incoloy 825 (UNS N08825) هي سبيكة من النيكل-الحديد النيكل الأوستينيوم ، مع إضافات الموليبدينوم والنحاس. تم تطويره لتحمل عدوانية ظروف الحمض المختلطة، لا سيما تلك التي تنطوي على أكسدة وتقليل الأنواع في درجات حرارة مرتفعة. مقاومة استثنائية ل تكسير تآكل الإجهاد (SCC), هجوم الحمض، و التآكل بين الحبيبية وقد أدى إلى اعتمادها المكثف فيإعادة معالجة الوقود النووي, وحدات تجديد الحمض، و بيئات النفط والغاز الحامضة.

تستكشف هذه المقالة السلوك المعدني ، ومقاومة التآكل ، وأداء SCC لـ Incoloy 825 ، مع تركيز خاص على دورها في البيئات التي تحتوي كلوريد ، نترات ، وحمض الكبريتيك- كوكتيل شائع في النباتات الكيميائية النووية والثقيلة.

التكوين والبنية المعدنية

التكوين الاسمي لـ Incoloy 825 هو كما يلي:

مزايا التصميم الرئيسي يشمل:

• توازن NI-CR للحماية من الأحماض المؤكسدة (على سبيل المثال ، hno₃ ، h₂so₄).

• مو و Cu لمقاومة الحد من الأحماض (على سبيل المثال ، حمض الهيدروكلوريك ، حمض الفوسفوريك).

• استقرار Ti لمنع التوعية أثناء اللحام أو التعرض الحراري على المدى الطويل.

والنتيجة هي البنية المجهرية للوكيل FCC بالكامل ، مع استقرار مرحلة عالية وقابلية منخفضة لهطول كربيد عند حدود الحبوب.

الإجهاد تآكل التآكل المقاومة

SCC هو شكل من أشكال التكسير بمساعدة البيئة الناجم عن الوجود المتزامن لإجهاد الشد ، وسيلة تآكل ، والبنية المجهرية الحساسة. في البيئات الحمضية المحتوية على الكلوريد ، تفشل العديد من الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل كارثي بسبب SCC.

يوفر محتوى النيكل المرتفع من Incoloy 825 (> 40 ٪) والبنية المستقرة مناعة ممتازة.

السلوك في بيئات الحمض المختلط

في إعادة المعالجة النووية ، ونظم النفايات الصناعية ، ووحدات تجديد H₂so₄ ، تم العثور على ما يلي عادة:

• أكاسيد H₂so₄ + Fe/CR

• آثار hno₃ + cl⁻

• أبخرة حمض الهيدروفلوريك

معارض incoloy 825:

• تشكيل فيلم سلبي مستقر في وسائل الإعلام المؤكسدة.

• مقاومة التآكل المترجمة في تقليل أنظمة الحمض.

• لا تآكل التآكل أو شق يصل إلى 100 درجة مئوية في 20 ٪ h₂so₄ مع 500 جزء في المليون CL⁻.

• لا يوجد SCC عبر الحبيبية تصل إلى 70 درجة مئوية في 10 ٪ HNO₃ + 100 جزء في المليون CL⁻.

تضمن هذه الخصائص أنها تتفوق على العديد من الفولاذ المزدوجة وحتى الفولاذ الفائق في وحدات معالجة الأحماض المعقدة.

الاستقرار الحراري والتعرض طويل الأجل

تتطلب تشغيل درجة الحرارة العالية في بيئات الإشعاع أو الأحماض الساخنة:

• مقاومة التوعية الحرارية وهطول كربيد.

• استقرار الفيلم السلبي في درجات حرارة مرتفعة.

لا يزال incoloy 825 مستقرًا 540-600 درجة مئوية. تظهر دراسات الشيخوخة طويلة الأجل (10000 ساعة عند 550 درجة مئوية):

• لا هجوم بين الحبيبية أو حدود الحبوب كربيد هطول الأمطار.

