Quins aliatges basats en níquel-es prefereixen per a condicions de treball fortament corrosives a la indústria química?

1. Aliatges de la sèrie Hastelloy C - (solució - aliatges de níquel reforçat - molibdè - crom)

Avantatges bàsics: Aquests aliatges contenen alts continguts de Mo (15% - 16%) i Cr (15% - 22%), amb una petita quantitat de W afegit. Presenten una excel·lent resistència acorrosió per picadura, corrosió per escletxes i corrosió intergranular, especialment per a medis que contenen clorur - i àcids barrejats oxidants - reductors (p. ex., àcid sulfúric + àcid clorhídric, àcid sulfúric + àcid nítric). Hastelloy C276 es coneix com l'"aliatge resistent a la corrosió - universal" i pot resistir la corrosió per clor humit, hipoclorit i diversos àcids orgànics.

2. Aliatges de la sèrie Hastelloy B - (aliatges de níquel - molibdè)

Avantatges bàsics: El contingut de Mo alt (26% - 28%) els dónaexcel·lent resistència als àcids reductors, especialment àcid clorhídric de totes les concentracions i temperatures (excepte les impureses oxidants com els ions fèrrics i els cúprics). Són gairebé immunes a la corrosió en àcid clorhídric diluït i concentrat a temperatura ambient a temperatures mitjanes.Limitacions: Poca resistència als mitjans oxidants; es corroeix fàcilment en àcid nítric o àcids barrejats amb oxidants.

3. Inconel 625 (solució - níquel reforçat - crom - aliatge de niobi)

4. Monel 400 (aliatge de níquel - de coure)

Resum del principi de selecció

Peroxidant - reduint medis corrosius barrejats: Prioritzar Hastelloy C276/C22.

Perambients d'àcid reductor pur (àcid clorhídric).: Seleccioneu Hastelloy B2/B3.

Percondicions integrades de temperatura - alta + corrosiu + tensió mecànica: Trieu Inconel 625.

Peràcid fluorhídric i medis alcalins: Monel 400 és l'opció òptima.

Quins són els requisits per a l'aplicació d'aliatges basats en níquel - en components del reactor nuclear?

1. Requisits de resistència a la corrosió

Resistència a la corrosió uniforme: la taxa de corrosió del refrigerant del reactor ha de ser inferior a 0,01 mm/any per garantir una vida útil a llarg termini - (normalment més de 40 anys).

Resistència a la corrosió localitzada: Ha de tenir una excel·lent resistència a la corrosió per picadura, corrosió per esquerdes i esquerdes per corrosió per estrès (SCC). El trencament per corrosió per estrès causat per ions clorur i aigua a alta temperatura/alta pressió és un mode de fallada important dels components del reactor, de manera que els aliatges com Inconel 690 i Hastelloy X es seleccionen pel seu alt contingut de Cr (més del 20%) per formar una pel·lícula passiva densa.

Resistència a la corrosió intergranular: Eviteu la sensibilització de l'aliatge (la precipitació de carburs rics en Cr - als límits del gra condueix a l'esgotament de Cr a les zones adjacents). Per exemple, Inconel 690 té un baix contingut de carboni (< 0.03%) and is stabilized with Ti/Nb to prevent intergranular corrosion.

2. Requisits de rendiment mecànic d'alta - temperatura

Alta resistència a la tracció i resistència a la fluència: A la temperatura de funcionament (300 - 650 graus), la força elàstica s'ha de mantenir a més de 200 MPa per resistir la pressió del refrigerant i la tensió estructural.

Excel·lent resistència a la fluència: la deformació per fluència és la forma principal de fallada dels components sota una tensió de temperatura elevada - a llarg termini -. Els aliatges basats en níquel - (p. ex., Inconel 718, Waspaloy) es basen en la precipitació de les fases ' i '' per inhibir el moviment de dislocació, i la seva vida de ruptura per fluència a 600 graus i 100 MPa hauria de ser superior a 10.000 hores.

Bona resistència a la fatiga: els components del reactor estan subjectes a una tensió cíclica causada per l'inici -, l'aturada i els canvis de càrrega. L'aliatge ha de tenir una alta resistència a la fatiga per evitar esquerdes per fatiga.

3. Requisits de resistència a la radiació

Resistència a la fragilitat per radiació: La radiació de neutrons provocarà la formació de defectes com vacants i dislocacions a la xarxa d'aliatge, provocant un augment de la duresa i una disminució de la tenacitat (fragilització). L'aliatge ha de tenir un baix contingut d'elements d'impureses (com P, S) i s'ha d'optimitzar mitjançant un tractament tèrmic per reduir la sensibilitat a la fragilitat per radiació.

Resistència a la radiació - inflor induïda: la radiació de neutrons a - a llarg termini provocarà un desplaçament atòmic, que conduirà a l'expansió de volum de l'aliatge (inflació). Per als components del reactor de neutrons ràpids, la taxa d'inflament de l'aliatge a una fluència de neutrons de 10²² n/cm² hauria de ser inferior al 5% per garantir la integritat estructural.

4. Requisits de rendiment i fiabilitat del procés

Soldabilitat: La majoria dels components del reactor es munten mitjançant soldadura. L'aliatge ha de tenir una bona soldabilitat i la junta de soldadura ha de tenir la mateixa resistència a la corrosió i rendiment mecànic que el metall base. Per exemple, l'Inconel 690 s'utilitza àmpliament com a tubs generadors de vapor a causa de la seva excel·lent soldabilitat i sense tractament tèrmic posterior a la soldadura -.

Estabilitat de la composició química: Controlar estrictament el contingut dels oligoelements (per exemple, B, Cd, que són absorbents de neutrons) per evitar afectar la distribució del flux de neutrons al nucli del reactor. El contingut d'elements nocius (com ara Pb, Bi) ha de ser inferior a 10 ppm per evitar la corrosió calenta.