特殊閥門用蒙乃爾合金性能及應用

引　言蒙乃爾（Monel）合金是鎳基耐蝕合金中的Ni-Cu系合金，其名義成分為70%Ni和30%Cu。它是鎳基耐蝕合金在閥門制造中應用*泛的合金。蒙乃爾合金既具有較高的強度和韌性，又具有優良的抗還原酸和強堿介質及海水等腐蝕的性能。因此，通常用于制造輸送氫氟酸（HF）、鹽水、中性介質、氯堿及鹽、還原性酸介質的設備及海洋領域的特殊閥門。蒙乃爾合金也適用于干燥氯氣、氯化氫氣、高溫氯氣（425℃）及高溫氯化氫（450℃）等介質。因為，Ni與S和活性氧有劇烈反應，易形成Ni3S2和NiO，所以，蒙乃爾合金不抗含硫介質和氧化性介質（如硝酸等）的腐蝕。蒙乃爾合金在氧氣中具有的“阻燃性能"和高的“豁免壓力"。因此，是制造高壓及“*壓力氧氣"閥門的優良的主體材料，而且是制造高壓及“*壓力氧氣"閥門的不可替代的主體材料。蒙乃爾合金高壓及“*壓力氧氣"閥門，廣泛應用于航天、航空、軍工及煤化工等領域。筆者對比美國和國內蒙乃爾合金的

蒙乃爾合金具有優良的耐腐蝕性、耐磨性,高的強度、硬度及良好的韌性[1],因此特別適用于要求高強度、耐高壓及承受腐蝕介質作用的場合[2-3]。在國外廣泛地用于煉油、化工、航海、核能裝置、冶金、電器、紡織、洗滌、制漿、造紙、食品機械、醫療設備及建筑裝飾等領域[4-5]。國內正在開發的蒙乃爾合金并不能滿足特定場合的要求,且廢品率較高[6]。蒙乃爾合金閥門和一些合金泵、軸及其配件等零部件,迫切地要求材料具有更高的強度、硬度和良好的耐磨性,對蒙乃爾合金的性能提出了更高的要求[7]。合理地選擇熔煉工藝是優化合金組織、提高其性能的重要手段。本文采用真空感應熔煉制備了含硅蒙乃爾合金,并研究了該合金的顯微組織特征和熔體保溫時間對含硅蒙乃爾合金組織及性能的影響,期望得到性能*、成分均勻的蒙乃爾合金及其穩定有效的制備工藝。1試驗方法含硅蒙乃爾合金的目標化學成分如表1所示。它的制備工藝為:首先按比例將電解Mn粉、電解Fe粉、電解Ni粉在混料

海洋石油工程中,立管(Riser)在海水的飛濺區由于海浪對其保護膜的沖擊破壞以及充分的氧去極化作用明顯,設計中需要增強防腐保護,國內項目中一般為增加PE、3LPE等有機涂層的厚度來實現。在高溫、潮濕、高鹽的環境中的飛濺區防腐設計,例如Saudi Aramco、尼日利亞Dangote等公司采用外包覆蒙乃爾合金薄板的形式,在海水飛濺區可獲得更好的防腐蝕保護效果。蒙乃爾合金,在ASME SB127規范中材料UNS編號N04400,是一種以金屬Ni為基體,添加Cu、Fe和Mn等其它元素制成的合金,組織結構為單相奧氏體組織,該合金在氫氟酸、濃堿液以及中性溶液中均具有良好的耐蝕性,同時切削等冷熱加工性能良好,在石油化工及海洋開發等領域應用廣泛。在沙特某項目,海油公司完成了導管架導管(材質為GB E36)與蒙乃爾合金包板焊接工藝應用,其焊接質量要求是滲透檢測(PT)以及氣密性檢測。在尼日利亞某項目中,立管(材質為API 5L X65)增加