Μπορεί το Monel 400 να είναι ανθεκτικό στη διάβρωση και την οξείδωση;

Η απάντηση στην ερώτηση του τίτλου είναι ναι σε ορισμένα μέσα και όχι σε άλλα, και ολόκληρη αυτή η απάντηση προέρχεται από μία ιδιότητα του κράματος. Το Monel 400 είναι ένα στερεό διάλυμα νικελίου-χαλκού χωρίς χρώμιο. Αυτή η μοναδική παράλειψη εξηγεί και τα δύο μισά: το κράμα δεν εξαρτάται από μια παθητική επιφανειακή μεμβράνη για την προστασία του, επομένως αντιστέκεται σε μια ομάδα επιθετικών περιβαλλόντων που καταστρέφουν τους ανοξείδωτους χάλυβες, και δεν έχει τίποτα για να αναδομηθεί όταν το περιβάλλον γίνεται οξειδωτικό.

Η διάκριση που αποφασίζει κάθε περίπτωση είναι αν το μέσο είναι αναγωγικό ή οξειδωτικό. Αναγωγικό σημαίνει ότι το μέσο είναι ελλιπές σε οξυγόνο, το οποίο στην πράξη συνήθως σημαίνει απαεριωμένο. Οξειδωτικό σημαίνει ότι το οξυγόνο μπορεί να φτάσει στην επιφάνεια. Ένας χημικός οξειδωτικός παράγοντας στο μέσο έχει την ίδια επίδραση. Η δημοσιευμένη περιγραφή του κράματος το θέτει άμεσα: παρουσιάζει αντοχή στη διάβρωση από πολλά αναγωγικά μέσα και γενικά είναι πιο ανθεκτικό στην προσβολή από οξειδωτικά μέσα από κράματα υψηλότερου χαλκού, κάτι που αποτελεί σύγκριση εντός της οικογένειας του χαλκού και όχι ισχυρισμός για οξειδωτική χρήση.

Η ανάγνωση μιας προδιαγραφής χωρίς αυτόν τον διακριτικό παράγοντα είναι ο τρόπος με τον οποίο ένα εξάρτημα 400 καταλήγει στην λανθασμένη χρήση. Οι παρακάτω ενότητες καθορίζουν πού το κράμα είναι η καλύτερη διαθέσιμη απάντηση, πού είναι η λανθασμένη απάντηση και ποιο είναι το δημοσιευμένο όριο θερμοκρασίας.

Ο Διακριτικός Παράγοντας, Δηλωμένος Μια Φορά

Δύο από αυτές τις γραμμές χρειάζονται επεξήγηση επειδή είναι αυτές που παραλείπονται. Η πρώτη είναι ότι η αερίωση δεν είναι λεπτομέρεια της διαδικασίας, είναι η μεταβλητή που αποφασίζει αν το κράμα λειτουργεί. Η χρήση υδροχλωρικού και υδροφθορικού οξέος περιγράφεται στα δημοσιευμένα δεδομένα ως απαιτούμενη απαεριωμένες συνθήκες, που σημαίνει ότι το ίδιο οξύ που διαχειρίζεται επιτυχώς σε ένα κλειστό απαεριωμένο κύκλωμα θα προσβάλει το κράμα σε μια ανοιχτή δεξαμενή όπου ο αέρας διαλύεται σε αυτό. Μια αλλαγή από κλειστό σε ανοιχτό σύστημα μπορεί επομένως να μετατρέψει ένα υλικό που λειτουργεί για χρόνια σε ένα υλικό που αποτυγχάνει σε μήνες.

Η δεύτερη είναι ότι ένα ισχυρό οξειδωτικό οξύ δεν χρειάζεται βοήθεια από τον αέρα. Το νιτρικό οξύ είναι ένα οξειδωτικό οξύ λόγω της δικής του χημείας, οπότε η προειδοποίηση ισχύει ακόμη και σε σφραγισμένη, πλήρως απαεριωμένη γραμμή. Η δημοσιευμένη περιγραφή του κράματος το συνδέει με την περιεκτικότητα σε χαλκό του και τοποθετεί τα συστήματα νιτρικού οξέος και αμμωνίας μαζί ως περιβάλλοντα όπου το κράμα προσβάλλεται γρήγορα. Όπου υπάρχει αυτή η χρήση, ένα κράμα με χρώμιο είναι η απάντηση και ένα κράμα νικελίου-χαλκού όχι, επειδή το προστατευτικό οξείδιο που χρειάζεται το νιτρικό οξύ είναι αυτό που σχηματίζει το χρώμιο και ο χαλκός όχι.

