziju. Piemēram, zemas koncentrācijas neoksidējošās skābēs, ja Pb, Sn, Cu vai Monel sakausējums tiek kontaktā ar titānu, veidojot galvanisku pāri, šo materiālu korozija tiks paātrināta, savukārt titāns netiks ietekmēts. Sālsskābē, titānam saskaroties ar tēraudu ar zemu oglekļa saturu, uz titāna virsmas rodas jauns ūdeņradis, kas iznīcina titāna oksīda plēvi, kas ne tikai izraisa titāna ūdeņraža trauslumu, bet arī paātrina titāna koroziju. Tas var būt tāpēc, ka titāns ir ļoti izturīgs pret ūdeņradi. aktivitātes dēļ.
Dzelzs saturs titānā dažās vidēs ietekmē izturību pret koroziju. Papildus izejmateriāliem dzelzs daudzuma palielināšanās iemesls bieži ir tas, ka metināšanas laikā piesārņotais dzelzs iekļūst metināšanas lodlī, izraisot lokālā dzelzs satura palielināšanos metināšanas lodlī. Šai korozijai ir nevienmērīgs raksturs. Ja titāna aprīkojuma atbalstam tiek izmantotas dzelzs detaļas, dzelzs piesārņojums uz dzelzs un titāna saskares virsmas ir gandrīz neizbēgams. Ar dzelzi piesārņotajā zonā korozija tiek paātrināta, īpaši ūdeņraža klātbūtnē. Kad titāna oksīda plēve uz piesārņotās virsmas ir mehāniski bojāta, ūdeņradis iekļūst metālā. Atkarībā no tādiem apstākļiem kā temperatūra un spiediens, ūdeņradis attiecīgi izkliedējas, kas izraisa dažādas pakāpes ūdeņraža trauslumu titānā. Tāpēc, ja titānu izmanto vidējas temperatūras un vidēja spiediena un ūdeņradi saturošās sistēmās, ir jāizvairās no virsmas piesārņojuma ar dzelzi.
Normālos apstākļos titāns necieš no punktveida korozijas.
Titāns nodrošina arī korozijas noguruma stabilitāti.
Titānam ir laba izturība pret plaisu koroziju, īpaši Ti-0.3Mo-0.8Ni un Ti-0.2Pd sakausējumiem. Tāpēc Ti-0.3Mo-0.8Ni un Ti-0.2Pd sakausējumi tiek plaši izmantoti kā blīvējuma virsmas materiāli konteineru iekārtām, lai atrisinātu plaisas korozijas problēmu uz iekārtu blīvējuma virsmas.
2. Titāna materiālu pielietošana
Pateicoties lieliskajai izturībai pret koroziju, titāna materiālus plaši izmanto naftas, ķīmiskajā rūpniecībā, sāls ražošanā, farmācijā, metalurģijā, elektronikā, aviācijā, aviācijā, jūrniecībā un citās saistītās jomās.
Titānam ir lieliska izturība pret koroziju pret lielāko daļu sāls šķīdumu. Piemēram, titāns ir izturīgāks pret koroziju nekā niķeļa tērauds ar augstu hroma saturu hlorīda šķīdumos, un tam nav punktveida korozijas. Tomēr alumīnija trihlorīda korozijas ātrums ir lielāks, kas saistīts ar koncentrētas sālsskābes ražošanu pēc alumīnija trihlorīda hidrolizācijas. Titānam ir arī laba stabilitāte pret karstu nātrija hlorītu un dažādām hipohlorīta koncentrācijām. Tāpēc titāna materiālus plaši izmanto vakuuma sāls ražošanā un balināšanas pulvera rūpniecībā.
Titānam ir laba izturība pret koroziju pret lielāko daļu sārmu šķīdumu. Titāns ir relatīvi stabils nātrija hidroksīda un kālija hidroksīda šķīdumos, kuru koncentrācija ir mazāka par 50%. Ja sārmainā šķīdumā ir hlorīda joni vai hlorīdi, tā izturība pret koroziju pat pārsniedz niķeļa un cirkonija izturību. Tomēr, palielinoties temperatūrai un koncentrācijai, palielināsies korozija. Hlora-sārmu rūpniecība tagad ir lielākā sadzīves titāna pielietojuma joma.
