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不锈钢材料能否替代镍合金?

日期:2022-10-30 19:03
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摘要:<p class="MsoNormal"> 不<span style="font-family:宋体;">锈钢材料能否替代镍合金?</span> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">许多设计师对于*苛刻的应用默认地选择镍合金,</span> <span style="font-family:宋体;">例如:板式换热器</span>&nbsp;(PHE)<span style="font-family:宋体;">、接触海水的管道和泵,以及用于化工、石化和纸浆造纸工业的设备。他们的理由是镍合金在苛刻腐蚀环境中具有**的耐腐蚀性能。然而这可能并不是*好的解决方案,镍基合金很贵。他们想到了选择不锈钢</span>Ultra 654 SMO<span style="font-family:宋体;">,</span><span style="font-family:宋体;">能够提供与镍合金</span>625<span style="font-family:宋体;">相当的性能,但是节约了</span><span style="font-family:'Times New Roman';">30%-40%</span><span style="font-family:宋体;">的成本</span><span style="font-family:宋体;">,</span><span style="font-family:宋体;">并且价格稳定。</span>&nbsp;<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> Ultra 654 SMO<span style="font-family:宋体;">化学成分的特征是它含有耐局部腐蚀性能非常重要的合金元素,如:铬(</span><span style="font-family:'Times New Roman';">Cr</span><span style="font-family:宋体;">)、钼</span><span style="font-family:'Times New Roman';">(Mo)</span><span style="font-family:宋体;">和特别重要的氮(</span><span style="font-family:'Times New Roman';">N</span><span style="font-family:宋体;">)。这使得它耐点蚀和缝隙腐蚀的性能都优于合金</span><span style="font-family:'Times New Roman';">625</span><span style="font-family:宋体;">。这还不是全部,</span><span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO</span><span style="font-family:宋体;">比普通奥氏体不锈钢和耐腐蚀镍合金更强,同时具有与常规奥氏体合金相当的成形性能。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">价格比较</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">在定价方面,</span>Ultra 654 SMO <span style="font-family:宋体;">介于 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">316L </span><span style="font-family:宋体;">和合金</span><span style="font-family:'Times New Roman';">625 </span><span style="font-family:宋体;">之间。以 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">316L </span><span style="font-family:宋体;">作为基准,如表 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">1 </span><span style="font-family:宋体;">所示,很明显,</span><span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO </span><span style="font-family:宋体;">比合金 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">625 </span><span style="font-family:宋体;">便宜得多,同时可提供相当的性能。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">由于较低的</span> Ni <span style="font-family:宋体;">和 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">Mo </span><span style="font-family:宋体;">含量,更好的价格稳定性</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> Ultra 654 SMO<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;</span>的一个主要优点是它提供比合金<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;625&nbsp;</span>更好的价格稳定性,因为它的镍和钼成分百分比较低,镍和钼容易受到商品价格变化的影响(见表<span style="font-family:'Times New Roman';">2</span>)。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">较低的密度是一个重要的附带好处</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 表<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;3&nbsp;</span><span style="font-family:宋体;">中显示的物理特性表明,</span><span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;</span><span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span><span style="font-family:宋体;">的密度</span><span style="font-family:'Times New Roman';">8.0 kg/dm</span><span style="font-family:'Times New Roman';">3</span>低于合金<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;625</span><span style="font-family:宋体;">的密度</span><span style="font-family:'Times New Roman';">8.5 kg/dm</span><span style="font-family:'Times New Roman';">3</span>。这种差异可能看起来并不大,但是由于不锈钢和镍合金是按吨购买的,在购买大量材料时吨位减少<span style="font-family:'Times New Roman';">6%</span>,这通常直接转化为可观的成本节约。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>的较低密度也意味着整个系统更轻,便于搬运和安装,这对于海底和海上结构尤其重要。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">强度更高,规格更薄,重量减轻更多</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 表<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;4&nbsp;</span>显示<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>比合金<span style="font-family:'Times New Roman';">625&nbsp;</span>更强。