耐蝕閥門用蒙乃爾合金
蒙乃爾合金又稱鎳合金，是一種以金屬鎳為基體添加銅、鐵、錳等其它元素而成的合金。蒙乃爾合金耐腐蝕性好，呈銀白色，適合作邊絲材料。蒙乃爾（mone1）合金、鑄鎳合金、哈氏合金等都是制造特殊用途閥門的材料。monel合金是鎳基耐蝕合金中的ni—cu系合金， zui早是由美國(guó)鎳公司（international鎳公司）開(kāi)發(fā)的【¨， 其典型成分為70％ni和30％cu，它是鎳基耐蝕合金中應(yīng)用zui廣泛的合金。monel合金既具有較高的強(qiáng)度和韌性， 又具有優(yōu)良的抗還原酸及強(qiáng)堿介質(zhì)和海水等腐蝕的性能。因此通常用于制造輸送氫氟酸（hf）、鹽水、中性介質(zhì)、堿鹽及還原性酸介質(zhì)c23的設(shè)備。monel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(zhì)， 但不抗含硫介質(zhì)和氧化性介質(zhì)（如硝酸， 含氧量高的介質(zhì)）的腐蝕， 因?yàn)殒嚺c硫和氧有劇烈反應(yīng)， 易形成ni3s2和nioc引
。
2 性能
monel合金為ni—cu固溶體， 其中cu是作為在ni中加入了非氧化性的抗蝕劑，改善了鎳合金的耐蝕性， 并起強(qiáng)化合金的作用。其內(nèi)加入c， 可改善合金的鑄造性能， 但在常溫時(shí)合金中僅能溶解0．15％ 的c， 過(guò)剩的c將以石墨相析出。加入1．5％ ～3．5％fe， 也可改善合金的鑄造性能。加入mn和si可以改
善合金的機(jī)械性能， 特別是si的含量對(duì)monel合金的機(jī)械性能和物理性能有重要的影響。
3 分類
monel合金有鑄造合金和變形合金（軋材）兩大類。
3．1 變形合金
美國(guó)的變形monel合金有10種之多。如m onel400、 m onelc、 m onel403、 m onel404、m onel r一405、m onel406、m onel4 1 1、m on—elk500、monel501和monel502等。因monel在不同的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系中有各自的表示方法，
為了便于使用和計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理，sae （美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)）和astm （美國(guó)材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)）聯(lián)合發(fā)展了astm—sae統(tǒng)一數(shù)碼系統(tǒng)（unified numbtring system—uns）。在美國(guó)的uns中，鎳合金有5種牌號(hào)的變形monel合金， 有固溶強(qiáng)化型的no4404 （monel400）、no4404 （monel404） 和no4405 （monelr一405）， 及沉淀硬化型的no5500 （monelk500）和no5502 （mone1502）等（表1） 引。其中用于制造耐蝕閥門常用的變形monel合金是monel400和monelk500這2種牌號(hào)。表1 美國(guó)uns中變形m0nd合金化學(xué)成分 ％
3．2 鑄造合金
美國(guó)鑄造monel合金在astm a494中有m35—1、m35—2、m一30h、m一25s和m一30c這5種牌號(hào)（表2）， 在美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)—n一288㈣中也有5種鑄造monel合金（表3）。
4 應(yīng)用