Πού το Κράμα 400 Είναι η Σωστή Απάντηση

Πού το Κράμα 400 Είναι η Λανθασμένη Απάντηση

Κάθε γραμμή εδώ είναι ένα μέσο που το κράμα είτε προσβάλλεται είτε δεν μπορεί να προστατευτεί. Ομαδοποιούνται επειδή μοιράζονται μια αιτία.

Η γραμμή του νιτρικού οξέος αξίζει να τονιστεί επειδή είναι αυτή που κοστίζει εξοπλισμό αντί για επανεκτίμηση. Ένα κράμα νικελίου-χαλκού δεν έχει χρώμιο για να σχηματίσει το φράγμα που απαιτεί το νιτρικό οξύ, και ο χαλκός στο κράμα είναι το μέρος που προσβάλλεται. Μια δημοσιευμένη σελίδα που αναφέρει το νιτρικό οξύ μεταξύ των ισχυρών οξέων που διαχειρίζεται αυτό το κράμα περιγράφει το αντίθετο της δημοσιευμένης συμπεριφοράς.

Το Οξειδωτικό Μισό της Ερώτησης

Η οξείδωση είναι όπου το ίδιο ελλιπές στοιχείο αποφασίζει την απάντηση, και το δημοσιευμένο όριο είναι μια μοναδική πρόταση που είναι εύκολο να παρατεθεί και εύκολο να ξεπεραστεί.

Το σημαντικό σημείο σχετικά με τη συμπεριφορά οξείδωσης είναι ότι η φήμη του κράματος προέρχεται από την αντοχή του στη διάβρωση και όχι από την αντοχή στην οξείδωση. Αντιστέκεται στην κλίμακα λογικά καλά στον αέρα έως 538 °C, η οποία καλύπτει ένα μεγάλο μέρος της χημικής και ναυτικής χρήσης στην οποία χρησιμοποιείται, και δεν είναι ένα υλικό που επιλέγεται για εσωτερικά φούρνων ή μέρη καυστήρων, ούτε για οποιοδήποτε εξάρτημα του οποίου η δουλειά είναι να κάθεται σε ζεστό αέρα. Αυτές οι χρήσεις ανήκουν στα κράματα που αναπτύσσουν οξείδιο χρωμίου ή αλουμινίου, και η θερμοκρασία στην οποία αυτό γίνεται απαραίτητο είναι αυτή με την οποία άνοιξε αυτή η σελίδα.

Θαλασσινό Νερό, Που Είναι η Εφαρμογή για την Οποία το Κράμα Είναι Περισσότερο Γνωστό

Δύο δημοσιευμένες δηλώσεις σχετικά με το θαλασσινό νερό τραβούν προς αντίθετες κατευθύνσεις και και οι δύο ανήκουν σε μια προδιαγραφή. Το κράμα 400 περιγράφεται ότι παρουσιάζει πολύ χαμηλούς ρυθμούς διάβρωσης σε κινούμενο θαλασσινό νερό, και οι στάσιμες συνθήκες έχουν αποδειχθεί ότι προκαλούν διάβρωση με σχισμές και σπηλαίωση. Το κράμα περιγράφεται επίσης ως ανθεκτικό στη διάβρωση λόγω τάσης και διάβρωση με σπηλαίωση στα περισσότερα γλυκά και βιομηχανικά νερά.

Για Τι Επιλέγεται Πραγματικά το Κράμα

Η δημοσιευμένη λίστα εφαρμογών είναι ένα καλό τεστ του κανόνα, επειδή κάθε καταχώρηση είναι μια αναγωγική ή ουδέτερη χρήση και καμία από αυτές δεν είναι οξειδωτική.

Βαλβίδες και αντλίες, άξονες αντλιών και προπελών, ναυτιλιακά εξαρτήματα και συνδετήρες, ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά εξαρτήματα, ελατήρια, εξοπλισμός χημικής επεξεργασίας, δεξαμενές βενζίνης και γλυκού νερού, αποστακτήρες αργού πετρελαίου, δοχεία διεργασιών και σωληνώσεις, εναλλάκτες θερμότητας τροφοδοσίας νερού λεβήτων και άλλοι εναλλάκτες θερμότητας, και απαεριωτήρες.