这意味着可以使用更薄的规格制造组件,从而减轻重量和成本。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">易于制造</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">r</span>值,也称为塑性应变比,是材料具有良好拉伸性能的重要指标。<span style="font-family:'Times New Roman';">r&nbsp;</span>值越高越好。此外,测量不同拉伸方向的<span style="font-family:'Times New Roman';">r&nbsp;</span>值显示了板材在成型过程中如何承受变薄。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>在不同方向上显示出出色的<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;r&nbsp;</span>值,如图<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;1&nbsp;</span><span style="font-family:宋体;">所示。这使其非常适合压制组件,例如</span> <span style="font-family:宋体;">板式换热器的板片。该材料还具有与其他奥氏体牌号相似的变形硬化率。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>也适用于热加工。为保持其机械性能,热加工后应在至少<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;1,150&nbsp;</span>°<span style="font-family:'Times New Roman';">C&nbsp;</span>的温度下进行淬火,以去除热加工操作过程中形成的金属间相。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 对于常用的焊接工艺,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>具有良好的可焊性。<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 与所有奥氏体不锈钢一样,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>加工硬化很快。这一点,连同其高韧性,意味着从加工角度来看,它在车削、铣削和钻孔等操作中具有挑战性。但是,只要选择正确的刀具、刀具设置和切削速度,就可以成功加工。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">耐腐蚀性能</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>具有非常好地抗均匀腐蚀的能力、优异的抗点蚀和缝隙腐蚀<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;(PRE 56)&nbsp;</span>以及非常好的抗应力腐蚀开裂。实验室测试结果表明,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>在某些氯化物环境中的耐腐蚀性能高于合金<span style="font-family:'Times New Roman';">625</span>、与<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;C-276&nbsp;</span>相似。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 对于耐点蚀和缝隙腐蚀的相对性能,通过使用以不同方式测定的临界点蚀温度(<span style="font-family:'Times New Roman';">CPT</span>)和缝隙腐蚀温度(<span style="font-family:'Times New Roman';">CCT</span>)来说明。技术标准有:<span style="font-family:'Times New Roman';">ASTM G48E (CPT)</span>、<span style="font-family:'Times New Roman';">ASTM G48F(CCT)&nbsp;</span>和<span style="font-family:'Times New Roman';">ASTM G150&nbsp;(CPT</span><span style="font-family:'Times New Roman';">)</span><span style="font-family:宋体;">。用</span><span style="font-family:'Times New Roman';">120</span>目砂纸干磨表面制备试件,表<span style="font-family:'Times New Roman';">5&nbsp;</span>列出了<span style="font-family:'Times New Roman';">CPT</span>和<span style="font-family:'Times New Roman';">CCT</span>测试的结果。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 用<span style="font-family:'Times New Roman';">320</span><span style="font-family:宋体;">目砂纸</span>干磨表面制备试件,表<span style="font-family:'Times New Roman';">6</span>列出了根据<span style="font-family:'Times New Roman';">ASTM G150&nbsp;</span>测定的<span style="font-family:'Times New Roman';">CPT</span>结果。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">替代钛的应用</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 虽然大家主要关注<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>作为合金<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;625&nbsp;</span>的替代品,但应该注意的是在某些应用中,尤其是热交换器,它也可以作为一种有效和有成本效益的钛的替代品。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 事实上,它在任何暴露于氟离子的应用中都优于钛,因为氟离子对钛有害。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">现场测试</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> Ultra 654 SMO <span style="font-family:宋体;">已在各种应用中获得了广泛的现场测试经验。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">板式换热器</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 对暴露于盐度为<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;3.3%-3.6%&nbsp;</span>的北海海水中的板式换热器进行了重要的现场测试。参见图<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;2</span>。测试是在<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;45</span>、<span style="font-family:'Times New Roman';">50</span>、<span style="font-family:'Times New Roman';">60</span>和<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;70&nbsp;</span>°<span style="font-family:'Times New Roman';">C&nbsp;</span>下进行的,在<span style="font-family:'Times New Roman';">3&nbsp;</span>个月内施加<span style="font-family:'Times New Roman';">2ppm</span>连续氯化。