m35—1，m35—2及—n一288中的*和e級(jí)通常用于制造精煉的monel合金泵、閥門和配件。而含si量高的b級(jí)（3．5％si）mon—el合金， 因強(qiáng)度高，既耐腐蝕又耐磨損， 因此主要用于制造要求抗磨性好的軸和耐磨環(huán)。d級(jí)（4．0％si）monel合金用于制造要求耐磨性更高及更耐腐蝕的部件。monel合金閥門有整體和內(nèi)件兩大類型。整體monel合金閥門是指閥門的殼體和內(nèi)件均為monel，其主要用在煉油廠烷基化裝置中的hf酸再生塔部分。由于hf 酸再生溫度高（149℃ ）和含水率高的原因， 需要使用整體monel合金閥門，此外整體monel合金閥門還用于煉油廠催化劑的無(wú)灰添加劑的生產(chǎn)和氯堿廠高濃度氯堿液系統(tǒng)等工況中。monel合金內(nèi)件閥門系指閥門的殼體材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼，而閥門的內(nèi)件材質(zhì)為monel合金。以碳鋼為殼體的monel合金閥門主要用于煉油廠烷基化裝置hf酸系統(tǒng)的低溫區(qū)域，其利用碳鋼對(duì)低溫（≤71℃ ）的無(wú)水氫氟酸（hf）有較好的抗腐蝕性能， 但碳鋼長(zhǎng)期在該工況使用時(shí)會(huì)在其表面因腐蝕而形成薄膜，若在閥門密封部位用碳鋼，腐蝕后形成的薄膜將影響閥門的密封性能。需要指出的是：碳鋼閥門常用的crl3型密封材料更不能抵抗hf酸的腐蝕， 而內(nèi)件材質(zhì)為monel合金時(shí)可以保證閥門的密封性能，而且用monel合金內(nèi)件閥門其成本要比整體monel合金閥門便宜得多。以
碳鋼為殼體的monel合金閥門也可用于海水等介質(zhì)的工況中。閥門殼體材質(zhì)為不銹鋼的monel合金內(nèi)件閥門，是用在乙烯、丙烯、液氧、純氧及海水和合金其他工況中。烷基化裝置中使用的整體monel合金閥門和monel合金內(nèi)件閥門從安全角度考慮要求選用壓力級(jí)為cl300磅級(jí)， 用于其他工況的monel合金內(nèi)件閥門， 壓力級(jí)有ci 150 和ci 300 磅， 或5 熔煉和鑄造monel合金的熔煉和鑄造技術(shù)是決定能否生產(chǎn)出合格的monel合金鑄件的關(guān)鍵， 因?yàn)閙onel合金樹枝晶發(fā)達(dá)，縮孔縮松率大， 吸氣（吸氫， 吸氧）傾向極大， 還會(huì)與造型材料發(fā)生滲硫化學(xué)反應(yīng)（用呋哺樹脂自硬砂時(shí)）， 從安全角度考慮，monel合金閥門用在氫氟酸和氯氣及氯化氫氣體等劇毒和高危險(xiǎn)性介質(zhì)中，要求鑄件應(yīng)按*管路用閥門進(jìn)行射線探傷檢驗(yàn)。雖然美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中指出， 鑄造m35—1可焊， 但實(shí)際上其可焊性極差， 補(bǔ)焊的鑄件質(zhì)量難以保證。m35—1合金的密度為8．63t／m（20℃ 時(shí)）， 凝固收縮率21mm／m， 合金熔點(diǎn)為1315～ 1345℃ 。m35—1、m35—2及-n一288的*和e級(jí)是以鑄態(tài)交貨使用的。盡管鑄造monel合金有許多牌號(hào)， 但用于鑄造monel合金閥門鑄件時(shí)， 主要采用astma494中的m35—1。鑄造monel合金和變形monel合金在化學(xué)成分上的變動(dòng)很?。ū?）， 但這種變動(dòng)對(duì)變形合金來(lái)說(shuō)滿足了其較好的變形能力， 而對(duì)鑄造合金則提供了較好的鑄造性能。這就是為什么在鑄造時(shí)要用鑄造monel合號(hào)， 選用軋材時(shí)要用變形monel合號(hào)的理由。
6 結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)行的monel合金*標(biāo)準(zhǔn)有astm、sae、ams （美國(guó)航空材料標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)）、mii （美國(guó)*標(biāo)準(zhǔn)）、ansi、asme及 （美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)）等。對(duì)于同一牌號(hào)的monel合金， 采用不同的技術(shù)規(guī)范體系， 不僅牌號(hào)的表示方法不同，而且其規(guī)范的編號(hào)和內(nèi)容也不*相同。通常軍工產(chǎn)品采用mii 、 或ams 規(guī)范， 民用產(chǎn)品采用astm 和asme規(guī)范
相關(guān)產(chǎn)品：
氧氣減壓閥不銹鋼氧氣閥氧氣閥