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    不銹鋼材料能否替代鎳合金?

    日期:2022-11-21 22:00
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    摘要:<p class="MsoNormal"> 不<span style="font-family:宋體;">銹鋼材料能否替代鎳合金?</span> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">許多設計師對于*苛刻的應用默認地選擇鎳合金,</span> <span style="font-family:宋體;">例如:板式換熱器</span>&nbsp;(PHE)<span style="font-family:宋體;">、接觸海水的管道和泵,以及用于化工、石化和紙漿造紙工業的設備。他們的理由是鎳合金在苛刻腐蝕環境中具有**的耐腐蝕性能。然而這可能并不是*好的解決方案,鎳基合金很貴。他們想到了選擇不銹鋼</span>Ultra 654 SMO<span style="font-family:宋體;">,</span><span style="font-family:宋體;">能夠提供與鎳合金</span>625<span style="font-family:宋體;">相當的性能,但是節約了</span><span style="font-family:'Times New Roman';">30%-40%</span><span style="font-family:宋體;">的成本</span><span style="font-family:宋體;">,</span><span style="font-family:宋體;">并且價格穩定。</span>&nbsp;<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> Ultra 654 SMO<span style="font-family:宋體;">化學成分的特征是它含有耐局部腐蝕性能非常重要的合金元素,如:鉻(</span><span style="font-family:'Times New Roman';">Cr</span><span style="font-family:宋體;">)、鉬</span><span style="font-family:'Times New Roman';">(Mo)</span><span style="font-family:宋體;">和特別重要的氮(</span><span style="font-family:'Times New Roman';">N</span><span style="font-family:宋體;">)。這使得它耐點蝕和縫隙腐蝕的性能都優于合金</span><span style="font-family:'Times New Roman';">625</span><span style="font-family:宋體;">。這還不是全部,</span><span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO</span><span style="font-family:宋體;">比普通奧氏體不銹鋼和耐腐蝕鎳合金更強,同時具有與常規奧氏體合金相當的成形性能。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">價格比較</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">在定價方面,</span>Ultra 654 SMO <span style="font-family:宋體;">介于 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">316L </span><span style="font-family:宋體;">和合金</span><span style="font-family:'Times New Roman';">625 </span><span style="font-family:宋體;">之間。以 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">316L </span><span style="font-family:宋體;">作為基準,如表 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">1 </span><span style="font-family:宋體;">所示,很明顯,</span><span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO </span><span style="font-family:宋體;">比合金 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">625 </span><span style="font-family:宋體;">便宜得多,同時可提供相當的性能。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">由于較低的</span> Ni <span style="font-family:宋體;">和 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">Mo </span><span style="font-family:宋體;">含量,更好的價格穩定性</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> Ultra 654 SMO<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;</span>的一個主要優點是它提供比合金<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;625&nbsp;</span>更好的價格穩定性,因為它的鎳和鉬成分百分比較低,鎳和鉬容易受到商品價格變化的影響(見表<span style="font-family:'Times New Roman';">2</span>)。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">較低的密度是一個重要的附帶好處</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:宋體;">中顯示的物理特性表明,</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:宋體;">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:宋體;">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>。這種差異可能看起來并不大,但是由于不銹鋼和鎳合金是按噸購買的,在購買大量材料時噸位減少<span style="font-family:'Times New Roman';">6%</span>,這通常直接轉化為可觀的成本節約。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>的較低密度也意味著整個系統更輕,便于搬運和安裝,這對于海底和海上結構尤其重要。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">強度更高,規格更薄,重量減輕更多</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 表<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;4&nbsp;</span>顯示<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>更強。這意味著可以使用更薄的規格制造組件,從而減輕重量和成本。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">易于制造</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">r</span>值,也稱為塑性應變比,是材料具有良好拉伸性能的重要指標。<span style="font-family:'Times New Roman';">r&nbsp;</span>值越高越好。此外,測量不同拉伸方向的<span style="font-family:'Times New Roman';">r&nbsp;</span>值顯示了板材在成型過程中如何承受變薄。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>在不同方向上顯示出出色的<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;r&nbsp;</span>值,如圖<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;1&nbsp;</span><span style="font-family:宋體;">所示。這使其非常適合壓制組件,例如</span> <span style="font-family:宋體;">板式換熱器的板片。該材料還具有與其他奧氏體牌號相似的變形硬化率。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>也適用于熱加工。為保持其機械性能,熱加工后應在至少<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;1,150&nbsp;</span>°<span style="font-family:'Times New Roman';">C&nbsp;</span>的溫度下進行淬火,以去除熱加工操作過程中形成的金屬間相。