38CrMoAl無縫管材料,鐵基合金(如奧氏體不銹鋼,雙相鋼等)產生嚴重的腐蝕。所以,雖然鎳基合金目前主要還是依靠進口,其價格比較昂貴,但由于其優異的耐腐蝕性能,在FGD裝置中仍普遍應用。絕大多數電廠脫硫系統的入口煙道都選用了哈氏合金,特別是C系列合金,C276更是了廣泛的應用。3哈氏合金C276的焊接工藝3·1C276的化學成分哈氏合金是美國HASTELLOY公司的注冊商標,哈氏C系列合金屬于Ni-Cr-Mo合金。C276材質的化學成分應滿足ASTM標準中UNSN10276,見表4,其機械性能也應滿足ASTM標準中UNSN10276的要求。
從圖中可以看出,蠕變應變速率與應力的關系曲線可以分為3段:高應力區域、低應力區域和過渡區域。在高低應力區域,蠕變應變速率與應力分別呈線性相關,中間的過渡區域,兩者關系則比較復雜。典型的蠕變應變速率與應力的關系如下[9]:creep1nA(5)式中:creep為蠕變應變速率,σ為應力,n為應力指數,A1為與材料特性和溫度有關的常數。如果考慮蠕變應變速率與溫度的關系,則方程(5)可以寫成[9]:creepcreep2exp()nQART(6)式中:creepQ為蠕變能,R為普適氣體常數,T為溫度,A2為與材料特性有關的常數。
選材的經濟性與許多因素有關,其中主要的是耐蝕性和格兩個方面。材料的耐蝕性能與材料的使用壽命直接相關,但并非壽命長的或者價格低的材料使用經濟。選材上應從工況環境、材料性能、材料及設備制造價格、設備操作工藝、維修、生產諸方面綜合考慮,正確選擇材料,以求獲得佳的經濟效果。由于哈氏合金C276不僅耐腐蝕性能*,而且較錯材造價便宜,所以本文就哈氏合金C276材料在高速泵上的應用進行了研究。下面介紹該材料的一些性能。
1、純鎳:N5、N02201、Ni201、2.4068、Ni99.0LC、N6、N7、N02200、Ni200、2.4066、Ni99.0 。
2、蒙乃爾(Monel):N04400、N05500、Monel K500、國標:67Ni30Cu。
3、因科洛伊合金:N08800、Incoloy800、N08810、Incoloy800H、N08811、Incoloy800HT、N08825、Incoloy825、N08020、N08028、N08031 、Alloy31、Alloy28合金、Alloy20合金、ZRJWXTG。
4、 因科奈爾合金:N07750、Inconel-X750合金、N07718、Inconel718合金、N06600、Inconel 600、N06601、Inconel601合金、N06690、Inconel690合金、Inconel600合金、N06600、N06625、Inconel625合金。
5、哈氏合金:Hastelloy B-2、Hastelloy B-3、Hastelloy C-276、Hastelloy C-22、Hastelloy C-2000、Hastelloy G-30。
在工業應用中有對焊鋼管、高頸鋼管、鋼管蓋、盲板、以及板式鋼管。制造業中不銹鋼鋼管的使用量較大,特種鎳鋼管可以提高機械強度,不銹鋼鋼管中含有80%的鎳,該合金鋼管斷裂強度大,可以用于制造發動機和燃氣渦輪機。精密鋼管的化學穩定性高,是重有色金屬中耐蝕性的金屬之一,對苛性堿的抗蝕能力強。純鎳鋼管在50%的沸騰苛性鈉溶液中鎳每年的腐蝕速度25um,20年內不會發生銹痕;
火力發電廠煙氣脫硫(FGD)系統中,鍋爐尾氣在經過清洗、除霧和換熱等環節后,終進入煙囪排煙;這其中,在煙道與吸收塔相接處(俗稱“人口煙道"),由于溫差大、機械振動和氣體流速快等原因,成為腐蝕為嚴重的部位。由于哈氏合金c276(以下簡稱C276)具有良好的耐腐蝕性和耐高溫性,因而被作為防腐貼襯材料廣泛應用在FGD吸收塔人口煙道處。現以該種材料在某電廠煙氣脫硫項目上的應用實踐為例,闡述C276的主要性能和焊接工藝。