Titāns nav izturīgs pret koroziju sausā hlorā un ir ugunsbīstams, taču tam ir augsta stabilitāte mitrā hlorā, pārsniedzot cirkoniju, Hastelloy C un Monel, un pat sērskābē, sālsskābē un piesātinātajā hlorā. Tas ir stabils arī tādā vidē kā hlorīds, tāpēc titāns ir pirmās izvēles materiāls galvenajām iekārtām titāna dioksīda ražošanā ar sērskābes metodi.
Tā kā titānam ir laba izturība pret koroziju ogļūdeņražos, tas ir labs arī tad, ja tas satur skābes un hlorīdu piemaisījumus. Tāpēc titāna materiālus plaši izmanto arī organiskajās ķimikālijās, piemēram, PTA (attīrīta tereftalskābe), PVA (vinilons) utt.
Titānam ir lieliska izturība pret koroziju jūras ūdenī, tāpēc titānu plaši izmanto arī jūras laukos, piemēram, naftas urbšanas platformās jūrā un jūras ūdens atsāļošanā.
2. Niķelis un sakausējumi uz niķeļa bāzes
1. Niķeļa un niķeļa sakausējumu vietējās ražošanas statuss
Iekšzemes rūpniecisko tīro niķeli var ražot pats, taču daži uz niķeļa bāzes izgatavoti sakausējumi galvenokārt ir atkarīgi no importa.
Niķeļa un niķeļa sakausējumu veidi (dažiem ir valsts materiālu standarti)
Parasti izmantotie niķeļa un niķeļa sakausējumu modeļi ir: tīrs niķelis N6; Monel 400; Hastello B, Hastelloy B-2; Hastelloy C-276 utt.
2. Niķeļa un niķeļa sakausējumu izturība pret koroziju
Niķelim ir lielāka tendence pāriet pasīvā stāvoklī. Normālā temperatūrā niķeļa virsma ir pārklāta ar oksīda plēvi, kas padara to izturīgu pret koroziju ūdenī un daudzos sāls ūdens šķīdumos.
Niķelis ir diezgan stabils istabas temperatūrā neoksidējošās atšķaidītās skābēs, piemēram,<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.
Niķelis ir pilnīgi stabils visos sārmainos šķīdumos, neatkarīgi no tā, vai tas ir augstā temperatūrā vai izkusis sārms. Šī ir izcilā niķeļa īpašība.
Moneļa sakausējums ir izturīgāks pret koroziju nekā niķelis reducējošā vidē un izturīgāks pret koroziju nekā varš oksidējošā vidē. Tas ir izturīgāks pret koroziju nekā niķelis un varš fosforskābē, sērskābē, sālsskābē, sāls šķīdumos un organiskajās skābēs.
Jebkurā fluorūdeņražskābes koncentrācijā Monel sakausējums ir ļoti izturīgs pret koroziju, kad skābeklis neieplūst daudz. Tomēr, ja šķīdumā ir aerācija un oksidētāji vai ja šķīdumā ir kaitīgi piemaisījumi, piemēram, dzelzs sāļi un vara sāļi, tā izturība pret fluorūdeņražskābi samazinās. Starp metālu materiāliem, izņemot platīnu un sudrabu, tas ir viens no labākajiem materiāliem, kas izturīgi pret fluorūdeņražskābes koroziju.
Tas ir ļoti izturīgs pret koroziju kodīgos sārmu šķīdumos, bet, ja nātrija hidroksīda koncentrācija ir ļoti augsta, lai gan Monel sakausējuma izturība pret koroziju ir sliktāka nekā niķeļa, tas joprojām ir sārmu izturīgāks nekā citi metālu materiāli.
Monela sakausējums ir pakļauts sprieguma korozijas plaisāšanai, un to vislabāk izmantot pēc atkausēšanas 530-650 pakāpē, lai novērstu spriedzi.
Parasti izmantotie Hastelloy sakausējumi ir Hastelloy B (B-2, B-3) un Hastelloy C-276. Tiem ir augsta izturība pret koroziju neoksidējošās neorganiskās un organiskās skābēs, piemēram, izturība pret 70 grādu atšķaidītu sērskābi, izturīga pret visu sālsskābes, fosforskābes, etiķskābes un skudrskābes koncentrāciju, īpaši karstu koncentrētu sālsskābi.