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 對于常用的焊接工藝,<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"> 與所有奧氏體不銹鋼一樣,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>加工硬化很快。這一點,連同其高韌性,意味著從加工角度來看,它在車削、銑削和鉆孔等操作中具有挑戰性。但是,只要選擇正確的刀具、刀具設置和切削速度,就可以成功加工。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">耐腐蝕性能</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>具有非常好地抗均勻腐蝕的能力、優異的抗點蝕和縫隙腐蝕<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;(PRE 56)&nbsp;</span>以及非常好的抗應力腐蝕開裂。實驗室測試結果表明,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>在某些氯化物環境中的耐腐蝕性能高于合金<span style="font-family:'Times New Roman';">625</span>、與<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;C-276&nbsp;</span>相似。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 對于耐點蝕和縫隙腐蝕的相對性能,通過使用以不同方式測定的臨界點蝕溫度(<span style="font-family:'Times New Roman';">CPT</span>)和縫隙腐蝕溫度(<span style="font-family:'Times New Roman';">CCT</span>)來說明。技術標準有:<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:宋體;">。用</span><span style="font-family:'Times New Roman';">120</span>目砂紙干磨表面制備試件,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>測試的結果。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 用<span style="font-family:'Times New Roman';">320</span><span style="font-family:宋體;">目砂紙</span>干磨表面制備試件,表<span style="font-family:'Times New Roman';">6</span>列出了根據<span style="font-family:'Times New Roman';">ASTM G150&nbsp;</span>測定的<span style="font-family:'Times New Roman';">CPT</span>結果。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">替代鈦的應用</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 雖然我們主要關注<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>作為合金<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;625&nbsp;</span>的替代品,但應該注意的是在某些應用中,尤其是熱交換器,它也可以作為一種有效和有成本效益的鈦的替代品。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 事實上,它在任何暴露于氟離子的應用中都優于鈦,因為氟離子對鈦有害。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">現場測試</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> Ultra 654 SMO <span style="font-family:宋體;">已在各種應用中獲得了廣泛的現場測試經驗。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">板式換熱器</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 對暴露于鹽度為<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;3.3%-3.6%&nbsp;</span>的北海海水中的板式換熱器進行了重要的現場測試。參見圖<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;2</span>。測試是在<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>下進行的,在<span style="font-family:'Times New Roman';">3&nbsp;</span>個月內施加<span style="font-family:'Times New Roman';">2ppm</span>連續氯化。在<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;45&nbsp;</span>°<span style="font-family:'Times New Roman';">C&nbsp;</span>時,<span style="font-family:'Times New Roman';">254 SMO&nbsp;</span>出現縫隙腐蝕,而<span style="font-family:'Times New Roman';">C276&nbsp;</span>出現淺的縫隙腐蝕和過鈍化腐蝕。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>下可耐縫隙腐蝕。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">冷凝管</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 約<span style="font-family:'Times New Roman';">94,000</span>米<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO</span>焊管(外徑<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:宋體;">)*早用于</span><span style="font-family:'Times New Roman';">1995</span>年,用于替換瑞典<span style="font-family:'Times New Roman';">Forsmark 1&nbsp;</span>和<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;2&nbsp;</span>核電站的鈦冷凝器管,如圖<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;3&nbsp;</span>所示。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 緊隨其后的是瑞典<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:宋體;">米</span>鋼管和芬蘭<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:宋體;">米</span>鋼管。這些裝置安裝的冷凝器鋼管總共超過<span style="font-family:'Times New Roman';">200</span>公里。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">制藥廠</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">制藥廠的通風系統可能會暴露在腐蝕性很強的氣體中,例如氯化氫。在該工廠中測試了多種活性物質,包括</span> pH <span style="font-family:宋體;">值范圍為 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">0 </span><span style="font-family:宋體;">到 </span><span style="font-family:'Times New Roman';">14 </span><span style="font-family:宋體;">的含氯化物溶液。測試結果完全令人滿意。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">煙氣脫硫</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>年為吸收塔選擇了<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO </span><span style="font-family:宋體;">鋼</span>板。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>還為船用煙氣脫硫裝置的洗滌器入口提供了良好的耐腐蝕性能。作為熱煙氣的入口處,這是一個特別苛刻的應用。