在<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;45&nbsp;</span>°<span style="font-family:'Times New Roman';">C&nbsp;</span>时,<span style="font-family:'Times New Roman';">254 SMO&nbsp;</span>出现缝隙腐蚀,而<span style="font-family:'Times New Roman';">C276&nbsp;</span>出现浅的缝隙腐蚀和过钝化腐蚀。相比之下,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>在<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;70&nbsp;</span>°<span style="font-family:'Times New Roman';">C&nbsp;</span>下可耐缝隙腐蚀。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">冷凝管</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 约<span style="font-family:'Times New Roman';">94,000</span>米<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO</span>焊管(外径<span style="font-family:'Times New Roman';">24 x 0.7 x 7.815&nbsp;</span><span style="font-family:'Times New Roman';">mm</span><span style="font-family:宋体;">)*早用于</span><span style="font-family:'Times New Roman';">1995</span>年,用于替换瑞典<span style="font-family:'Times New Roman';">Forsmark 1&nbsp;</span>和<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;2&nbsp;</span>核电站的钛冷凝器管,如图<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;3&nbsp;</span>所示。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 紧随其后的是瑞典<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ringhals&nbsp;</span>的<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;56,000</span><span style="font-family:宋体;">米</span>钢管和芬兰<span style="font-family:'Times New Roman';">TVO</span>的<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;58,000</span><span style="font-family:宋体;">米</span>钢管。这些装置安装的冷凝器钢管总共超过<span style="font-family:'Times New Roman';">200</span>公里。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">制药厂</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">制药厂的通风系统可能会暴露在腐蚀性很强的气体中,例如氯化氢。在该工厂中测试了多种活性物质,包括</span> pH <span style="font-family:宋体;">值范围为 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">0 </span><span style="font-family:宋体;">到 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">14 </span><span style="font-family:宋体;">的含氯化物溶液。测试结果完全令人满意。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">烟气脱硫</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Babcock Noells&nbsp;</span>在<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;2017&nbsp;</span>年为吸取塔选择了<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO </span><span style="font-family:宋体;">钢</span>板。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>还为船用烟气脱硫装置的洗涤器入口提供了良好的耐腐蚀性能。作为热烟气的入口处,这是一个特别苛刻的应用。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">传统上,</span><span style="font-family:'Times New Roman';">Alloy</span><span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;31&nbsp;</span>一直是优选材料。它是一种添加了氮的铁镍铬钼合金。这填补了特殊合金奥氏体不锈钢和镍合金之间的空白。然而,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span><span style="font-family:宋体;">比</span><span style="font-family:'Times New Roman';">Alloy&nbsp;</span><span style="font-family:'Times New Roman';">31&nbsp;</span>具有更高的机械强度。如果入口的设计能够利用这种更高的强度,那么它可以减轻<span style="font-family:'Times New Roman';">15%&nbsp;</span>到<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;25%&nbsp;</span>的重量。此外,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>较低的镍含量也使其具有成本效益且价格更稳定。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">垃圾焚烧</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 由于垃圾中含有<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;PVC&nbsp;</span>和<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;PTFE&nbsp;</span>等塑料,城市垃圾焚烧厂的烟气可能含有氯化氢和氟化氢。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">1995</span>年,比利时泽布吕赫的一座城市垃圾焚烧厂安装了一台由<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>钢板制成的洗涤器。*具腐蚀性区域的使用条件包括<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;pH 0.5</span>、<span style="font-family:'Times New Roman';">80&nbsp;</span>°<span style="font-family:'Times New Roman';">C&nbsp;</span>的温度和<span style="font-family:'Times New Roman';">35,000 ppm&nbsp;</span>的氯化物。