• الاحتفاظ> 85 ٪ قوة العائد.

• الحد الأدنى من التغيير في شدة عتبة SCC.

تكشف الصور المجهرية (غير مبينة) بنية الحبوب المعادلة بالكامل وغياب المراحل γ ′ أو مراحل ما بين الأطراف بعد الشيخوخة.

تصنيع السلوك واللحام

ISOLOY 825 هو:

• بسهولة بارد وتشكيل اللفة دون تكسير.

• قابل لحام باستخدام أساليب GTAW و SMAW و GMAW.

• ليس عرضة لتوعية المخاطر، على عكس 316L أو 904L.

المعادن الحشو مثل ERNiFeCr-1 أوERNiCrMo-3 توفير قوة مفصلية ممتازة ومقاومة التآكل. يؤكد اختبار ما بعد اليرداد:

• لا SCC بدء الكراك في Weld Toe.

• قوة تمزق الزحف> 100 ميجا باسكال عند 600 درجة مئوية على مدار 1000 ساعة.

أبرز التطبيقات

• نباتات إعادة معالجة النووية: يستخدم incoloy 825 في تبخيرات النفايات السائلة عالية المستوى, خطوط تغذية الحمض، و أنظمة الاسترداد بسبب مقاومته لمخاليط HNO₃ + CL⁻ والتعرض للإشعاع.

• نباتات حمض الكبريتيك: في أبراج الامتصاص ومبردات الحمض ، فإنه يقاوم قطرات حمض Cl⁻-laden عالية في 80-120 درجة مئوية.

• صناعة النفط والغاز: تستخدم في أنابيب الغاز الحامضة, حمض الغاز تنظيف، و أدوات قاع البئر حيث H₂s عالية + CO₂ + CL⁻ يتعايش.

مقارنة مع سبائك مماثلة

يقدم incoloy 825 ملف حل متوازن بين الوكالات الذراعين منخفضة التكلفة و Co-Oloys الباهظة الثمن.

اعتبارات التصميم والهندسة

• تجنب ركود السوائل: تأكد من سرعات التدفق> 1 م/ث.

• تصميم ل أقصى مستويات CL⁻ المسموح بها: أوصي <500 جزء في المليون في مزيج الحمض للخدمة المستمرة.

• يشمل التدريع الإشعاعي إذا تعرضت لتدفق النيوترون العالي.

• يستخدم مفاصل التوسع أو الخوار مصنوعة من incoloy 825 في مكونات الدورة العالية.

آفاق مستقبلية

مع التركيز المتزايد على:

• إدارة النفايات النووية

• انتعاش الكبريت من غاز المداخن

• هيدرومترولورجي واستخلاص الأرض النادرة

من المتوقع أن تلعب Incoloy 825 دورًا أكبر. تشمل التطورات المستمرة:

• أنظمة الكسوة الهجينة: incoloy 825 الكسوة على أوعية الصلب الكربوني.

• المواد الاستهلاكية لحام متقدمة للأنابيب النووية الثقيلة.

• التكامل مع حلقات استرداد حمض الأحماض فوق الحرجة.

تبرز Incoloy 825 كسبائك قوية ومتعددة الاستخدامات قادرة على تحمل بعض من أقسى البيئات الكيميائية والحرارية المعروفة في الصناعة. أدائها في وسائل الإعلام الحمضية ، الغنية بالكلوريد ، ومختلطة تقليل الأكسدة، إلى جانبها مقاومة SCC والاستقرار الحراري، يجعلها مثالية لتطبيقات التجديد النووي والبتروكيماويات والحمض.

لا يرجع نجاحها إلى كيمياءها فحسب ، بل أيضًا القابلية للنقل ، قابلية اللحام ، والمتانة أثناء الخدمة، مما يجعلها واحدة من أكثر سبائك نيوك عالية الاستخدام اليوم.