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">傳統上,</span><span style="font-family:'Times New Roman';">Alloy</span><span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;31&nbsp;</span>一直是優選材料。它是一種添加了氮的鐵鎳鉻鉬合金。這填補了特殊合金奧氏體不銹鋼和鎳合金之間的空白。然而,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span><span style="font-family:宋體;">比</span><span style="font-family:'Times New Roman';">Alloy&nbsp;</span><span style="font-family:'Times New Roman';">31&nbsp;</span>具有更高的機械強度。如果入口的設計能夠利用這種更高的強度,那么它可以減輕<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>較低的鎳含量也使其具有成本效益且價格更穩定。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">垃圾焚燒</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,城市垃圾焚燒廠的煙氣可能含有氯化氫和氟化氫。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">1995</span>年,比利時澤布呂赫的一座城市垃圾焚燒廠安裝了一臺由<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>鋼板制成的洗滌器。*具腐蝕性區域的使用條件包括<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>的溫度和<span style="font-family:'Times New Roman';">35,000 ppm&nbsp;</span>的氯化物。**次檢查是在連續服務近<span style="font-family:'Times New Roman';">15&nbsp;</span>個月后停機時進行的,發現洗滌器處于良好狀態。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">溶劑回收</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 在某些過程中從空氣中回收溶劑時,它們會被捕獲在活性炭過濾器中。飽和后,過濾器用<span style="font-family:'Times New Roman';">100-120&nbsp;</span>°<span style="font-family:'Times New Roman';">C&nbsp;</span>的蒸汽反沖洗,蒸汽冷凝溶劑混合物隨后冷卻并分離。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 在這個過程中,氯化物或鹽酸會導致過濾器的不銹鋼外殼腐蝕。據報道,當溶劑為二氯甲烷時,<span style="font-family:'Times New Roman';">316L</span>在使用很短的時間后會發生嚴重腐蝕。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>在該工藝中的**工業應用是<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;1992&nbsp;</span>年在英國普利茅斯的一家工廠的兩個活性炭過濾器。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">紙漿漂白</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 造紙工業中的紙漿漂白使設備暴露于強氧化性和含氯化物的溶液中,有時在低<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;pH&nbsp;</span>值下。比較材料選擇,傳統不銹鋼牌號在基于氯<span style="font-family:'Times New Roman';">/</span>二氧化氯的漂白過程中容易受到點腐蝕和縫隙腐蝕,但對基于過氧化物的漂白具有抵抗力。鈦耐氯<span style="font-family:'Times New Roman';">/</span>二氧化氯,但在過氧化物溶液中容易受到均勻腐蝕。鎳基合金耐過氧化物,但在二氧化氯溶液中會發生過鈍化均勻腐蝕。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 作為一種鐵基合金,<span style="font-family:'Times New Roman';">Ultra 654 SMO&nbsp;</span>可抵抗過氧化物中的均勻腐蝕和二氧化氯中的過鈍化腐蝕。它還具有非常高的抗點腐蝕和縫隙腐蝕能力。這種組合使其成為漂白廠設備組件的理想材料。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 使用<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;654 SMO&nbsp;</span>的一個例子是瑞典紙漿廠<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;D&nbsp;</span>級漂白塔中的噴嘴,取代了僅持續<span style="font-family:'Times New Roman';">4&nbsp;</span>周的<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;316L</span>。環境中含有<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>值為<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;3</span>–<span style="font-family:'Times New Roman';">3.5</span>,溫度為<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;70&nbsp;</span>°<span style="font-family:'Times New Roman';">C</span>。它還被用于加拿大、美國和印度尼西亞工廠的<span style="font-family:'Times New Roman';">D&nbsp;</span>級過濾器洗滌器。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> <span style="font-family:宋體;">苛刻環境的理想選擇</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> 作為合金<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>的多種優勢和特性包括:<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> ? **的耐腐蝕性,使其非常適合高溫、高氯化物含量和低<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;pH&nbsp;</span>值的苛刻環境。<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;</span>其主要應用包括熱交換器、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>是一種**成本效益的鎳基合金替代品,尤其是對合金<span style="font-family:'Times New Roman';">625</span>,可節省<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;30%-40%&nbsp;</span>的潛在成本。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> ? 較低的合金含量使<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>的價格更加穩定。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> ? 較低的密度可節省材料成本并減輕成品結構的重量,以便于搬運和安裝。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> ?<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>具有良好的機械性能和成型性。<o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> ?<span style="font-family:'Times New Roman';">&nbsp;Ultra 654 SMO&nbsp;</span>可提供*大寬度為<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:宋體;">和厚度為</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:宋體;">的卷材和板材。</span><o:p></o:p> </p> <p class="MsoNormal"> &nbsp; </p> <p class="MsoNormal"> &nbsp; </p>