個樣品采用精細軋制后電化學拋光的方法進行了表面處理,處理參數選用了前期工作[5]中的優值;另一個樣品由西門子公司提供,其表面處理為單面機械拋光。這兩個樣品進行了多次的AFM測量以表面形貌的定量信息,使用的AFM型號為NanoscopeIIIascanningprobemicroscope,工作在輕敲模式(tappingmode),AFM探針材料為硅,其的名義半徑小于10nm。掃描結果為256×256像素的正方形圖像,為了研究表面粗糙度與掃描尺度的關系,在本研究中AFM的掃描尺度使用了在1~70μm內的多個不同取值。
在海水中具有優異的抗均勻腐蝕、電化學腐蝕、局部侵蝕和氫脆的能力,海水對其疲勞強度的影響也極小。因此,Inconel686合金是理想的海洋環境應用材料,如海水中的緊固件。經冷加工強化后的屈服強度可高達150ksi(1000MPa),且具有與固溶狀態相同的耐蝕性能。Inconel686合金應用在化工過程、污染控制(煙氣脫硫)、造紙、和垃圾處理等腐蝕環境中。Inconel686的焊接材料是理想的鋼鐵表面堆焊耐蝕材料。
具有良好的物理性能和機械性能、耐蝕性能,在200-1090℃范圍內能耐介質的侵蝕,具有良好的高溫和低溫性能。同時鎳基高溫合金鋼管也是制造渦輪葉片、發動機和燃氣輪機等受熱部件的主要零部件材料,鎳基合金鋼管是一種未來發展的重要材料;
合金的物理性能-密度8.14t/m3。
-熔化溫度范圍1370-1400℃。
-比熱440j/Kg.℃。
-居里溫度<-196℃。
-抗拉強度850MPa。
合金的機械性能-屈服強度350MPa。
伸長率30%。
圖3是針對某醋酸裝置設計制造的,準備發往廠家的高速泵實物圖。過流部件均采用C276材料制造。泵殼采用C276的鑄件,葉輪和誘導輪采用焊接成型。該高速泵在某醋酸裝置上投人使用一年以來,運行穩定,流量和揚程沒有發生顯著降低,各過流圖2高速泵過流部件示意圖圖3高速泵實物圖部件未發生嚴重腐蝕。5結束語(l)高速泵應用在醋酸裝置中取代結構復雜的多級離心泵,利于維護檢修,保證裝置的穩定連續運行。
擴展位錯很寬,在高溫熱變形時,變形產生的位錯交滑移和刃位錯的攀移均較難進行,位錯從結點和位錯網中解脫出來,與異號位錯相互抵消,使得高頸鋼管中的位錯密度增加,材料變形的儲能變大,變形產生的軟化作用以動態再結晶為主。同時,隨著變形溫度升高,WN鋼管變形過程中,產生的熱震動能不斷增加,對材料的軟化作用不斷變強,因此,在同一應變速率條件下,流變應力隨變形溫度升高,且流變應力峰值,隨變形溫度升高,向應變量小的方向移動;
哈氏合金的AFM測量結果進行進一步地討論討論,特別是比較電化學拋光和機械拋光在不同尺度下的作用區別。此外,在AFM測量結束之后,的圖像都會進行flatten處理:該處理對每一條掃描線進行小二乘法多項式擬合,再從掃描線的原始數據中減去擬合結果,從而終的AFM圖像[18]。flatten處理將不需要的形貌去除,這些形貌一般是因為被測量樣品放置時出現的傾斜和彎曲導致的。在flatten處理之后,AFM圖像中的細節將會變得更加明顯,特別是一些分散的小尺度形貌。
在許多腐蝕環境中合金C和C-276的耐蝕性相似。在合金C-276的焊接熱影響區不存在連續的晶粒邊界偏析,因此不會產生嚴重的晶間腐蝕。C-276可以在焊態下使用,但在某些工藝條件下即使低碳低硅的C-276也對晶間腐蝕較,C-276并不具備足夠的熱穩定性,在650~1090℃溫度范圍內長時間時效后,也會在晶界析出碳化物或伴隨產生金屬間化合物μ相(Co2Mo6型),使抗晶間腐蝕性能下降。具有顯著的高溫穩定性,當置于650~1040℃*時效后,呈現良好的延展性和耐晶間腐蝕性能。