**次检查是在连续服务近<span style="font-family:'Times New Roman';">15&nbsp;</span>个月后停机时进行的,发现洗涤器处于良好状态。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">溶剂回收</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 在某些过程中从空气中回收溶剂时,它们会被捕获在活性炭过滤器中。饱和后,过滤器用<span style="font-family:'Times New Roman';">100-120&nbsp;</span>°<span style="font-family:'Times New Roman';">C&nbsp;</span>的蒸汽反冲洗,蒸汽冷凝溶剂混合物随后冷却并分离。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 在这个过程中,氯化物或盐酸会导致过滤器的不锈钢外壳腐蚀。据报道,当溶剂为二氯甲烷时,<span style="font-family:'Times New Roman';">316L</span>在使用很短的时间后会发生严重腐蚀。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>在该工艺中的**工业应用是<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;1992&nbsp;</span>年在英国普利茅斯的一家工厂的两个活性炭过滤器。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">纸浆漂白</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 造纸工业中的纸浆漂白使设备暴露于强氧化性和含氯化物的溶液中,有时在低<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;pH&nbsp;</span>值下。比较材料选择,传统不锈钢牌号在基于氯<span style="font-family:'Times New Roman';">/</span>二氧化氯的漂白过程中容易受到点腐蚀和缝隙腐蚀,但对基于过氧化物的漂白具有抵抗力。钛耐氯<span style="font-family:'Times New Roman';">/</span>二氧化氯,但在过氧化物溶液中容易受到均匀腐蚀。镍基合金耐过氧化物,但在二氧化氯溶液中会发生过钝化均匀腐蚀。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 作为一种铁基合金,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>可抵抗过氧化物中的均匀腐蚀和二氧化氯中的过钝化腐蚀。它还具有非常高的抗点腐蚀和缝隙腐蚀能力。这种组合使其成为漂白厂设备组件的理想材料。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 使用<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;654 SMO&nbsp;</span>的一个例子是瑞典纸浆厂<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;D&nbsp;</span>级漂白塔中的喷嘴,取代了仅持续<span style="font-family:'Times New Roman';">4&nbsp;</span>周的<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;316L</span>。环境中含有<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;3,000 ppm&nbsp;</span>二氧化氯,<span style="font-family:'Times New Roman';">pH&nbsp;</span>值为<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;3</span>–<span style="font-family:'Times New Roman';">3.5</span>,温度为<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;70&nbsp;</span>°<span style="font-family:'Times New Roman';">C</span>。它还被用于加拿大、美国和印度尼西亚工厂的<span style="font-family:'Times New Roman';">D&nbsp;</span>级过滤器洗涤器。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋体;">苛刻环境的理想选择</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 作为合金<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;625&nbsp;</span>的替代品,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>的多种优势和特性包括:<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> ? **的耐腐蚀性,使其非常适合高温、高氯化物含量和低<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;pH&nbsp;</span>值的苛刻环境。<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;</span>其主要应用包括热交换器、管道和泵。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> ?<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>是一种**成本效益的镍基合金替代品,尤其是对合金<span style="font-family:'Times New Roman';">625</span>,可节省<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;30%-40%&nbsp;</span>的潜在成本。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> ? 较低的合金含量使<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>的价格更加稳定。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> ? 较低的密度可节省材料成本并减轻成品结构的重量,以便于搬运和安装。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> ?<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>具有良好的机械性能和成型性。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> ?<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>可提供*大宽度为<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;1,000&nbsp;</span><span style="font-family:'Times New Roman';">mm</span><span style="font-family:宋体;">和厚度为</span><span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;0.5mm~6&nbsp;</span><span style="font-family:'Times New Roman';">mm</span><span style="font-family:宋体;">的卷材和板材。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> &nbsp; </p> <p class="MsoNormal"> &nbsp; </p>