    銹鋼材料能否替代鎳合金?

    許多設計師對于*苛刻的應用默認地選擇鎳合金, 例如:板式換熱器 (PHE)、接觸海水的管道和泵,以及用于化工、石化和紙漿造紙工業的設備。他們的理由是鎳合金在苛刻腐蝕環境中具有**的耐腐蝕性能。然而這可能并不是*好的解決方案,鎳基合金很貴。他們想到了選擇不銹鋼Ultra 654 SMO,能夠提供與鎳合金625相當的性能,但是節約了30%-40%的成本,并且價格穩定。 

    Ultra 654 SMO化學成分的特征是它含有耐局部腐蝕性能非常重要的合金元素,如:鉻(Cr)、鉬(Mo)和特別重要的氮(N)。這使得它耐點蝕和縫隙腐蝕的性能都優于合金625。這還不是全部,Ultra 654 SMO比普通奧氏體不銹鋼和耐腐蝕鎳合金更強,同時具有與常規奧氏體合金相當的成形性能。

    價格比較

    在定價方面,Ultra 654 SMO 介于 316L 和合金625 之間。以 316L 作為基準,如表 1 所示,很明顯,Ultra 654 SMO 比合金 625 便宜得多,同時可提供相當的性能。

    由于較低的 Ni Mo 含量,更好的價格穩定性

    Ultra 654 SMO 的一個主要優點是它提供比合金 625 更好的價格穩定性,因為它的鎳和鉬成分百分比較低,鎳和鉬容易受到商品價格變化的影響(見表2)。

    較低的密度是一個重要的附帶好處

     3 中顯示的物理特性表明, Ultra 654 SMO 的密度8.0 kg/dm3低于合金 625的密度8.5 kg/dm3。這種差異可能看起來并不大,但是由于不銹鋼和鎳合金是按噸購買的,在購買大量材料時噸位減少6%,這通常直接轉化為可觀的成本節約。

