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哈氏合金:解决有害垃圾处理设备腐蚀问题的选择-低温腐蚀部分

发布时间:2021-01-07   点击次数:339次

镍基合金已经被广泛用于火电厂的尾气清洗系统和各种垃圾(包括医疗垃圾,生活垃圾,工业垃圾和混合垃圾)焚烧的清洗系统当中。本文着重讨论了几个哈氏合金在环保系统中的应用实例,还包括了一些实地测试的数据来表明各种合金在实际情况下的腐蚀率。

 

合金被*认为是好的抗腐蚀合金。这些合金被用于化工工业,金属酸洗设备,烟气脱硫系统,电子生产,核工业和各种有害垃圾处理产生的苛刻环境中。这些工业都需要关键设备具有高的抗腐蚀性能来保证稳定性,安全性,以及减少维护费用。

焚烧生活,工业,医疗以及混合(如,低放射性+有害)垃圾很快成为一种标准处理模式。该系统中高温部分和低温部分的环境都相当苛刻。大多数垃圾燃烧的时候,尤其是生活垃圾和医疗垃圾,会产生氯化物和氟化物浓度很高的尾气,这是由于垃圾中含有大量的塑料。这些化合物在经过冲洗之后,一般会在冷却和清洗的部位形成盐酸和qing 氟酸,有些时候它们同样会在这些设备的下游产生。在清洗器中还会产生的其他强腐蚀的酸,如硝酸,硫酸和各种有机酸,它们的产生基于焚烧不同的垃圾。

 

在这些设备中产生如此复杂的腐蚀环境,就需要适应性相当强的合金材料来制作关键设备,降低过早报废的风险。在Ni-Cr-Mo-W合金中,哈氏合金 C系是早的一个合金。它的出现要追溯到二十世纪三十年代。到目前为止,已经发明了相当多的C-系列合金(包括哈氏合金C-276, C-22, 和C-2000等),这些合金的发明都是基于冶金技术的进步和对腐蚀介质的理解。本文将介绍新型的C系列合金,如哈氏合金C-22。因为它本身对各种腐蚀介质都有优异的抵抗能力,C-22合金迅速成为腐蚀严重的清洗器的优选材料。同时,当环境的氧化性很强,卤素离子较少的时候,哈氏合金G-30就成为性价比非常高的高性能抗腐蚀合金了。

 

哈氏合金C-22的腐蚀性能

C-22合金中已经将铬钼钨等合金元素加到临界状态。其中钼和钨是用来增强合金在还原性环境(如盐酸和稀硫酸)中的抗均匀腐蚀能力的。元素铬的作用正好相反,它有益于氧化性环境的抗腐蚀能力。C-22达到了在氧化和还原环境下比大多数镍基合金都好的抗腐蚀能力,

另外,22Cr-13Mo-3W-3Fe(哈氏合金C-22)的成分有着比16Cr-16Mo-4W-5Fe(哈氏合金C-276)更好的热稳定性,C-276合金在928℃进行2分钟的时效就会导致在腐蚀试验中发生晶间腐蚀,而哈氏合金C-22产生同样的结果则需要在同样温度下时效15分钟。改善热稳定性的重要性在于焊接热影响区的抗腐蚀能力要比其他镍基合金都要好。这种焊接区域抗腐蚀性的改善同样也表现在和不锈钢进行异行材焊接的时候。

 

对于由卤素离子引起的局部腐蚀,如点蚀和缝隙腐蚀,哈氏合金C-22的抵抗能力比其他镍基合金都要好。表列出了几种镍基钴基和铁基合金在一种高氯溶液(黄色死亡液)中的临界点蚀温度。这个测试环境含有24300ppm的氯化物PH值为2。溶液温度每升高5℃为一个级别测试24小时后发生点蚀的低温度。当然,临界点蚀温度越高说明该合金的抵抗点蚀的能力越强。

因为在各种环境下的出色表现,哈氏合金C-22/UNS N06022迅速成为尾气清洗部件的优选材料。

哈氏合金 G–30的腐蚀性能

G-30合金是一种高铬合金,铬的公称含量达到30%。因此它能在强氧化性酸的介质中提供好的抗腐蚀性在含有低到中等含量氯离子的环境中,G-30合金也具有比一些奥氏体不锈钢和20合金更好的抗腐蚀性。由于该合金公称铁含量为15%,中等的Mo+W含量,在腐蚀条件不那么苛刻的情况下,G-30合金较C系列合金更为经济,可以提供高成本效率的耐腐蚀性。除了以下所列举的实例以外,G-30合金还成功的运用于金属电镀的酸回收系统,FGD清洗处理的硫酸回收系统和旋转炉中活性炭的再生使用。

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