哈氏合金反應釜技術
更新時間：2024-03-20
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GSHA/型哈氏合金反應釜采用端面稀土耦合驅(qū)動器，具有靜密封、無泄漏的特點。釜體材料主要采用Hasloy C-276合金(哈氏C-276合金)，并可根據(jù)不同介質(zhì)要求制作304、321、316L、2520、不銹鋼、鈦材(TA2)、鎳材、鉭材、鋯材、哈氏合金、蒙乃爾、內(nèi)襯聚四氟乙烯等特殊材質(zhì)。攪拌軸承采用耐腐蝕不銹鋼軸承，適合高轉(zhuǎn)速、加氫催化，低粘度物料的攪拌，攪拌槳采用推進式攪拌漿。加熱方式一般為干式電加熱，也可根據(jù)用戶要求制作電加熱導熱油加熱或夾套加熱。帶有多功能控溫、控壓數(shù)顯控制箱。加熱控制系統(tǒng)采用PID自動溫度控制儀表，溫度控制十分。 儀表經(jīng)整定后，可有效抑制溫度過沖。
備注：
1. 除上述規(guī)格成品外，還可根據(jù)用戶要求定制不同容積產(chǎn)品。
2. 常規(guī)主體材料為1Cr18Ni9Ti:主體材料可根據(jù)用戶要求選用316L不銹鋼、鎳材、鈦材、鉭材、鋯材、哈氏合金、蒙乃爾、2520.904L等特殊材質(zhì)。
3. 可根據(jù)用戶要求制作電加熱導熱油加熱，或夾套加熱。
4. 攪拌槳形式可根據(jù)用戶要求選擇、定制。
| 序號 | 產(chǎn)品名稱 | 數(shù)量 | 配置及技術要求 | 備注 |
| 1 | 反應釜 | 1 | 工作壓力：10MPa；工作溫度：200℃；有效容積：10L；含PID自動控制系統(tǒng)；含帶電機的磁力攪拌器（可更換攪拌裝置）；釜內(nèi)與物料接觸材質(zhì)為內(nèi)襯哈氏合金。 |
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| 3 | 進氣泵 | 1 | 泵出壓力≧10MPa，流量0.5L/min,進氣流量可調(diào)節(jié)，泵材質(zhì)能耐酸堿腐蝕。 | |
| 4 | 真空泵 | 1 | 能實現(xiàn)抽真空額度為90KPa左右（ -90KPa），抽真空裝置材質(zhì)能耐酸堿腐蝕。 |
注：配套管、閥門及計量、顯示設施可按照以下草圖進行配置。
一、物理性能
密度：8.90g/cm3, 比熱：425J/kg/k, 彈性模量：205Gpa(21℃)
二、耐蝕性能
哈氏C-276合金屬于鎳-鉬-鉻-鐵-鎢系鎳基合金。它是現(xiàn)代金屬材料中耐蝕的一種。主要耐濕氯、各種氧化性氯化物、氯化鹽溶液、硫酸與氧化性鹽，在低溫與中溫鹽酸中均有很好的耐蝕性能。因此，近三十年以來、在苛刻的腐蝕環(huán)境中，如化工、石油化工、煙氣脫硫、紙漿和造紙、環(huán)保等工業(yè)領域有著相當廣泛的應用。
哈氏C-276合金的各種腐蝕數(shù)據(jù)是有其典型性的，但是不能用作規(guī)范，尤其是在不明環(huán)境中，必須要經(jīng)過試驗才可以選材。哈氏C-276合金中沒有足夠的Cr來耐強氧化性環(huán)境的腐蝕，如熱的濃硝酸。這種合金的產(chǎn)生主要是針對化工過程環(huán)境，尤其是存在混酸的情況下，如煙氣脫硫系統(tǒng)的出料管等。下表是四種合金在不同環(huán)境下的腐蝕對比試驗情況。(所有焊接試樣采用自熔鎢極氬弧焊)
四種金屬在不同環(huán)境下的腐蝕對比試驗
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試驗環(huán)境 （沸騰） | 腐蝕率（毫米/） | |||||
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典型316
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AL-6XN
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Inconel625 |
C-276
| |||
| 基本 金屬試樣 | 焊接 試樣 | 基本 金屬 試樣 | 焊接 試樣 | 基本 金屬 試樣 | 基本 金屬 試樣 | |
| 45%蟻酸 | 0.277 | 0.262 | 0.116 | 0.142 | 0.13 | 0.07 |
| 10%草酸 | 1.02 | 0.991 | 0.277 | 0.274 | 0.15 | 0.29 |
| 20%磷酸 | 0.177 | 0.155 | 0.007 | 0.006 | 0.001 | 0.001 |
