耐(nai)蚀(shi)阀门(men)用(yong)蒙(meng)乃尔(er)Monel合金

蒙乃(nai)尔Monel合(he)金材质(zhi)的阀(fa)门是用于腐(fu)蚀(shi)性(xing)很强的流体设(she)备(bei)控(kong)制中(zhong)，该(gai)材(cai)料(liao)是什么特(te)点(dian)特性及应用呢(ne)，该文(wen)中(zhong)详(xiang)细(xi)介(jie)绍。

现(xian)行(xing)的(de)Monel合(he)金(jin)美(mei)国技(ji)术标准(zhun)有 ASTM、SAE、AMS (美(mei)国(guo)航空材(cai)料标(biao)准学(xue)会(hui))、MII (美国(guo)国(guo)防部(bu)标准(zhun))、ANSI、ASME及(ji)百度 (美国联邦标准(zhun))等(deng)。对于同一牌号的(de)Monel合金，采(cai)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)技术(shu)规范(fan)体(ti)系，不(bu)仅牌(pai)号(hao)的表(biao)示(shi)方法不同(tong)，而且(qie)其(qi)规(gui)范(fan)的(de)编(bian)号和(he)内(nei)容(rong)也不(bu)完全相(xiang)同。

Monel蒙乃(nai)尔合金为(wei)Ni-Cu固(gu)溶体(ti)，其中(zhong)Cu是(shi)作为在Ni中(zhong)加入了非氧化(hua)性(xing)的抗(kang)蚀剂(ji)，改善(shan)了(le)镍合金(jin)的(de)耐(nai)蚀(shi)性，并(bing)起强化合金(jin)的(de)作(zuo)用。其内(nei)加(jia)入(ru)C，可改(gai)善(shan)合(he)金的(de)铸(zhu)造性能，但(dan)在常温时合(he)金中(zhong)仅(jin)能(neng)溶解(jie)0.15％的C，过(guo)剩(sheng)的C将以(yi)石墨相(xiang)析出(chu)。加入(ru)1.5％～3.5％Fe，也可改(gai)善(shan)合(he)金(jin)的(de)铸造(zao)性(xing)能。加(jia)入Mn和Si可以(yi)改善(shan)合(he)金的(de)机(ji)械(xie)性能(neng)，特别是Si的含量(liang)对Monel蒙(meng)乃(nai)尔合(he)金(jin)的(de)机(ji)械(xie)性能和物(wu)理性(xing)能(neng)有(you)重要的(de)影(ying)响。

图(tu)为(wei)沃(wo)德(de)阀(fa)门(men)公司(si)研(yan)制(zhi)的蒙乃(nai)尔阀门(men)

Monel合金(jin)有(you)铸造(zao)合金(jin)和变(bian)形(xing)合金(轧材)两大(da)类(lei)。

美国(guo)的(de)变(bian)形(xing)Monel合金有(you)10种之多(duo)。如 Monel400、MonelC、 Monel403、 Monel404、Monel R405、Monel406、Monel411、MonelK500、Monel501和Monel502等。因Monel 在不(bu)同(tong)的美(mei)国标(biao)准(zhun)体系(xi)中(zhong)有(you)各(ge)自(zi)的(de)表(biao)示(shi)方(fang)法(fa)，在(zai)美(mei)国 的(de)UNS中(zhong)，镍(nie)合金有5种(zhong)牌(pai)号的变(bian)形Monel 合金，有固溶强(qiang)化(hua)型(xing)的(de)NO4404 (Monel400)、NO4404 (Monel404) 和(he)NO4405 (MonelR- 405)，及(ji)沉淀硬(ying)化(hua)型(xing)的(de)NO5500 (MonelK500)和(he)NO5502 (Mone1502)等(deng)(表1) 引。其(qi)中(zhong)用(yong)于制(zhi)造耐蚀阀(fa)门(men)常用的(de)变(bian)形(xing)Monel合(he)金是 Monel400和MonelK500这2种牌号(hao)。

用于制造(zao)精炼(lian)的Monel合(he)金泵(beng)、阀门和(he)配件(jian)。而(er)含Si量高的(de)B级(3.5％Si)Monel合(he)金(jin)，因强(qiang)度高(gao)，既耐腐蚀又(you)耐磨(mo)损，因此(ci)主要用于(yu)制(zhi)造要(yao)求抗(kang)磨性好的轴和耐(nai)磨(mo)环(huan)。D 级(ji)(4.0％Si)Monel合金(jin)用(yong)于制(zhi)造(zao)要(yao)求(qiu)耐磨 性更高及(ji)更(geng)耐(nai)腐(fu)蚀(shi)的(de)部件(jian)。