Τρεις παρατηρήσεις προκύπτουν από την ανάγνωση αυτής της λίστας αντί να την διατρέξετε. Η μεγαλύτερη ομάδα είναι ναυτιλιακή και άντληση, που είναι η χρήση κινούμενου θαλασσινού νερού. Οι καταχωρήσεις χημικών εργοστασίων είναι δοχεία και εναλλάκτες, που είναι κλειστά συστήματα και όχι ανοιχτές δεξαμενές, και ένα κλειστό σύστημα είναι ο ευκολότερος τρόπος για να διατηρηθεί ένα μέσο αναγωγικό. Και η λίστα δεν περιέχει φούρνο, καυστήρα, οξειδωτικό αντιδραστήρα ή εξοπλισμό νιτρικού οξέος, που είναι τα αρνητικά στοιχεία που τα δύο παραπάνω όρια είναι πραγματικά όρια και όχι προειδοποιητικές σημειώσεις.

Ερωτήσεις που Κάνουν οι Αγοραστές

Είναι το Monel 400 ανθεκτικό στο νιτρικό οξύ;

Όχι. Το νιτρικό οξύ είναι ένα οξειδωτικό οξύ από τη δική του χημεία, και τα δημοσιευμένα δεδομένα το ομαδοποιούν με συστήματα αμμωνίας ως περιβάλλον όπου το κράμα προσβάλλεται γρήγορα. Επειδή το οξύ είναι οξειδωτικό από τη φύση του, η απαερίωση του συστήματος δεν αλλάζει το αποτέλεσμα, οπότε αυτή δεν είναι μια περίπτωση προσθήκης βήματος απαερίωσης. Το κράμα 400 δεν περιέχει χρώμιο, οπότε δεν έχει τρόπο να σχηματίσει το προστατευτικό οξείδιο που απαιτεί η χρήση νιτρικού οξέος.

Ποια οξέα διαχειρίζεται λοιπόν;

Υδροφθορικό οξύ σε όλες τις συγκεντρώσεις μέχρι το σημείο βρασμού, το οποίο τα δημοσιευμένα δεδομένα περιγράφουν ως ίσως την πιο ανθεκτική συμπεριφορά οποιουδήποτε κοινώς χρησιμοποιούμενου μηχανικού κράματος, και πολλές μορφές θειικού και υδροχλωρικού οξέος υπό αναγωγικές συνθήκες. Ο αναγωγικός προσδιορισμός είναι μέρος του ισχυρισμού, όχι υποσημείωση σε αυτόν. Η χρήση υδροχλωρικού και υδροφθορικού οξέος περιγράφεται ως απαιτούμενη απαεριωμένες συνθήκες.

Πώς μπορώ να καταλάβω αν η χρήση μου είναι αναγωγική;

Ρωτήστε αν κάτι στο σύστημα μπορεί να παρέχει οξυγόνο στην επιφάνεια. Ένας κλειστός βρόχος που έχει απαεριωθεί είναι αναγωγικός. Μια ανοιχτή δεξαμενή με αέρα να διαλύεται σε αυτήν δεν είναι, ακόμη και αν χρησιμοποιείται το ίδιο οξύ. Ένα μέσο που είναι χημικά οξειδωτικό, όπως το νιτρικό οξύ, είναι οξειδωτικό ανεξάρτητα από το πώς είναι κατασκευασμένο το σύστημα. Η δημοσιευμένη καθοδήγηση για τις χρήσεις οξέων ονομάζει ρητά την αναγωγική συνθήκη, οπότε η ειλικρινής απάντηση είναι ότι ο σχεδιασμός του συστήματος αποτελεί μέρος της αξιολόγησης διάβρωσης.

Ποια είναι η μέγιστη θερμοκρασία χρήσης;

Έως και 1000 °F, που είναι 538 °C, σε οξειδωτικές ατμόσφαιρες όπως ο αέρας. Υψηλότερες θερμοκρασίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν όπου το κράμα βρίσκεται σε αναγωγικό περιβάλλον. Η διάκριση έχει σημασία επειδή το όριο καθορίζεται από την ατμόσφαιρα και όχι μόνο από το μέταλλο, οπότε μια ερώτηση για χρήση σε υψηλή θερμοκρασία πρέπει να δηλώνει την ατμόσφαιρα μαζί με τη θερμοκρασία.

