Карактеристике отпорности на корозију и примена најчешће коришћених специјалних металних материјала
1. Титанијум и легуре титанијума
Производња титанијумских легура у Кини је у основи синхронизована са иностранством, али њена промоција и примена заостаје, посебно за цивилну употребу. Истовремено, због несређене конкуренције међу страним шверцованим титанијумским материјалима и неким компанијама за прераду опреме последњих година, неке компаније без производних капацитета и нека мала и средња градска предузећа су користила лошије материјале или лошу робу, што је такође пореметило тржиште опреме од титанијума у одређеној мери. Због тога произвођачи опреме говоре о промени боје „титанијума“. Стога ова ситуација такође игра одређену улогу у ометању развоја кинеске индустрије опреме за титанијум. Мора привући пажњу релевантних руководећих одељења и такође треба да служи као упозорење за друге посебне материјале који се развијају. .
Уобичајени типови титанијума (са националним стандардима материјала)
1. Карактеристике отпорности на корозију титанијума
Титанијум је метал са јаком тенденцијом пасивизације. Може брзо да формира стабилан оксидативни заштитни филм у ваздуху иу оксидационим или неутралним воденим растворима. Чак и ако је филм из неког разлога оштећен, може се брзо и аутоматски опоравити. Због тога титанијум има одличну отпорност на корозију у оксидирајућим и неутралним медијима.
Због великог учинка пасивизације титанијума, у многим случајевима, када је у контакту са различитим металима, он не убрзава корозију, али може убрзати корозију различитих метала. На пример, у неоксидирајућим киселинама ниске концентрације, ако се легура Пб, Сн, Цу или Монел доведе у контакт са титанијумом да би се формирао галвански пар, корозија ових материјала ће се убрзати, док титанијум неће бити погођен. У хлороводоничкој киселини, када титан дође у контакт са челиком са ниским садржајем угљеника, на површини титанијума се ствара нови водоник, који уништава филм титанијум оксида, што не само да узрокује крхкост титанијума водоником, већ и убрзава корозију титанијума. То може бити зато што је титанијум веома отпоран на водоник. због активности.
Садржај гвожђа у титанијуму утиче на отпорност на корозију у неким медијима. Поред сировина, разлог за повећање гвожђа је често и то што контаминирано гвожђе продире у зрно шава током заваривања, што доводи до повећања локалног садржаја гвожђа у зрну шава. Ова корозија има неуједначену природу. Када се гвоздени делови користе за подршку опреме од титанијума, контаминација гвожђем на контактној површини гвожђе-титан је скоро неизбежна. Корозија се убрзава у подручју загађеном гвожђем, посебно у присуству водоника. Када се филм титанијум оксида на контаминираној површини механички оштети, водоник продире у метал. У зависности од услова као што су температура и притисак, водоник дифундује у складу са тим, што узрокује различите степене водоничне кртости у титанијуму. Стога, када се титанијум користи у системима средње температуре и средњег притиска и који садрже водоник, мора се избегавати површинска контаминација гвожђем.
У нормалним околностима, титанијум не трпи точку корозије.
Титанијум такође нуди стабилност замора од корозије.
Титанијум има добру отпорност на корозију у пукотинама, посебно легуре Ти-0.3Мо-0.8Ни и Ти-0.2Пд. Због тога се легуре Ти-0.3Мо-0.8Ни и Ти-0.2Пд широко користе као материјали за заптивне површине за опрему контејнера за решавање проблема корозије пукотина на површини заптивања опреме.
2. Примена титанијумских материјала
Због своје одличне отпорности на корозију, титанијумски материјали се широко користе у нафтној, хемијској индустрији, производњи соли, фармацији, металургији, електроници, ваздухопловству, ваздухопловству, поморству и другим сродним областима.
Титанијум има одличну отпорност на корозију за већину раствора соли. На пример, титанијум је отпорнији на корозију од челика са високим садржајем хрома никла у растворима хлорида и нема корозију у облику тачкице. Међутим, стопа корозије је већа у алуминијум трихлориду, што је повезано са производњом концентроване хлороводоничне киселине након хидролизе алуминијум трихлорида. Титанијум такође има добру стабилност на врући натријум хлорит и различите концентрације хипохлорита. Због тога се титанијумски материјали широко користе у производњи вакуумске соли и индустрији праха за бељење.
