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 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，適合作邊絲材料由上海沃托閥門有限公司技術(shù)提供
1 蒙乃爾合金概述
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， 最早是由美國國際鎳公司(International鎳公司)開發(fā)的【¨， 其典型成分為70％Ni和30％Cu，它是鎳基耐蝕合金中應(yīng)用最廣泛的合金。Monel合金既具有較高的強度和韌性， 又具有優(yōu)良的抗還原酸及強堿介質(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， 因為鎳與硫和氧有劇烈反應(yīng)， 易形成Ni3S2和NiOC引。
2 蒙乃爾性能
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， 但在常溫時合金中僅能溶解0．15％ 的C， 過剩的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
善合金的機械性能， 特別是Si的含量對Monel合金的機械性能和物理性能有重要的影響。
3 蒙乃爾分類
Monel合金有鑄造合金和變形合金(軋材)兩大類。
3．1 蒙乃爾合金變形合金
美國的變形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在不同的美國標(biāo)準(zhǔn)體系中有各自的表示方法，為了便于使用和計算機統(tǒng)一管理，sAE (美國汽車工程師學(xué)會)和ASTM (美國材料與試驗學(xué)會)聯(lián)合發(fā)展了ASTM—SAE統(tǒng)一數(shù)碼系統(tǒng)(Unified Numbtring System—UNS)。在美國的UNS中，鎳合金有5種牌號的變形Monel合金， 有固溶強化型的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。表1 美國UNS中變形M0nd合金化學(xué)成分 ％
3．2 蒙乃爾鑄造合金
美國鑄造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(表2)， 在美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)QQ—N一288㈣中也有5種鑄造Monel合金(表3)。
4 蒙乃爾合金應(yīng)用
M35—1，M35—2及QQ—N一288中的A級和E級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(3．5％Si)Mon—el合金， 因強度高，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(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，其利用碳鋼對低溫(≤71℃ )的無水氫氟酸(HF)有較好的抗腐蝕性能， 但碳鋼長期在該工況使用時會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為CL300磅級， 用于其他工況的Monel合金內(nèi)件閥門， 壓力級有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， 因為Monel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)， 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性介質(zhì)中，要求鑄件應(yīng)按A級管路用閥門進行射線探傷檢驗。雖然美國標(biāo)準(zhǔn)中指出， 鑄造M35—1可焊， 但實際上其可焊性極差， 補焊的鑄件質(zhì)量難以保證。M35—1合金的密度為8．63t／m(20℃ 時)， 凝固收縮率21mm／m， 合金熔點為1315～ 1345℃ 。M35—1、M35—2及QQ-N一288的A級和E級是以鑄態(tài)交貨使用的。盡管鑄造Monel合金有許多牌號， 但用于鑄造Monel合金閥門鑄件時， 主要采用ASTMA494中的M35—1。鑄造Monel合金和變形Monel合金在化學(xué)成分上的變動很小(表4)， 但這種變動對變形合金來說滿足了其較好的變形能力， 而對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要用鑄造Monel合金牌號， 選用軋材時要用變形Monel合金牌號的理由。
蒙乃爾合金閥門的耐蝕性
    蒙乃爾合金閥門的耐蝕性容一般情況下比鎳銅合金閥門更優(yōu)越，它比純鎳更耐還原性介質(zhì)的腐蝕，比純銅耐氧化性介質(zhì)的腐蝕對硫酸、磷酸、碳的耐蝕性非常好，蒙乃爾合金閥門特別是耐氫氯酸的腐蝕，對熱濃堿也有優(yōu)良的耐腐性。此外，還耐中性溶液、高溫鹵素、海水、大氣及多種有機化合物的腐蝕。
    蒙乃爾合金鍛件閥門，基本上是用鑄件扒皮，加熱后鍛造而成棒料，熱鍛中出現(xiàn)裂紋傾向大，一般冷鍛后中溫時效，采用較少的鍛造比，可解決熱裂的傾向。
   蒙乃爾合金鑄件閥門的焊接，當(dāng)含碳量和含硅是增加時，焊接性能很差，當(dāng)含硅量達(dá)1.5%以上時，就不大好補焊了，而各種硫，磷及低熔點的金屬現(xiàn)更會惡化合金的焊接工藝性，所以一般補焊應(yīng)在低電流，冷焊為宜。
蒙乃爾合金閥門主要性能和適用范圍：
    蒙乃爾合金閥門對氫氟酸（HF）、氟化鈾（UF6、UF4）、稀硫酸、鹽酸、磷酸、醋酸、強堿性溶液、鹽水、海水及鹵族元素都有優(yōu)異的抗腐蝕性能，因此被廣泛地應(yīng)用在石油化工、石油精煉、原子能工業(yè)，醫(yī)藥工業(yè)等大型現(xiàn)代化企業(yè)的管路系統(tǒng)中的關(guān)鍵部位上。
 本公司主要蒙乃爾合金閥門有：蒙乃爾球閥、蒙乃爾截止閥、蒙乃爾止回閥、蒙乃爾截止閥。
6 結(jié)語
現(xiàn)行的Monel合金美國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有ASTM、SAE、AMS (美國航空材料標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會)、MII (美國國防部標(biāo)準(zhǔn))、ANSI、ASME及QQ (美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn))等。對于同一牌號的Monel合金， 采用不同的技術(shù)規(guī)范體系， 不僅牌號的表示方法不同，而且其規(guī)范的編號和內(nèi)容也不完全相同。通常軍工產(chǎn)品采用MII 、QQ 或AMS 規(guī)范， 民用產(chǎn)品采用ASTM 和ASME規(guī)范 J
參 考 文 獻(xiàn)-
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