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耐腐蚀性能优异,哈氏合金在恶劣的环境下使用

时间:2021-11-11 02:24:14
  如果你需要选择卫生处理设备时,那么多可使用的不锈钢和特殊合金的价格可能会令人望而生畏。
 
  但是,由腐蚀引起的系统故障的成本也可能很高,而且在日常工作中,你不能看到系统内发生的事情来判断是否开始腐蚀。
 
  更为复杂的是,耐腐蚀是许多不锈钢和合金的主要卖点。腐蚀学是很复杂的,但是随着时间的推移,设备中的实际腐蚀性更加严重,因为它对于每一种情况都有很强的特殊性,而诸如污染物等不可预见因素的存在,则会产生很大的影响。
 
  本文将探讨哈氏合金,这类合金通常用于对设备要求较高的工艺,包括苛刻的化学制品,高温,以及需要不断清洗以确保产品纯度和防止污染。
 
  无论是食物和饮料,个人护理和清洁产品,还是药物,卫生处理都属于“苛刻”的范畴。这涉及到设备中所使用和制造的产品的化学特性,以及用于构造加工系统的材料的化学特性。
 
  商标名“哈氏合金”适用于20多种高性能合金,而这些合金的主要成分都是镍。
 
  很多产品对盐酸,硫酸,磷酸,醋酸和甲酸的腐蚀,以及氯的腐蚀具有很强的抵抗力,在卫生处理过程中经常发生。
 
 
  哈氏合金分为两类:
 
  镍钼(Ni-Mo)合金
 
  镍钼铬(Ni-Mo-Cr)合金
 
  首先让我们看一下铬在增强耐蚀性中的关键作用。
 
  铬提供关键的腐蚀保护
 
  包括304(18%Cr)和316(16%Cr,2%Mo)不锈钢在内的所有不锈钢,通常都含有至少10-11%的铬。所以不锈钢才叫“不锈钢”,原因就在这里。
 
  一般情况下,铬的加入量越大,耐腐蚀能力越强。虽然一般要加入其他元素(如钼)来加强对铬的保护,但铬是提供这种保护的关键。
 
  铬对抗腐蚀来说是至关重要的,因为铬在第一次投入使用时会与氧气发生反应,从而在加工设备的内表面形成非常薄和稳定的氧化铬涂层。
 
  当形成该保护层时,合金表面被称为“钝化”,因为它不太可能与通过处理设备的化学或电化学反应。
 
  处理器内容物与设备构造材料之间的化学和电化学反应也会导致腐蚀。
 
  钝化层本身不仅不反应,而且还充当处理器内部内容物与系统底层金属之间的屏障,从而防止腐蚀。钝化可以用强还原剂去除,该还原剂会破坏金属上的保护性氧化层。
 
  从名义上讲,C-276是16%的铬,C-22是22%的铬–差异很大。我们将在下面讨论这对它们各自的性能造成的实际差异。
 
  镍:强度和稳定性
 
  所产生的所有镍中,有超过三分之二用于制造不锈钢,而包括304(约8%的镍)和316(约10%的镍)在内的所有不锈钢中,约有四分之三都含有这种金属。镍具有可塑性,可焊接性和延展性。
 
  它还增加了以下方面的抵抗力:
 
  还原酸
 
  苛性溶液
 
  应力腐蚀开裂
 
  在某些条件下,包括氯化物的存在,保护性铬钝化层可能会发生化学反应并开始分解,使系统内部遭受局部腐蚀,尤其是点蚀和缝隙腐蚀。镍在启动该过程中没有作用,但是一旦开始就减慢了进程。它还允许将更多的铬掺入合金中,从而提高了耐腐蚀性。
 
  钼:提高合金品质的多功能性
 
  钼是高性能镍基合金中的关键合金元素,可分为两类:
 
  耐腐蚀合金
 
  需要承受高温条件的合金
 
  在卫生处理中,温度通常不会超过沸腾温度100°C,因此,耐温性并没有真正适用。耐腐蚀性是卫生处理所主要关注的质量。
 
  这些是钼的主要抗腐蚀优势:
 
  它可以抵抗非氧化条件(在主要腐蚀剂为氢离子而不是溶解氧的情况下还原性酸),包括在卫生过程中常见的盐酸和硫酸。
 
  钼不能在氧化环境中提供耐腐蚀性-实际上,它通常会导致较高的腐蚀速率。 因此,不建议将Mo含量高,Cr含量低或不含Cr的镍合金用于氧化酸或氧化剂含量较高的溶液(如氯)。
 
  在氧化环境中,它与铬结合以防止局部腐蚀,例如点蚀和缝隙腐蚀,特别是在存在氯化物和非氧化性酸的情况下。
 
  它显着增强了镍对还原剂(如草酸)的抵抗力。
 
  钨:
 
  钨的主要优点(提高了对氧化,氮化,渗碳,卤化和应力腐蚀开裂的抵抗力)适用于高于卫生处理温度的温度。在适用于卫生处理的温度下(通常在室温至沸点之间),它执行与钼相同的许多功能,包括支持冶金稳定性。