特殊阀门用蒙乃尔合金性能及应用

引　言蒙乃尔（Monel）合金是镍基耐蚀合金中的Ni-Cu系合金，其名义成分为70%Ni和30%Cu。它是镍基耐蚀合金在阀门制造中应用*泛的合金。蒙乃尔合金既具有较高的强度和韧性，又具有优良的抗还原酸和强碱介质及海水等腐蚀的性能。因此，通常用于制造输送氢氟酸（HF）、盐水、中性介质、氯碱及盐、还原性酸介质的设备及海洋领域的特殊阀门。蒙乃尔合金也适用于干燥氯气、氯化氢气、高温氯气（425℃）及高温氯化氢（450℃）等介质。因为，Ni与S和活性氧有剧烈反应，易形成Ni3S2和NiO，所以，蒙乃尔合金不抗含硫介质和氧化性介质（如硝酸等）的腐蚀。蒙乃尔合金在氧气中具有的“阻燃性能"和高的“豁免压力"。因此，是制造高压及“*压力氧气"阀门的优良的主体材料，而且是制造高压及“*压力氧气"阀门的不可替代的主体材料。蒙乃尔合金高压及“*压力氧气"阀门，广泛应用于航天、航空、军工及煤化工等领域。笔者对比美国和国内蒙乃尔合金的

蒙乃尔合金具有优良的耐腐蚀性、耐磨性,高的强度、硬度及良好的韧性[1],因此特别适用于要求高强度、耐高压及承受腐蚀介质作用的场合[2-3]。在国外广泛地用于炼油、化工、航海、核能装置、冶金、电器、纺织、洗涤、制浆、造纸、食品机械、医疗设备及建筑装饰等领域[4-5]。国内正在开发的蒙乃尔合金并不能满足特定场合的要求,且废品率较高[6]。蒙乃尔合金阀门和一些合金泵、轴及其配件等零部件,迫切地要求材料具有更高的强度、硬度和良好的耐磨性,对蒙乃尔合金的性能提出了更高的要求[7]。合理地选择熔炼工艺是优化合金组织、提高其性能的重要手段。本文采用真空感应熔炼制备了含硅蒙乃尔合金,并研究了该合金的显微组织特征和熔体保温时间对含硅蒙乃尔合金组织及性能的影响,期望得到性能*、成分均匀的蒙乃尔合金及其稳定有效的制备工艺。1试验方法含硅蒙乃尔合金的目标化学成分如表1所示。它的制备工艺为:首先按比例将电解Mn粉、电解Fe粉、电解Ni粉在混料

海洋石油工程中,立管(Riser)在海水的飞溅区由于海浪对其保护膜的冲击破坏以及充分的氧去极化作用明显,设计中需要增强防腐保护,国内项目中一般为增加PE、3LPE等有机涂层的厚度来实现。在高温、潮湿、高盐的环境中的飞溅区防腐设计,例如Saudi Aramco、尼日利亚Dangote等公司采用外包覆蒙乃尔合金薄板的形式,在海水飞溅区可获得更好的防腐蚀保护效果。蒙乃尔合金,在ASME SB127规范中材料UNS编号N04400,是一种以金属Ni为基体,添加Cu、Fe和Mn等其它元素制成的合金,组织结构为单相奥氏体组织,该合金在氢氟酸、浓碱液以及中性溶液中均具有良好的耐蚀性,同时切削等冷热加工性能良好,在石油化工及海洋开发等领域应用广泛。在沙特某项目,海油公司完成了导管架导管(材质为GB E36)与蒙乃尔合金包板焊接工艺应用,其焊接质量要求是渗透检测(PT)以及气密性检测。在尼日利亚某项目中,立管(材质为API 5L X65)增加