Титанијум има добру отпорност на корозију према већини алкалних раствора. Титан је релативно стабилан у растворима натријум хидроксида и калијум хидроксида са концентрацијама мањим од 50%. Ако алкални раствор садржи хлоридне јоне или хлориде, његова отпорност на корозију чак премашује отпорност никла и цирконијума. Међутим, како се температура и концентрација повећавају, корозија ће се повећати. Хлор-алкална индустрија је сада највеће поље домаће примене титанијума у цивилном сектору.
Титанијум није отпоран на корозију у сувом хлору и представља ризик од пожара, али има високу стабилност у влажном хлору, већу од цирконијума, Хастеллои Ц и Монела, па чак и у сумпорној киселини, хлороводоничкој киселини и засићеном хлору. Такође је стабилан у медијима као што је хлорид, тако да је титанијум први избор материјала за кључну опрему у производњи титан диоксида методом сумпорне киселине.
Пошто титанијум има добру отпорност на корозију у угљоводоницима, такође је добар чак и када садржи киселине и нечистоће хлорида. Стога се титанијумски материјали такође широко користе у органским хемикалијама, као што су ПТА (пречишћена терефтална киселина), ПВА (винилон) итд.
Титанијум има одличну отпорност на корозију у морској води, тако да се титанијум такође широко користи у морским пољима као што су платформе за бушење нафте на мору и десалинизација морске воде.
2. Никл и легуре на бази никла
1. Статус домаће производње никла и легура на бази никла
Домаћи индустријски чисти никл може се производити сам, али неке легуре на бази никла се углавном ослањају на увоз.
Врсте никла и легура на бази никла (неке имају националне стандарде материјала)
Обично коришћени модели никла и легура на бази никла укључују: чисти никл Н6; Монел 400; Хастеллои Б, Хастеллои Б-2; Хастеллои Ц-276 итд.
2. Отпорност на корозију никла и легура на бази никла
Никл има већу тенденцију да пређе у пасивно стање. На нормалним температурама, површина никла је прекривена оксидним филмом, што га чини отпорним на корозију у води и многим воденим растворима соли.
Никл је прилично стабилан на собној температури у неоксидирајућим разблаженим киселинама, као нпр<15% hydrochloric acid, <17% sulfuric acid and many organic acids. However, when adding oxidants (FeCl2, CuCl2, HgCl2, AgNO3 and hypochlorite) and ventilation, the corrosion rate of nickel increases significantly.
Никл је потпуно стабилан у свим алкалним растворима, било да су високе температуре или растопљени алкали. Ово је изузетна карактеристика никла.
Легура монела је отпорнија на корозију од никла у редукционим медијима и отпорнија на корозију од бакра у оксидационим медијима. Отпорнији је на корозију од никла и бакра у фосфорној киселини, сумпорној киселини, хлороводоничкој киселини, растворима соли и органским киселинама.
У било којој концентрацији флуороводоничне киселине, легура Монел је веома отпорна на корозију када кисеоник не улази много. Међутим, када у раствору има аерације и оксиданата, или када у раствору има штетних нечистоћа као што су соли гвожђа и соли бакра, његова отпорност на флуороводоничну киселину се смањује. Међу металним материјалима, поред платине и сребра, један је од најбољих материјала отпорних на корозију флуороводоничне киселине.
Веома је отпоран на корозију у каустичним алкалним растворима, али када је концентрација натријум хидроксида веома висока, иако је отпорност на корозију легуре Монел гора од оне никла, она је и даље отпорнија на алкалије од других металних материјала.
Легура монела је склона пуцању од корозије под напоном и најбоље се користи након жарења на 530-650 степену да би се елиминисало напрезање.
Често коришћене легуре Хастеллои су Хастеллои Б (Б-2, Б-3) и Хастеллои Ц-276. Имају високу отпорност на корозију у неоксидирајућим неорганским киселинама и органским киселинама, као што је отпорност на 70 степени разблажену сумпорну киселину, отпорну на све концентрације хлороводоничне киселине, фосфорне киселине, сирћетне киселине и мравље киселине, посебно вруће концентроване хлороводоничне киселине.
Хастеллои је стабилан у каустичним и алкалним растворима и потпуно стабилан у органским медијима, морској и слаткој води.
Три бела бакра (Б10, Б30)
Купроникл је легура бакра и никла. Купроникл се може производити у земљи и углавном га производи Луоианг Цоппер.
Отпорност на корозију белог бакра је у основи слична оној код чистог бакра. Тешка корозија ће се појавити у неорганским киселинама, посебно у азотној киселини. Међутим, флуороводонична киселина са концентрацијом од<70% is corrosion-resistant in the absence of oxygen and below the boiling point. White copper does not corrode greatly in organic acids, and the corrosion rate is very small in alkaline solutions and organic compounds.
