腐蚀指南

水腐蚀的背景

在水溶液腐蚀是一种电化学过程,涉及离子(带电原子)和在金属表面电荷的转移。阳极和阴极发生局部表面;删除金属阳极(带正电荷的离子的形式,即M > M⁺)。电子金属材料内流从阳极和阴极网站的水溶液中,反之亦然。原则在酸腐蚀的阴极反应是带正电的氢离子的还原普通氢原子(即。H⁺> H),随后氢分子(气)。因此,降低酸溶液。一个氧化酸溶液诱发的阴极反应更高的潜力;氧化酸往往引起钝化(被动),即保护电影的金属表面上形成。这些电影可以是多层次和氧化物、氢氧化物或oxy-hydroxides。

甚至一个金属材料的腐蚀性能是一个非常复杂的问题,因为有许多形式的腐蚀,每个依赖于温度,浓度,溶液的化学纯度。简化问题,因此,本节依次处理每个形式的腐蚀,特别强调关键工业,无机化学,每个家庭的主要合金的特征(耐腐蚀的范围内——、镍和钴基合金)。强调他们的离子性质的无机化学反映,因此引起电化学(腐蚀性)过程的能力。

制服在盐酸腐蚀

盐酸是一种减少酸。它渗透到化学加工工业(CPI),作为原料和副产品。这是非常对大多数金属和合金的腐蚀。将讨论,许多镍基耐蚀合金(特别是高钼内容)能够承受纯盐酸,在特定的温度和浓度范围。不过,请注意,浓度和温度的依赖关系可以与某些合金,强烈的不安状况行业可以导致腐蚀速率明显高于当这些合金被接近极限。此外,一些镍合金,特别是镍钼的家庭,是由氧化杂质的存在负面影响(可以发生在“现实世界”的解决方案的盐酸)。工业现场试验因此重要的是,之前使用。

这些图建立了数学从众多的实验室数据点,和每一个定义,对于一个给定的合金和解决方案,“非常安全”、“适度安全”和“不安全”浓度/温度制度。这些腐蚀速率的通信范围0到0.1毫米/ y, 0.1到0.5毫米/ y,超过0.5 mm / y。对于那些更熟悉美国传统单位(每年千,或mpy), 0.1毫米/ y等于4 mpy,和0.5 mm / y等于20 mpy。值得注意的是,就像所有的材料镍钼的家庭,酮®合金是能够承受纯盐酸沸点温度的曲线,在0到20 wt. %浓度范围。测试类型的用于创建这些图(包括非承压的玻璃烧瓶/冷凝器系统)只有准确盐酸的浓度20 wt. %(共沸混合物)。在浓度更高,氯化氢气体可以逃脱,导致浓度不稳定和错误的结果的可能性。

下面是一个图表说明氧化杂质的影响(铁离子和铜离子)酮的性能®合金在盐酸盐酸(在本例中沸腾的2.5%)。相比之下,HASTELLOY®HYBRID-BC1®合金,其中包含15 wt. %除了相对高铬钼水平,。

合金与下一个最高抗纯盐酸nickel-chromium-molybdenum家族的那些,钼的内容从13到22 wt. %(在某些情况下的钨,一半在wt. %的基础上有效钼)。使用最广泛的,造成材料在这个家庭是HASTELLOY®c - 276合金,其中包含16 wt. %的铬和钼,+ 4 wt. %钨。其纯盐酸iso-corrosion图如下所示。

从上面的图很明显,16 wt. %钼合金表现出很强的温度依赖性,特别是在低浓度。钼的重要性在抵制纯盐酸见下一个图,显示相应的iso-corrosion图HASTELLOY®HYBRID-BC1®合金,材料包含22 wt. %钼(钨铬15 wt. %,但没有)。注意到更广泛的“非常安全”和“适度安全”政权,和一般温度较高的能力。