Hastelloy ir stabils kodīgos un sārmainos šķīdumos un pilnīgi stabils organiskā vidē, jūras ūdenī un saldūdenī.
Trīs baltie vari (B10, B30)
Cupronickel ir vara-niķeļa sakausējums. Cupronickel var ražot iekšzemē, un to galvenokārt ražo Luoyang Copper.
Baltā vara izturība pret koroziju būtībā ir līdzīga tīra vara izturībai pret koroziju. Spēcīga korozija notiks neorganiskajās skābēs, īpaši slāpekļskābē. Tomēr fluorūdeņražskābe ar koncentrāciju<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.
Kaustiskās sodas procesā vai diafragmas elektrolītiskajā kaustiskajā nātrī B30 (70-30 vara-niķeļa sakausējumu var izmantot, lai aizstātu tīru niķeli, lai ražotu plēves iztvaicētāja aprīkojumu, jo īpaši krītošās plēves daļu. Tas var ne tikai uzlabot pakalpojumu ne tikai ietaupiet 70% niķeļa. B10 (91-9 vara-niķeļa sakausējums) var arī aizstāt tīru niķeli, lai ražotu iztvaicēšanas caurules, iztvaicēšanas kameras un citu augošās plēves iztvaicētāju aprīkojumu.
Baltajam vara ir augsta izturība pret koroziju jūras ūdenī, tāpēc siltummaiņi, kas dzesēti ar jūras ūdeni, bieži izmanto B10 un B30 balto varu.
Četri cirkonija materiāli
Parasti izmantotās cirkonija un cirkonija sakausējumu kategorijas ir: cirkonijs, kas nav kodols R60702, R60703, R60704, R60705 un R60706.
Lai gan Ķīnai nav specifikāciju cirkonija un cirkonija sakausējuma tvertnēm, tā ir spējusi ražot cirkonija materiālus kodolenerģijai un ar kodolenerģiju nesaistītiem mērķiem.
Cirkonijs ir labāk izturīgs pret koroziju nekā nerūsējošais tērauds, sakausējumi uz niķeļa bāzes un titāns. Tā mehāniskās īpašības un procesa īpašības ir ļoti piemērotas arī konteineru un siltummaiņu ražošanai. Tomēr augstās cenas dēļ to agrāk izmantoja reti. Tomēr, attīstoties vietējai ķīmiskajai rūpniecībai, daudzas ļoti kodīgas iekārtas arvien vairāk izmanto cirkonija materiālus, kas ievērojami uzlabo iekārtu kalpošanas laiku un uzticamību un sniedz labākus ekonomiskos ieguvumus. Šobrīd tehnoloģija no cirkonija materiālu ražošanas līdz iekārtu projektēšanai, ražošanai un pārbaudei ir kļuvusi arvien nobriedušāka, nodrošinot pamatu plašam cirkonija konteineru pielietojumam.
5. Tantala materiāli (Ta1, Ta2, TaNb3, TaNB20)
Tantalam ir augsta ķīmiskā stabilitāte, un tas ir ļoti izturīgs pret ķīmisko koroziju un atmosfēras koroziju zem 150 grādiem. Tas ir izturīgs pret koroziju pat piesārņotā rūpnieciskā atmosfērā.
Tantals ir izturīgs pret sālsskābi un slāpekļskābi jebkurā koncentrācijā viršanas temperatūrā, kā arī pret jauktu skābi, kas sastāv no kūpošas slāpekļskābes un kūpošas sērskābes no istabas temperatūras līdz 150 grādiem. Izņemot fluorūdeņražskābi, kūpošo sēra trioksīdu un augstas temperatūras koncentrētu sērskābi un koncentrētu fosforskābi, tantals ir stabils pret citām skābēm.
Tantalam ir augsta stabilitāte skābā un sārmainā vidē zem 200 grādiem, pat augstāka nekā zeltam un platīnam.
Tantalam ir vāja izturība pret koroziju koncentrētos sārmu šķīdumos. Nav izturīgs pret kālija jodīdu un šķīdumiem, kas satur fluorīda jonus.