У процесу каустичне соде или у дијафрагмској електролитичкој каустичној соди, Б30 (70-30 легура бакра и никла може се користити за замену чистог никла за производњу опреме за испаривач филма, посебно дела филма који пада. Не само да може побољшати услугу животни век, али и уштеде 70% никла.Б10 (91-9 легура бакра и никла) такође може да замени чисти никл за производњу цеви за испаравање, комора за испаравање и друге опреме испаривача са подижућим филмом.
Бели бакар има високу отпорност на корозију у морској води, тако да измењивачи топлоте хлађени морском водом често користе бели бакар Б10 и Б30.
Четири цирконијумска материјала
Уобичајени разреди цирконијума и легура цирконијума укључују: ненуклеарни цирконијум Р60702, Р60703, Р60704, Р60705 и Р60706.
Иако Кина нема спецификације за контејнере од цирконијума и легура цирконијума, била је у могућности да производи цирконијумске материјале за нуклеарну и ненуклеарну употребу.
Цирконијум има бољу отпорност на корозију од нерђајућег челика, легура на бази никла и титанијума. Његова механичка својства и процесна својства су такође веома погодна за производњу контејнера и измењивача топлоте. Међутим, због високе цене, у прошлости се ретко користио. Међутим, са развојем домаће хемијске индустрије, многа високо корозивна опрема све више користи цирконијумске материјале, што у великој мери побољшава животни век и поузданост опреме и постиже боље економске користи. Тренутно, технологија од производње цирконијумских материјала до пројектовања, производње и инспекције опреме постаје све зрелија, пружајући основу за широку примену контејнера од цирконијума.
5. Материјали тантала (Та1, Та2, ТаНб3, ТаНБ20)
Тантал има високу хемијску стабилност и веома је отпоран на хемијску корозију и атмосферску корозију испод 150 степени. Отпоран је на корозију чак иу загађеној индустријској атмосфери.
Тантал је отпоран на хлороводоничну киселину и азотну киселину било које концентрације на температури кључања, као и на мешану киселину која се састоји од димеће азотне киселине и димеће сумпорне киселине од собне температуре до 150 степени. Осим флуороводоничне киселине, димећег сумпор триоксида и високотемпературне концентроване сумпорне киселине и концентроване фосфорне киселине, тантал је стабилан на друге киселине.
Тантал има високу стабилност у киселим и алкалним медијима испод 200 степени, чак и већу од злата и платине.
Тантал има слабу отпорност на корозију у концентрованим алкалним растворима. Није отпоран на калијум јодид и растворе који садрже јоне флуора.
Корозија тантала је једнолична и свеобухватна корозија, неосетљива на посекотине и не изазива локализоване типове корозије као што су замор од корозије и корозионо пуцање. Ова карактеристика тантала може се користити као материјали за облагање и облоге.
6. Други специјални метални материјали
1. Дуплекс челик
Двоструки нерђајући челик ниског квалитета (тип 2304)
Стандардни дуплекс од нерђајућег челика (тип 2205)
Супер дуплекс од нерђајућег челика (тип 2507)
За феритно-аустенитни дуплекс нерђајући челик, има карактеристике и феритног и аустенитног челика. Присуство аустенита смањује ломљивост феритног челика са високим садржајем хрома, спречава тенденцију раста зрна и побољшава жилавост и заварљивост феритног челика. Присуство ферита побољшава границу течења Цр-Ни аустенитног челика, а истовремено чини челик отпорним на корозију под напоном и има малу склоност ка пуцању врућим током заваривања. Овај тип челика садржи висок ниво легираних елемената отпорних на корозију као што су Цр, Ни, Цу и Мо. Иако двофазна структура може лако изазвати корозију микробатерије, ако садржај легуре достигне одређену вредност, обе фазе могу бити пасивизирана у медијуму, а двофазна селективна корозија неће доћи. Има добру отпорност на равномерну корозију и корозију. .
Данас се дуплекс нерђајући челици користе у разним применама, не само у хемијским, петрохемијским и фармацеутским апликацијама, већ иу целулози и папиру, храни и пићима и грађевинарству, зградама и структурама.
Али најважнија примена дуплекс нерђајућег челика је у реакторима и другој индустријској опреми у хемијској индустрији, индустрији ђубрива, петрохемији, енергетици и индустрији целулозе и папира. У већини примена, дуплекс нерђајући челици се сматрају исплативим алтернативним материјалом, попуњавајући јаз између уобичајених аустенитних челика као што су 316Л и више легуре.