Είναι το Monel 400 κατάλληλο για φούρνο ή για εφαρμογή σε υψηλή θερμοκρασία οξειδωτική;

Όχι, και ο λόγος είναι το όριο αέρα των 538 °C. Το κράμα σχηματίζει ένα προσκολλημένο οξειδικό φιλμ όταν κρυώνει στον αέρα μετά από θέρμανση, αλλά αυτό το φιλμ δεν είναι η πυκνή προστατευτική κλίμακα που σχηματίζουν τα κράματα με χρώμιο, οπότε δεν αντέχει σε θερμοκρασίες φούρνου. Ένα κράμα νικελίου-χρωμίου ή νικελίου-χρωμίου-σιδήρου είναι το υλικό για αυτή τη χρήση.

Αντιστέκεται το Monel 400 στη φθορά;

Δεν επιλέγεται για αντοχή στη φθορά. Ο λόγος που εμφανίζεται σε υπηρεσία αξόνων αντλιών και προπελών είναι ο συνδυασμός αντοχής στη διάβρωση και αντοχής στη διάβρωση λόγω τάσης από χλωρίδια σε κινούμενο θαλασσινό νερό, με τη μηχανική αντοχή ενός άξονα ψυχρής έλασης ή θερμής κατεργασίας από πίσω του. Όπου η τριβή είναι ο κυρίαρχος μηχανισμός, οι ανθεκτικοί στη φθορά βαθμοί με καρβίδια στη μικροδομή είναι η οικογένεια που πρέπει να εξεταστεί, και η επιλογή είναι απόφαση φθοράς και όχι διάβρωσης.

Σύνοψη

Το κράμα 400 αντιστέκεται στη διάβρωση σε αναγωγικά και ουδέτερα μέσα και δεν αντιστέκεται σε οξειδωτικά, και μια πρόταση καλύπτει ολόκληρη την απάντηση. Στην αναγωγική ομάδα έχει τον ισχυρότερο μεμονωμένο ισχυρισμό στο συνηθισμένο εύρος μηχανικών κραμάτων, υδροφθορικό οξύ σε όλες τις συγκεντρώσεις μέχρι το σημείο βρασμού, μαζί με θειικό και υδροχλωρικό οξύ υπό αναγωγικές συνθήκες και κινούμενο θαλασσινό νερό με εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση λόγω τάσης από χλωρίδια. Στην οξειδωτική ομάδα προσβάλλεται γρήγορα, και τα συστήματα νιτρικού οξέος και αμμωνίας αναφέρονται στα δημοσιευμένα δεδομένα ως οι σαφέστερες περιπτώσεις. Στο οξειδωτικό μισό της ερώτησης το όριο είναι 1000 °F, ή 538 °C, στον αέρα, με υψηλότερες θερμοκρασίες επιτρεπόμενες μόνο σε αναγωγικό περιβάλλον, και ένα απόλυτο όριο κατασκευής 2150 °F που δεν πρέπει να ξεπεραστεί.

Το Monel 400 παρέχεται από Changzhou, Jiangsu σε ράβδο, σύρμα, λωρίδα, πλάκα, σωλήνα και σωλήνα, σύμφωνα με τα πρότυπα που καλύπτουν κάθε μορφή, από ένα εργοστάσιο που κατέχει πιστοποίηση ISO 9001 και ελέγχεται από την SGS. Στείλτε το μέσο, τη συγκέντρωσή του, τη θερμοκρασία του και αν το οξυγόνο μπορεί να φτάσει στην επιφάνεια. Αν η απάντηση είναι αυτό το κράμα προκύπτει από αυτά τα τέσσερα γεγονότα.