    Ultra 654 SMO 的較低密度也意味著整個系統更輕,便于搬運和安裝,這對于海底和海上結構尤其重要。

    強度更高,規格更薄,重量減輕更多

     4 顯示 Ultra 654 SMO 比合金625 更強。這意味著可以使用更薄的規格制造組件,從而減輕重量和成本。

    易于制造

    r值,也稱為塑性應變比,是材料具有良好拉伸性能的重要指標。值越高越好。此外,測量不同拉伸方向的值顯示了板材在成型過程中如何承受變薄。

    Ultra 654 SMO 在不同方向上顯示出出色的 r 值,如圖 1 所示。這使其非常適合壓制組件,例如 板式換熱器的板片。該材料還具有與其他奧氏體牌號相似的變形硬化率。

    Ultra 654 SMO 也適用于熱加工。為保持其機械性能,熱加工后應在至少 1,150 °的溫度下進行淬火,以去除熱加工操作過程中形成的金屬間相。

    對于常用的焊接工藝,Ultra 654 SMO 具有良好的可焊性。 

    與所有奧氏體不銹鋼一樣,Ultra 654 SMO 加工硬化很快。這一點,連同其高韌性,意味著從加工角度來看,它在車削、銑削和鉆孔等操作中具有挑戰性。但是,只要選擇正確的刀具、刀具設置和切削速度,就可以成功加工。

    耐腐蝕性能

    Ultra 654 SMO 具有非常好地抗均勻腐蝕的能力、優異的抗點蝕和縫隙腐蝕 (PRE 56) 以及非常好的抗應力腐蝕開裂。實驗室測試結果表明,Ultra 654 SMO 在某些氯化物環境中的耐腐蝕性能高于合金625、與 C-276 相似。

    對于耐點蝕和縫隙腐蝕的相對性能,通過使用以不同方式測定的臨界點蝕溫度(CPT)和縫隙腐蝕溫度(CCT)來說明。技術標準有:ASTM G48E (CPT)、ASTM G48F(CCT) ASTM G150 (CPT)。用120目砂紙干磨表面制備試件,表列出了CPTCCT測試的結果。

    320目砂紙干磨表面制備試件,表6列出了根據ASTM G150 測定的CPT結果。

    替代鈦的應用

    雖然我們主要關注 Ultra 654 SMO 作為合金 625 的替代品,但應該注意的是在某些應用中,尤其是熱交換器,它也可以作為一種有效和有成本效益的鈦的替代品。

    事實上,它在任何暴露于氟離子的應用中都優于鈦,因為氟離子對鈦有害。

    現場測試

    Ultra 654 SMO 已在各種應用中獲得了廣泛的現場測試經驗。

    板式換熱器

    對暴露于鹽度為 3.3%-3.6% 的北海海水中的板式換熱器進行了重要的現場測試。參見圖 2。測試是在 45、50、60 70 °下進行的,在個月內施加2ppm連續氯化。在 45 °時,254 SMO 出現縫隙腐蝕,而C276 出現淺的縫隙腐蝕和過鈍化腐蝕。相比之下,Ultra 654 SMO  70 °下可耐縫隙腐蝕。

    冷凝管

    94,000Ultra 654 SMO焊管(外徑24 x 0.7 x 7.815 mm)*早用于1995年,用于替換瑞典Forsmark 1  2 核電站的鈦冷凝器管,如圖 3 所示。