Иако се генерално верује да се дуплекс легуре користе због њихове отпорности на корозију хемијским производима, ово је најважније у медијумима са растворима топле воде где аустенитни нерђајући челици немају довољну отпорност на питинг корозију и пуцање корозијом под напоном.
2. АЛ-6КСН
АЛ-6КСН легура је супер аустенитни нерђајући челик који је открила компанија Аллегхени Лудлум у Сједињеним Државама. Има већу отпорност на корозију удубљења, корозију у пукотинама и корозију у пукотинама на хлоридне јоне од стандардне легуре серије 300, и отпорнија је на корозију од традиционалних легура на бази никла. Цена легуре је ниска.
Код нерђајућег челика, Цр, Мо, Ни и Ц имају отпорност на корозију на различите медије. Цр је представник отпорности на корозију у природним и оксидационим срединама. Повећање садржаја Цр, Мо и Ни повећава отпорност на точку корозију. Никл обезбеђује аустенитну структуру. Никл и молибден повећавају корозиону способност и отпорност на хлоридне јоне. Смањите отпорност околине на корозију.
Легура са високим садржајем никла (24%)-молибдена (6,3%) АЛ-6КСН има добру отпорност на корозију под притиском. Молибден има способност да се одупре корозији хлоридних јона. Никл додатно повећава отпорност на корозију на тому и може да обезбеди већу чврстоћу од 300 аустенитног нерђајућег челика, тако да се често користи у тањим деловима опреме. Виши нивои хрома, молибдена и никла у АЛ-6КСН такође обезбеђују отпорност на корозију приликом формирања и заваривања нерђајућег челика.
Висок садржај хрома, молибдена, никла и азота чини да АЛ-6КСН има добру отпорност на корозију хлоридних јона и корозију у пукотинама, због чега се АЛ-6КСН користи у многим окружењима, као што су храна, морска вода или друге хемикалије окружења.
7. Метални композитни материјали
Иако специјални метални материјали имају сопствену добру отпорност на корозију, они су и релативно скупи, што је један од разлога зашто неки од њих не могу да се промовишу у великим размерама. Међутим, технологија металних композита је промовисала ове посебне металне материјале с друге стране. Апликације.
Метални композитни материјали су нови метални материјали који се састоје од неколико компоненти метала или легура као што су а, б и ц кроз различите технике обраде. Сваки интерфејс формира скуп металних веза и има исте или боље перформансе као оригинални појединачни метални материјал. . Није ни а ни б (или ц). Комбинује предности саставних компоненти и превазилази недостатке перформанси појединачних компоненти. Не само да оптимизује дизајн материјала, већ и отелотворује принцип рационалне употребе материјала. То је један од актуелних праваца развоја науке о материјалима и инжењерства.
Методе компаундирања обухватају: мешање у експлозији, мешање експлозивно котрљајуће и мешање на ваљање. Данас већина домаћих метода користи мешање експлозива.
Сорте композитних материјала укључују: композитне плоче (двослојне, трослојне), композитне шипке и композитне цеви.
предност:
Разумна комбинација и однос својстава материјала за облагање и основних материјала;
Одредите однос дебљине два материјала по потреби;
Уштедите племените и ретке метале и смањите трошкове опреме;
Смањите дебљину конструкције или повећајте напрезање конструкције.
Тренутно, земља има релевантне националне стандарде за композитне материјале, као што су ГБ8547-87 „Композитна плоча од титанијума и челика“, ГБ8546-87 „Композитна плоча од титанијума и нерђајућег челика“, ЈБ4733-94 „Експлозивна композитна челична плоча од нерђајућег челика за посуде под притиском“ итд.
Да сумирамо, пошто специјални метални материјали имају добру отпорност на корозију и перформансе машинске обраде, они могу у великој мери задовољити потребе за отпорношћу на корозију производне опреме произвођача и побољшати ниво отпорности опреме на корозију. Последњих година њихова промоција и примена у Кини постижу одређене резултате. Међутим, са брзим развојем кинеске привреде, посебно постепеним формирањем обрасца глобалне економске интеграције и приступањем Кине СТО, постоји огроман простор за развој домаћих специјалних металних материјала (укључујући улазак на међународно тржиште), али то захтева релевантна национална одељења за управљање индустријом. Развити неопходне стандарде и сродне политике и прописе за промовисање развоја целе индустрије.