Αναφορές

1. Τεχνικό δελτίο Special Metals SMC-053, κράμα νικελίου-χαλκού MONEL 400. Πηγή για τα όρια σύνθεσης, την πυκνότητα και το εύρος τήξης, το μέτρο ελαστικότητας και τον λόγο Poisson, τη θερμοκρασία Curie και τη σημείωσή της, τη δήλωση ότι το κράμα είναι χρήσιμο σε θερμοκρασίες έως και 1000 °F σε οξειδωτικές ατμόσφαιρες με υψηλότερες θερμοκρασίες όπου το περιβάλλον είναι αναγωγικό, τη δήλωση ότι σχηματίζεται ένα προσκολλημένο οξειδικό φιλμ όταν το κράμα κρυώνει στον αέρα μετά από θέρμανση, τη δήλωση ότι το κράμα αντιστέκεται στη διάβρωση από πολλά αναγωγικά μέσα και είναι γενικά πιο ανθεκτικό σε οξειδωτικά μέσα από κράματα υψηλότερου χαλκού, τη συμπεριφορά κινούμενου έναντι στάσιμου θαλασσινού νερού με αντοχή στη διάβρωση λόγω τάσης και διάβρωση με σπηλαίωση στα περισσότερα γλυκά και βιομηχανικά νερά, τον ισχυρισμό για υδροφθορικό οξύ σε όλες τις συγκεντρώσεις μέχρι το σημείο βρασμού, την αντοχή σε θειικό και υδροχλωρικό οξύ υπό αναγωγικές συνθήκες, τη λίστα εφαρμογών, το όριο καυτής εργασίας 2150 °F και τα δημοσιευμένα εύρη ανόπτησης.
2. Το ίδιο δελτίο, για το κράμα ως στερεό διάλυμα. Πηγή για τη δήλωση ότι το κράμα μπορεί να σκληρυνθεί μόνο με ψυχρή εργασία. Πηγή επίσης για τη χρήση του ως μονοφασικό κυβικό υλικό με επίκεντρο τις έδρες με παράμετρο πλέγματος 3.534 Å. Πηγή επίσης για τη σύνθεση, η οποία δεν περιέχει χρώμιο.
3. Το ίδιο δελτίο, για τη συγκόλληση και τα πρότυπα προϊόντων. Πηγή για τις ονομασίες πληρωτικών και ηλεκτροδίων που χρησιμοποιούνται με αυτό το κράμα. Πηγή επίσης για τους αριθμούς προτύπων που δημοσιεύονται για κάθε μορφή προϊόντος.
4. Δημοσιευμένα δεδομένα κράματος για το Monel 400 όπως κυκλοφορούν από προμηθευτές και αναπαραγωγούς δεδομένων παραγωγού. Πηγή για τις δηλώσεις ότι το κράμα προσβάλλεται γρήγορα από νιτρικό οξύ και συστήματα αμμωνίας, ότι η αντοχή του σε υδροχλωρικό και υδροφθορικό οξύ απαιτεί απαεριωμένες συνθήκες, και ότι το νιτρικό οξύ, το αεριωμένο υδροχλωρικό οξύ και τα διαλύματα χλωριούχου σιδήρου είναι μεταξύ των οξειδωτικών μέσων που το διαβρώνουν γρήγορα.
5. Δημοσιευμένες αξιολογήσεις χρήσης του κράματος ανά κατηγορία περιβάλλοντος. Πηγή για την ομαδοποίηση του κινούμενου θαλασσινού νερού και του υφάλμυρου νερού, ουδέτερων έως αναγωγικών διαλυμάτων χλωριδίων και πολλών αλκαλίων στην ευνοϊκή κατηγορία, και συμπυκνωμένων οξειδωτικών οξέων και ισχυρά οξειδωτικών συνθηκών χλωριδίων στην κατηγορία που πρέπει να αποφεύγεται.
6. Πρότυπα προϊόντων ASTM και ASME όπως δημοσιεύονται για αυτό το κράμα, συμπεριλαμβανομένου του προτύπου φύλλου, πλάκας και λωρίδας και των προτύπων σωλήνων και σωληνώσεων, και των αντίστοιχων ονομασιών ASME. Πηγή για τα πρότυπα συγκεκριμένης μορφής που αναφέρονται στη σύνοψη.
7. Αρχεία παράδοσης που τηρούνται για την DLX Alloy που καλύπτουν το Monel 400 σε ράβδο, σύρμα, λωρίδα, πλάκα, σωλήνα και σωλήνα. Πηγή για τις μορφές και τις συνθήκες που παρέχονται.

Η παραπάνω περιγραφόμενη συμπεριφορά είναι δημοσιευμένα δεδομένα για το κράμα σε γενική χρήση, και δεν είναι αξιολόγηση διάβρωσης για μια συγκεκριμένη εγκατάσταση. Οι ρυθμοί διάβρωσης εξαρτώνται από τη συγκέντρωση, τη θερμοκρασία, την αερίωση, τη ροή και την παρουσία ιχνοστοιχείων μαζί, και το ίδιο μέσο μπορεί να μετακινηθεί μεταξύ των ευνοϊκών και δυσμενών ομάδων κατά τη διάρκεια ζωής ενός εργοστασίου όταν αλλάζει μία από αυτές τις μεταβλητές. Όπου η συνέπεια μιας αποτυχίας είναι σημαντική, η αξιολόγηση ανήκει σε έναν μηχανικό διάβρωσης και στα δεδομένα διάβρωσης του προμηθευτή του κράματος για το συγκεκριμένο μέσο.