锈钢材料能否替代镍合金?

许多设计师对于*苛刻的应用默认地选择镍合金, 例如:板式换热器 (PHE)、接触海水的管道和泵,以及用于化工、石化和纸浆造纸工业的设备。他们的理由是镍合金在苛刻腐蚀环境中具有**的耐腐蚀性能。然而这可能并不是*好的解决方案,镍基合金很贵。他们想到了选择不锈钢Ultra 654 SMO能够提供与镍合金625相当的性能,但是节约了30%-40%的成本并且价格稳定。 

Ultra 654 SMO化学成分的特征是它含有耐局部腐蚀性能非常重要的合金元素,如:铬(Cr)、钼(Mo)和特别重要的氮(N)。这使得它耐点蚀和缝隙腐蚀的性能都优于合金625。这还不是全部,Ultra 654 SMO比普通奥氏体不锈钢和耐腐蚀镍合金更强,同时具有与常规奥氏体合金相当的成形性能。

价格比较

在定价方面,Ultra 654 SMO 介于 316L 和合金625 之间。以 316L 作为基准,如表 1 所示,很明显,Ultra 654 SMO 比合金 625 便宜得多,同时可提供相当的性能。

由于较低的 Ni Mo 含量,更好的价格稳定性

Ultra 654 SMO 的一个主要优点是它提供比合金 625 更好的价格稳定性,因为它的镍和钼成分百分比较低,镍和钼容易受到商品价格变化的影响(见表2)。

较低的密度是一个重要的附带好处

 3 中显示的物理特性表明, Ultra 654 SMO 的密度8.0 kg/dm3低于合金 625的密度8.5 kg/dm3。这种差异可能看起来并不大,但是由于不锈钢和镍合金是按吨购买的,在购买大量材料时吨位减少6%,这通常直接转化为可观的成本节约。

Ultra 654 SMO 的较低密度也意味着整个系统更轻,便于搬运和安装,这对于海底和海上结构尤其重要。

强度更高,规格更薄,重量减轻更多

 4 显示 Ultra 654 SMO 比合金625 更强。这意味着可以使用更薄的规格制造组件,从而减轻重量和成本。

易于制造

r值,也称为塑性应变比,是材料具有良好拉伸性能的重要指标。值越高越好。此外,测量不同拉伸方向的值显示了板材在成型过程中如何承受变薄。

Ultra 654 SMO 在不同方向上显示出出色的 r 值,如图 1 所示。这使其非常适合压制组件,例如 板式换热器的板片。该材料还具有与其他奥氏体牌号相似的变形硬化率。

Ultra 654 SMO 也适用于热加工。为保持其机械性能,热加工后应在至少 1,150 °的温度下进行淬火,以去除热加工操作过程中形成的金属间相。

对于常用的焊接工艺,Ultra 654 SMO 具有良好的可焊性。 

与所有奥氏体不锈钢一样,Ultra 654 SMO 加工硬化很快。这一点,连同其高韧性,意味着从加工角度来看,它在车削、铣削和钻孔等操作中具有挑战性。但是,只要选择正确的刀具、刀具设置和切削速度,就可以成功加工。

耐腐蚀性能

Ultra 654 SMO 具有非常好地抗均匀腐蚀的能力、优异的抗点蚀和缝隙腐蚀 (PRE 56) 以及非常好的抗应力腐蚀开裂。实验室测试结果表明,Ultra 654 SMO 在某些氯化物环境中的耐腐蚀性能高于合金625、与 C-276 相似。

对于耐点蚀和缝隙腐蚀的相对性能,通过使用以不同方式测定的临界点蚀温度(CPT)和缝隙腐蚀温度(CCT)来说明。技术标准有:ASTM G48E (CPT)ASTM G48F(CCT) ASTM G150 (CPT)。用120目砂纸干磨表面制备试件,表列出了CPTCCT测试的结果。

320目砂纸干磨表面制备试件,表6列出了根据ASTM G150 测定的CPT结果。

替代钛的应用

虽然大家主要关注 Ultra 654 SMO 作为合金 625 的替代品,但应该注意的是在某些应用中,尤其是热交换器,它也可以作为一种有效和有成本效益的钛的替代品。

事实上,它在任何暴露于氟离子的应用中都优于钛,因为氟离子对钛有害。

现场测试

Ultra 654 SMO 已在各种应用中获得了广泛的现场测试经验。

板式换热器

对暴露于盐度为 3.3%-3.6% 的北海海水中的板式换热器进行了重要的现场测试。参见图 2。测试是在 455060 70 °下进行的,在个月内施加2ppm连续氯化。在 45 °时,254 SMO 出现缝隙腐蚀,而C276 出现浅的缝隙腐蚀和过钝化腐蚀。相比之下,Ultra 654 SMO  70 °下可耐缝隙腐蚀。

冷凝管

94,000Ultra 654 SMO焊管(外径24 x 0.7 x 7.815 mm)*早用于1995年,用于替换瑞典Forsmark 1  2 核电站的钛冷凝器管,如图 3 所示。