    緊隨其后的是瑞典 Ringhals  56,000鋼管和芬蘭TVO 58,000鋼管。這些裝置安裝的冷凝器鋼管總共超過200公里。

    制藥廠

    制藥廠的通風系統可能會暴露在腐蝕性很強的氣體中,例如氯化氫。在該工廠中測試了多種活性物質,包括 pH 值范圍為 0 14 的含氯化物溶液。測試結果完全令人滿意。

    煙氣脫硫

    Babcock Noells  2017 年為吸收塔選擇了 Ultra 654 SMO 板。

    Ultra 654 SMO 還為船用煙氣脫硫裝置的洗滌器入口提供了良好的耐腐蝕性能。作為熱煙氣的入口處,這是一個特別苛刻的應用。

    傳統上,Alloy 31 一直是優選材料。它是一種添加了氮的鐵鎳鉻鉬合金。這填補了特殊合金奧氏體不銹鋼和鎳合金之間的空白。然而,Ultra 654 SMO Alloy 31 具有更高的機械強度。如果入口的設計能夠利用這種更高的強度,那么它可以減輕15%  25% 的重量。此外,Ultra 654 SMO 較低的鎳含量也使其具有成本效益且價格更穩定。

    垃圾焚燒

    由于垃圾中含有 PVC  PTFE 等塑料,城市垃圾焚燒廠的煙氣可能含有氯化氫和氟化氫。

    1995年,比利時澤布呂赫的一座城市垃圾焚燒廠安裝了一臺由 Ultra 654 SMO 鋼板制成的洗滌器。*具腐蝕性區域的使用條件包括 pH 0.5、80 °的溫度和35,000 ppm 的氯化物。**次檢查是在連續服務近15 個月后停機時進行的,發現洗滌器處于良好狀態。

    溶劑回收

    在某些過程中從空氣中回收溶劑時,它們會被捕獲在活性炭過濾器中。飽和后,過濾器用100-120 °的蒸汽反沖洗,蒸汽冷凝溶劑混合物隨后冷卻并分離。

    在這個過程中,氯化物或鹽酸會導致過濾器的不銹鋼外殼腐蝕。據報道,當溶劑為二氯甲烷時,316L在使用很短的時間后會發生嚴重腐蝕。

    Ultra 654 SMO 在該工藝中的**工業應用是 1992 年在英國普利茅斯的一家工廠的兩個活性炭過濾器。

    紙漿漂白

    造紙工業中的紙漿漂白使設備暴露于強氧化性和含氯化物的溶液中,有時在低 pH 值下。比較材料選擇,傳統不銹鋼牌號在基于氯/二氧化氯的漂白過程中容易受到點腐蝕和縫隙腐蝕,但對基于過氧化物的漂白具有抵抗力。鈦耐氯/二氧化氯,但在過氧化物溶液中容易受到均勻腐蝕。鎳基合金耐過氧化物,但在二氧化氯溶液中會發生過鈍化均勻腐蝕。

    作為一種鐵基合金,Ultra 654 SMO 可抵抗過氧化物中的均勻腐蝕和二氧化氯中的過鈍化腐蝕。它還具有非常高的抗點腐蝕和縫隙腐蝕能力。這種組合使其成為漂白廠設備組件的理想材料。

    使用 654 SMO 的一個例子是瑞典紙漿廠 D 級漂白塔中的噴嘴,取代了僅持續周的 316L。環境中含有 3,000 ppm 二氧化氯,pH 值為 33.5,溫度為 70 °C。它還被用于加拿大、美國和印度尼西亞工廠的級過濾器洗滌器。

    苛刻環境的理想選擇

    作為合金 625 的替代品,Ultra 654 SMO 的多種優勢和特性包括:

    ? **的耐腐蝕性,使其非常適合高溫、高氯化物含量和低 pH 值的苛刻環境。 其主要應用包括熱交換器、管道和泵。

    ? Ultra 654 SMO 是一種**成本效益的鎳基合金替代品,尤其是對合金625,可節省 30%-40% 的潛在成本。

    ? 較低的合金含量使 Ultra 654 SMO 的價格更加穩定。

    ? 較低的密度可節省材料成本并減輕成品結構的重量,以便于搬運和安裝。

    ? Ultra 654 SMO 具有良好的機械性能和成型性。

    ? Ultra 654 SMO 可提供*大寬度為 1,000 mm和厚度為 0.5mm~6 mm的卷材和板材。

     

     

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