Monel合金阀门(men)有整(zheng)体和内件(jian)两(liang)大(da)类型。

整(zheng)体Monel合(he)金(jin)阀门是指阀门(men)的壳体(ti)和内件(jian)均(jun)为Monel，其主要用(yong)在(zai)炼油厂(chang)烷基化装(zhuang)置中的(de) HF酸再(zai)生塔部分。由(you)于(yu)HF酸再(zai)生(sheng)温(wen)度(du)高 (149℃ )和(he)含水率(lv)高的原(yuan)因，需要(yao)使用整(zheng)体(ti)蒙(meng)乃尔(er)Monel合(he)金阀(fa)门(men)，此(ci)外整(zheng)体Monel蒙(meng)乃尔合(he)金(jin)阀门(men)还用(yong)于炼(lian)油(you)厂(chang)催(cui)化剂的(de)无灰(hui)添(tian)加(jia)剂(ji)的生产(chan)和氯碱厂高浓度(du)氯(lv)碱液(ye)系统(tong)等(deng)工况中。

Monel合金内件(jian)阀(fa)门系(xi)指阀(fa)门(men)的壳体材质为(wei)碳钢(gang)或(huo)不(bu)锈(xiu)钢，而(er)阀(fa)门的内(nei)件材(cai)质为Monel合(he)金。以(yi)碳(tan)钢为(wei)壳(ke)体的(de)Monel合(he)金阀门主要用(yong)于炼(lian)油厂烷(wan)基(ji)化(hua)装(zhuang)置(zhi)HF酸(suan)系统(tong)的(de)低(di)温区(qu)域(yu)，其利(li)用(yong)碳钢对(dui)低(di)温(wen)(≤71℃ )的(de)无水氢氟(fu)酸(suan) (HF)有较好(hao)的(de)抗腐蚀(shi)性(xing)能，但(dan)碳(tan)钢长(zhang)期(qi)在(zai)该工(gong)况(kuang)使(shi)用(yong)时(shi)会(hui)在(zai)其(qi)表(biao)面因(yin)腐(fu)蚀而(er)形(xing)成(cheng)薄(bao)膜，若(ruo)在阀(fa)门密封部(bu)位(wei)用(yong)碳(tan)钢，腐(fu)蚀(shi)后(hou)形(xing)成(cheng)的薄(bao)膜(mo)将影响(xiang)阀(fa)门(men)的(de)密封(feng)性能。

碳钢(gang)阀(fa)门(men)常(chang)用的Cr13型(xing)密封(feng)材料(liao)更(geng)不能抵抗(kang)HF酸(suan)的(de)腐蚀，而(er)内(nei)件材(cai)质(zhi)为Monel合金时可以(yi)保证(zheng)阀(fa)门(men)的密封性能(neng)，而且用Monel合金内(nei)件(jian)阀(fa)门其成本要(yao)比(bi)整(zheng)体Monel合金阀门便宜得多。以碳(tan)钢为(wei)壳体(ti)的(de)Monel合金阀(fa)门(men)也可用(yong)于(yu)海水等(deng)介(jie)质的(de)工(gong)况(kuang)中。阀(fa)门壳(ke)体材(cai)质(zhi)为不(bu)锈(xiu)钢的(de) Monel合金内件(jian)阀门，是用(yong)在乙烯、丙烯(xi)、液(ye) 氧、纯(chun)氧及(ji)海水(shui)和(he)合金其(qi)他工(gong)况(kuang)中(zhong)。烷(wan)基(ji)化装(zhuang)置(zhi)中(zhong)使用的整(zheng)体(ti)Monel合(he)金(jin)阀门(men)和Monel合金内(nei)件(jian)阀(fa)门(men)从安全(quan)角度(du)考(kao)虑要求(qiu)选用压(ya)力(li)级(ji)为CL300磅级， 用(yong)于其(qi)他(ta)工(gong)况(kuang)的Monel合(he)金(jin)内件阀门，压力(li)级(ji)有CI150 和(he)CI300磅(bang)，或(huo) PN1.6～6.4MPa等(deng)。