紧随其后的是瑞典 Ringhals  56,000钢管和芬兰TVO 58,000钢管。这些装置安装的冷凝器钢管总共超过200公里。

制药厂

制药厂的通风系统可能会暴露在腐蚀性很强的气体中,例如氯化氢。在该工厂中测试了多种活性物质,包括 pH 值范围为 0 14 的含氯化物溶液。测试结果完全令人满意。

烟气脱硫

Babcock Noells  2017 年为吸取塔选择了 Ultra 654 SMO 板。

Ultra 654 SMO 还为船用烟气脱硫装置的洗涤器入口提供了良好的耐腐蚀性能。作为热烟气的入口处,这是一个特别苛刻的应用。

传统上,Alloy 31 一直是优选材料。它是一种添加了氮的铁镍铬钼合金。这填补了特殊合金奥氏体不锈钢和镍合金之间的空白。然而,Ultra 654 SMO Alloy 31 具有更高的机械强度。如果入口的设计能够利用这种更高的强度,那么它可以减轻15%  25% 的重量。此外,Ultra 654 SMO 较低的镍含量也使其具有成本效益且价格更稳定。

垃圾焚烧

由于垃圾中含有 PVC  PTFE 等塑料,城市垃圾焚烧厂的烟气可能含有氯化氢和氟化氢。

1995年,比利时泽布吕赫的一座城市垃圾焚烧厂安装了一台由 Ultra 654 SMO 钢板制成的洗涤器。*具腐蚀性区域的使用条件包括 pH 0.580 °的温度和35,000 ppm 的氯化物。**次检查是在连续服务近15 个月后停机时进行的,发现洗涤器处于良好状态。

溶剂回收

在某些过程中从空气中回收溶剂时,它们会被捕获在活性炭过滤器中。饱和后,过滤器用100-120 °的蒸汽反冲洗,蒸汽冷凝溶剂混合物随后冷却并分离。

在这个过程中,氯化物或盐酸会导致过滤器的不锈钢外壳腐蚀。据报道,当溶剂为二氯甲烷时,316L在使用很短的时间后会发生严重腐蚀。

Ultra 654 SMO 在该工艺中的**工业应用是 1992 年在英国普利茅斯的一家工厂的两个活性炭过滤器。

纸浆漂白

造纸工业中的纸浆漂白使设备暴露于强氧化性和含氯化物的溶液中,有时在低 pH 值下。比较材料选择,传统不锈钢牌号在基于氯/二氧化氯的漂白过程中容易受到点腐蚀和缝隙腐蚀,但对基于过氧化物的漂白具有抵抗力。钛耐氯/二氧化氯,但在过氧化物溶液中容易受到均匀腐蚀。镍基合金耐过氧化物,但在二氧化氯溶液中会发生过钝化均匀腐蚀。

作为一种铁基合金,Ultra 654 SMO 可抵抗过氧化物中的均匀腐蚀和二氧化氯中的过钝化腐蚀。它还具有非常高的抗点腐蚀和缝隙腐蚀能力。这种组合使其成为漂白厂设备组件的理想材料。

使用 654 SMO 的一个例子是瑞典纸浆厂 D 级漂白塔中的喷嘴,取代了仅持续周的 316L。环境中含有 3,000 ppm 二氧化氯,pH 值为 33.5,温度为 70 °C。它还被用于加拿大、美国和印度尼西亚工厂的级过滤器洗涤器。

苛刻环境的理想选择

作为合金 625 的替代品,Ultra 654 SMO 的多种优势和特性包括:

? **的耐腐蚀性,使其非常适合高温、高氯化物含量和低 pH 值的苛刻环境。 其主要应用包括热交换器、管道和泵。

? Ultra 654 SMO 是一种**成本效益的镍基合金替代品,尤其是对合金625,可节省 30%-40% 的潜在成本。

? 较低的合金含量使 Ultra 654 SMO 的价格更加稳定。

? 较低的密度可节省材料成本并减轻成品结构的重量,以便于搬运和安装。

? Ultra 654 SMO 具有良好的机械性能和成型性。

? Ultra 654 SMO 可提供*大宽度为 1,000 mm和厚度为 0.5mm~6 mm的卷材和板材。

 

 

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