| 10% 氨基磺酸 | 1.62 | 1.58 | 0.751 | 0.381 | 0.12 | 0.07 |
| 10%硫酸 | 9.44 | 9.44 | 2.14 | 2.34 | 0.64 | 0.35 |
| 10% 碳酸氫鈉 | 1.06 | 1.06 | 0.609 | 0.344 | 0.10 | 0.07 |
哈氏C-276合金可以用作燃煤系統(tǒng)的煙氣脫硫部件，在這種環(huán)境下C-276是耐蝕的材料。下表是C-276合金和典型316在煙氣模擬系統(tǒng)“綠色死亡”溶液中的腐蝕對比試驗情況。
“綠色死亡”溶液中的腐蝕對比試驗
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“綠色死亡”溶液（沸騰） | 腐蝕率(mm/a) | |
| 典型316 | C-276 | |
| 7%硫酸 |
破壞 |
0.67 |
| 3%鹽酸 | ||
| 1%CuCl2 | ||
| 1%FeCl3 | ||
由上表可見，C-276合金對混合的具有氯離子的酸、鹽溶液有很好的耐蝕性能。
哈氏C-276合金中Cr、Mo、W的加入將C-276合金的耐點蝕和縫隙腐蝕的能力大大提高。C-276合金在海水環(huán)境中被認為是惰性的，所以C-276被廣泛地應用在海洋、鹽水和高氯環(huán)境中，甚至在強酸低 PH值情況下。下表是四種金屬在6%FeCl3(按ASTM標準G-48執(zhí)行)溶液中發(fā)生縫隙腐蝕的對比情況。
縫隙腐蝕發(fā)生情況
| 縫隙腐蝕發(fā)生溫度 | °F | °C |
| 典型316 | 27 | 2.5 |
| AL-6XN | 113 | 45 |
| Inconel625 | 113 | 45 |
| C-276 | 140 | 60 |
C-276合金中高含量的Ni和Mo使其對氯離子應力腐蝕斷裂也有很強的抵抗能力，下表是四種金屬在不同含氯離子溶液中的應力腐蝕斷裂試驗情況。
氯離子應力腐蝕斷裂試驗情況
| 試驗溶液 | 彎曲U形試樣試驗時間（Hours）和試驗結(jié)果 | |||
| 典型316 | AL-6XN | Inconel625 | C-276 | |
| 42%MgCl2(沸騰) | 失敗(24小時) | 兼有(1000小時) | 抵抗(1000小時) | 抵抗(1000小時) |
| 33%LiCl(沸騰) | 失敗(100小時) | 抵抗(1000小時) | 抵抗(1000小時) | 抵抗(1000小時) |
| 26%NaCl(沸騰) | 失敗(300小時) | 抵抗(1000小時) | 抵抗(1000小時) | 抵抗(1000小時) |
三、焊接及熱處理
C- 276合金的焊接性能和普通奧氏體不銹鋼相似，在使用一種焊接方法對C-276焊接之前，必須要采取措施以使焊縫及熱影響區(qū)的抗腐蝕性能下降小，如鎢極氣體保護焊（GTAW）、金屬極氣體保護焊（GMAW）、埋弧焊或其他一些可以使焊縫及熱影響區(qū)抗腐蝕性能下降小的焊接方法。但對于諸如氧炔焊等有可能增加材料焊縫及熱影響區(qū)含碳量或含硅量的焊接方法是不適合采用的。
關于焊接接頭形式的選擇，可以參照ASME鍋爐與壓力容器規(guī)范對C-276焊接接頭的成功經(jīng)驗。
焊接坡口好采用機械加工的方法，但是機械加工會帶來加工硬化，所以對機械加工的坡口處進行焊接前打磨是必要的。
焊接時要采用適宜的熱輸入速度，以防止熱裂紋的產(chǎn)生。
在絕大多數(shù)腐蝕環(huán)境下，C-276都能以焊接件的形式應用。但在十分苛刻的環(huán)境中，C-276材料及焊接件要進行固溶熱處理以獲得好的抗腐蝕性能。
C-276合金的焊接可以選擇自身作焊接材料或填料金屬。如要求在C-276的焊縫中添加某些成分，象其它鎳基合金或不銹鋼，并且這些焊縫將暴露在腐蝕環(huán)境中時，那么，焊接所用的焊條或焊絲則要求有和母材金屬耐腐蝕相當?shù)男阅堋?/p>
哈氏C-276合金材料固溶熱處理包括兩個過程：（1）在1040℃~1150℃加熱；（2）在兩分鐘之內(nèi)快速冷卻至黑色狀態(tài)（400℃左右），這樣處理后的材料有很好的耐蝕性能。因此僅對哈氏C-276合金進行消應力熱處理是無效的。在熱處理之前要清理合金表面的油污等可能在熱處理過程中產(chǎn)生碳元素的一切污垢。
C-276合金表面在焊接或熱處理時會產(chǎn)生氧化物，使合金中的Cr含量降低，影響耐蝕性能，所以要對其進行表面清理。可以使用不銹鋼絲刷或砂輪，接下來浸入適當比例硝酸和氫氟酸的混合液中酸洗，后用清水沖洗干凈。
