Quali leghe a base di nichel- sono preferite per le condizioni di lavoro fortemente corrosive nell'industria chimica?
1. Leghe della serie Hastelloy C - (soluzione - leghe di nichel rinforzate - molibdeno - leghe di cromo)
Vantaggi fondamentali: Queste leghe contengono elevati contenuti di Mo (15% - 16%) e Cr (15% - 22%), con una piccola quantità di W aggiunta. Presentano un'eccellente resistenza acorrosione per vaiolatura, corrosione interstiziale e corrosione intergranulare, in particolare per mezzi contenenti cloruro - e acidi misti ossidanti - riducenti (ad es. acido solforico + acido cloridrico, acido solforico + acido nitrico). Hastelloy C276 è conosciuta come la "lega universale resistente alla corrosione -" e può resistere alla corrosione del cloro umido, dell'ipoclorito e di vari acidi organici.
2. Leghe della serie Hastelloy B - (leghe di nichel - molibdeno)
Vantaggi fondamentali: li fornisce un contenuto elevato di Mo (26% - 28%).eccezionale resistenza agli acidi riducenti, in particolare l'acido cloridrico a tutte le concentrazioni e temperature (eccetto le impurità ossidanti come gli ioni ferrici e gli ioni rameici). Sono quasi immuni alla corrosione nell'acido cloridrico diluito e concentrato a temperatura ambiente o media.Limitazioni: Scarsa resistenza ai mezzi ossidanti; facilmente corrodibile in acido nitrico o acidi misti con ossidanti.
3. Inconel 625 (soluzione - lega rinforzata di nichel - cromo - niobio)
4. Monel 400 (lega di rame nichel -)
Riepilogo dei principi di selezione
Permezzi ossidanti - riducenti misti corrosivi: Dai la priorità a Hastelloy C276/C22.
Perambienti di acido riducente puro (acido cloridrico).: Selezionare Hastelloy B2/B3.
Peralta - temperatura + corrosione + condizioni integrate di stress meccanico: Scegli Inconel 625.
Peracido fluoridrico e mezzi alcalini: Monel 400 è la scelta ottimale.
Quali sono i requisiti per l'applicazione delle leghe a base di nichel - nei componenti dei reattori nucleari?
1. Requisiti di resistenza alla corrosione
Resistenza alla corrosione uniforme: Il tasso di corrosione nel liquido di raffreddamento del reattore deve essere inferiore a 0,01 mm/anno per garantire una durata di servizio a lungo termine ({1}} (solitamente più di 40 anni).
Resistenza alla corrosione localizzata: Deve avere un'eccellente resistenza alla corrosione per vaiolatura, alla corrosione interstiziale e alla tensocorrosione (SCC). La tensocorrosione causata da ioni cloruro e acqua ad alta temperatura/alta pressione è una delle principali modalità di guasto dei componenti del reattore, quindi leghe come Inconel 690 e Hastelloy X sono selezionate per il loro elevato contenuto di Cr (oltre il 20%) per formare una densa pellicola passiva.
Resistenza alla corrosione intergranulare: Evitare la sensibilizzazione della lega (la precipitazione di carburi ricchi di Cr - ai bordi dei grani porta all'impoverimento di Cr nelle aree adiacenti). Ad esempio, Inconel 690 ha un basso contenuto di carbonio (< 0.03%) and is stabilized with Ti/Nb to prevent intergranular corrosion.
2. Requisiti di prestazioni meccaniche ad alta - temperatura
Elevata resistenza alla trazione e allo snervamento: Alla temperatura operativa (300 - 650 gradi), il limite di snervamento deve essere mantenuto a più di 200 MPa per resistere alla pressione del refrigerante e allo stress strutturale.
Eccellente resistenza al creep: La deformazione da scorrimento è la principale forma di cedimento dei componenti sottoposti a stress da temperatura elevata - a lungo termine. Le leghe a base di nichel - (ad esempio Inconel 718, Waspaloy) si basano sulla precipitazione delle fasi ' e ' per inibire il movimento della dislocazione e la loro durata alla rottura per scorrimento viscoso a 600 gradi e 100 MPa dovrebbe essere superiore a 10.000 ore.
Buona resistenza alla fatica: I componenti del reattore sono soggetti a stress ciclico causato dall'avvio -, dall'arresto e dai cambiamenti di carico. La lega deve avere un'elevata resistenza alla fatica per evitare fessurazioni da fatica.
3. Requisiti di resistenza alle radiazioni
Resistenza all’infragilimento da radiazioni: La radiazione di neutroni causerà la formazione di difetti come posti vacanti e dislocazioni nel reticolo della lega, portando ad un aumento della durezza e ad una diminuzione della tenacità (infragilimento). La lega dovrebbe avere un basso contenuto di elementi impuri (come P, S) ed essere ottimizzata attraverso un trattamento termico per ridurre la sensibilità all'infragilimento da radiazioni.
La resistenza alle radiazioni - ha causato gonfiore: La radiazione neutronica a lungo termine - causerà lo spostamento atomico, portando all'espansione del volume della lega (rigonfiamento). Per i componenti del reattore a neutroni veloci, il tasso di rigonfiamento della lega con una fluenza neutronica di 10²² n/cm² dovrebbe essere inferiore al 5% per garantire l'integrità strutturale.
4. Requisiti di prestazione e affidabilità del processo
Saldabilità: La maggior parte dei componenti del reattore sono assemblati mediante saldatura. La lega deve avere una buona saldabilità e il giunto saldato deve avere la stessa resistenza alla corrosione e prestazioni meccaniche del metallo base. Ad esempio, l'Inconel 690 è ampiamente utilizzato come tubi dei generatori di vapore grazie alla sua eccellente saldabilità e all'assenza di trattamento termico post - saldatura.
Stabilità della composizione chimica: controllare rigorosamente il contenuto di oligoelementi (ad esempio B, Cd, che sono assorbitori di neutroni) per evitare di influenzare la distribuzione del flusso di neutroni nel nocciolo del reattore. Il contenuto di elementi nocivi (come Pb, Bi) dovrebbe essere inferiore a 10 ppm per prevenire la corrosione a caldo.