Tantala korozija ir viendabīga un visaptveroša korozija, nejutīga pret griezumiem un neizraisa lokālus korozijas veidus, piemēram, korozijas nogurumu un korozijas plaisāšanu. Šo tantala īpašību var izmantot kā pārklājuma un oderējuma materiālus.
6. Citi speciālie metāla materiāli
1. Dupleksais tērauds
Zemas kvalitātes dupleksais nerūsējošais tērauds (tips 2304)
Standarta dupleksais nerūsējošais tērauds (2205. tips)
Super Duplex Stainless Steel (2507. tips)
Ferīta-austenīta dupleksajam nerūsējošajam tēraudam ir gan ferīta tērauda, gan austenīta tērauda īpašības. Austenīta klātbūtne samazina ferīta tērauda ar augstu hroma saturu trauslumu, novērš graudu augšanas tendenci un uzlabo ferīta tērauda stingrību un metināmību. Ferīta klātbūtne uzlabo Cr-Ni austenīta tērauda tecēšanas robežu, un tajā pašā laikā padara tēraudu izturīgu pret sprieguma koroziju un tam ir neliela tendence uz karstu plaisu metināšanas laikā. Šāda veida tērauds satur lielu daudzumu korozijizturīgu sakausējuma elementu, piemēram, Cr, Ni, Cu un Mo. Lai gan divfāzu struktūra var viegli izraisīt mikroakumulatoru koroziju, ja sakausējuma elementu saturs sasniedz noteiktu vērtību, abas fāzes var būt barotnē pasivēts, un divfāzu selektīva korozija nenotiks. Tam ir laba izturība pret vienmērīgu koroziju un punktkoroziju. .
Mūsdienās dupleksais nerūsējošais tērauds tiek izmantots dažādos pielietojumos ne tikai ķīmijas, naftas ķīmijas un farmācijas lietojumos, bet arī celulozes un papīra, pārtikas un dzērienu, kā arī celtniecībā, ēkās un būvēs.
Bet vissvarīgākie dupleksā nerūsējošā tērauda pielietojumi ir reaktoros un citās rūpnieciskajās iekārtās ķīmiskajā, mēslojuma, naftas ķīmijas, enerģētikas un celulozes un papīra rūpniecībā. Lielākajā daļā lietojumu dupleksais nerūsējošais tērauds tiek uzskatīts par rentablu alternatīvu materiālu, kas aizpilda plaisu starp parastajiem austenīta tēraudiem, piemēram, 316L un augstākiem sakausējumiem.
Lai gan parasti tiek uzskatīts, ka dupleksos sakausējumus izmanto to izturības pret ķīmisko produktu koroziju dēļ, tas ir vissvarīgākais karstā ūdens šķīduma vidē, kur austenīta nerūsējošais tērauds nav pietiekami izturīgs pret punktkoroziju un sprieguma korozijas plaisāšanu.
2. AL-6XN
AL-6XN sakausējums ir superaustenīta nerūsējošais tērauds, ko atklāj uzņēmums Allegheny Ludlum Company Amerikas Savienotajās Valstīs. Tam ir lielāka izturība pret punktkoroziju, spraugas koroziju un spiediena spraugas koroziju pret hlorīda joniem nekā standarta 300. sērijas sakausējumam, un tas ir izturīgāks pret koroziju nekā tradicionālie sakausējumi uz niķeļa bāzes. Sakausējuma izmaksas ir zemas.
No nerūsējošā tērauda Cr, Mo, Ni un C ir attiecīgi izturīga pret koroziju pret dažādām vidēm. Cr ir izturības pret koroziju pārstāvis dabiskā un oksidējošā vidē. Cr, Mo un Ni satura palielināšanās palielina izturību pret punktveida koroziju. Niķelis nodrošina austenīta struktūru. Niķelis un molibdēns palielina spiediena spraugas korozijas spēju un izturību pret hlorīda joniem. Samaziniet vides izturību pret koroziju.
Augsta niķeļa (24%) un molibdēna (6,3%) sakausējumam AL-6XN ir laba izturība pret spiediena spraugas koroziju. Molibdēnam ir spēja izturēt hlorīda jonu punktveida koroziju. Niķelis vēl vairāk uzlabo izturību pret punktveida koroziju un var nodrošināt lielāku izturību nekā 300 austenīta nerūsējošais tērauds, tāpēc to bieži izmanto plānākās aprīkojuma daļās. Augstāks hroma, molibdēna un niķeļa līmenis AL-6XN nodrošina arī izturību pret koroziju, veidojot un metinot nerūsējošo tēraudu.
Augsts hroma, molibdēna, niķeļa un slāpekļa saturs nodrošina AL-6XN labu izturību pret hlorīda jonu punktveida koroziju un spraugas koroziju, tāpēc AL-6XN tiek izmantots daudzās vidēs, piemēram, pārtikā, jūras ūdenī vai citās ķīmiskās vielas. vides.
7. Metāla kompozītmateriāli
Lai arī īpašiem metāla materiāliem ir sava laba izturība pret koroziju, tie ir arī salīdzinoši dārgi, kas ir viens no iemesliem, kāpēc dažus no tiem nevar popularizēt masveidā. Tomēr metāla kompozītmateriālu tehnoloģija ir veicinājusi šos īpašos metāla materiālus, no otras puses. Lietojumprogrammas.
Metāla kompozītmateriāli ir jauni metāla materiāli, kas sastāv no vairākiem metāla vai sakausējuma komponentiem, piemēram, a, b un c, izmantojot dažādas apstrādes metodes. Katra saskarne veido metāla saišu kopu, un tai ir tāda pati vai labāka veiktspēja kā oriģinālajam atsevišķa metāla materiālam. . Tas nav ne a, ne b (vai c). Tas apvieno komponentu priekšrocības un novērš atsevišķu komponentu veiktspējas trūkumus. Tas ne tikai optimizē materiālu dizainu, bet arī iemieso materiālu racionālas izmantošanas principu. Tas ir viens no aktuālajiem materiālu zinātnes un inženierzinātņu attīstības virzieniem.
Sajaukšanas metodes ietver: sprādzienbīstamu maisījumu, eksplozijas velmēšanas maisījumu un velmēšanas maisījumu. Mūsdienās lielākajā daļā sadzīves metožu izmanto sprādzienbīstamu savienojumu.
Kompozītmateriālu šķirnes ietver: kompozītmateriālu paneļus (divslāņu, trīsslāņu), kompozītmateriālu stieņus un kompozītmateriālu caurules.
priekšrocība:
Saprātīga apšuvuma materiālu un pamatmateriālu īpašību kombinācija un attiecība;
Ja nepieciešams, nosakiet abu materiālu biezuma attiecību;
Ietaupiet dārgmetālus un retos metālus un samaziniet aprīkojuma izmaksas;
Samaziniet konstrukcijas projekta biezumu vai palieliniet konstrukcijas ekspluatācijas spriegumu.
Pašlaik valstī ir atbilstoši nacionālie standarti kompozītmateriāliem, piemēram, GB8547-87 "Titāna-tērauda kompozītu plāksne", GB8546-87 "Titāna-nerūsējošā tērauda kompozītmateriālu plāksne", JB4733-94 "Sprādzienbīstama nerūsējošā tērauda kompozītu tērauda plāksne spiedtvertnēm" utt.
Rezumējot, tā kā īpašiem metāla materiāliem ir laba izturība pret koroziju un apstrādes veiktspēja, tie var lielā mērā apmierināt ražotāju ražošanas iekārtu izturības pret koroziju vajadzības un uzlabot aprīkojuma izturību pret koroziju. Pēdējos gados to popularizēšana un pielietošana Ķīnā ir sasniegusi noteiktus rezultātus. Tomēr, strauji attīstoties Ķīnas ekonomikai, jo īpaši pakāpeniski veidojoties globālās ekonomikas integrācijas modelim un Ķīnai iestājoties PTO, ir milzīgas iespējas vietējo speciālo metālu materiālu attīstībai (tostarp ienākšanai starptautiskajā tirgū), taču tas prasa attiecīgās valsts nozares vadības departamenti. Izstrādāt nepieciešamos standartus un saistīto politiku un noteikumus, lai veicinātu visas nozares attīstību.