的两个镍铬合金,即625年和HASTELLOY®G-35®合金,含有足够的钼提供良好的耐盐酸。625合金的名义钼含量是9 wt. %;的G-35®合金是8.1 wt. %。主要区别这两个材料是铬内容(21.5 wt. % 625合金和33.2 wt. % G-35®合金)和G-35®合金包含其他小,而625合金故意铁(2.5 wt. %)和铌(3.6 wt. %,包括任何相关的钽)增加。相应的iso-corrosion图625和G-35®合金以下两图所示。这两个图的相似性表明铬含量没有影响这类合金纯盐酸的性能。

比较材料,按照惯例图0.1毫米/ y线,即行分离“非常安全”和“适度安全”制度。这并不适用于所有材料,特别是酮®合金、展览两个0.1毫米/ y行(一个运行水平大约在40°C),也表明,与其他大多数材料,酮®合金是安全的使用到沸点曲线在纯盐酸浓度20 wt. %。然而,比较0.1毫米/ y线情节如所示确实提供了视角两个镍合金的耐盐酸(625和c - 276合金)和两个常用的奥氏体不锈钢。

块0.5毫米/ y行也可以用来比较的材料。下面是一个比较0.5毫米/ y图数molybdenum-bearing,铬镍基HASTELLOY®合金(包括所有的通用的c -型材料),在盐酸试剂级。

正如前面提到的,有利于铜镍合金的抗降低酸、盐酸是典型的。因此它是提出并讨论了有关iso-corrosion图蒙乃尔合金®400,最常用的镍铜合金、名义含铜量是31.5 wt. %。这个图是如下图所示,表明,虽然镍铜合金具有一些抵抗纯盐酸(高于普通奥氏体不锈钢),他们的表现远远低于625年和G-35®合金(镍铬的组)。

唯一的,耐腐蚀钴合金被广泛测试足够纯盐酸使建设iso-corrosion图是ULTIMET®合金。这是介绍如下。有趣的是,尽管其相对较低的钼和钨内容(5和2 wt. %,相当于6 wt. %钼),其性能在纯盐酸相似性一些625和G-35®合金。窄的主要区别是“适度安全”政权在浓度范围10到20 wt. %,表明从“安全”过渡到“不安全”在一个较小的温度范围。

制服在硫酸腐蚀

硫酸也是一个非常重要和腐蚀性的工业化学品。它是用于制造化肥、洗涤剂、塑料、合成纤维和颜料。还用作催化剂在石油行业。与盐酸、浓度和温度依赖性可以强烈的对于某些镍和钴基材料。同时,“现实世界”的条件(化学纯度和流)是与那些在实验室用于生成以下图表中的数据,所以建议实地试验。在纯硫酸,钼是非常有益的;铜也是有利的。

虽然high-molybdenum合金表现良好在整个浓度范围在纯硫酸,尽管事实上,阴极反应的性质变化对许多金属材料的浓度大约60到70 wt. % (bloom, 1987)。在低浓度时,阴极反应被认为是减少带正电的氢离子(氢气)的进化,而混合阴极反应似乎在高浓度。这会影响行为的锆合金和镍铜合金等金属材料。

与纯盐酸,最高的镍合金耐纯硫酸镍-钼系列的,如下面的iso-corrosion示图HASTELLOY®酮®合金。注意,这个图涵盖了大浓度范围(90 wt. %),而且“非常安全”政权非常大,酮®合金。然而,与盐酸氧化物种的存在硫酸镍-钼合金产生不利影响。

与他们的适度高钼内容(13至22 wt. %范围),nickel-chromium-molybdenum合金还具有高电阻纯硫酸。此外,他们在一定程度上防止氧化物种可以通过铬发生在工业解决方案。的确,Ni-Cr-Mo合金铬含量越高,更多的是保护的水平。

为了说明nickel-chromium-molybdenum合金的性能在纯硫酸,iso-corrosion图对HASTELLOY®c - 276合金和HASTELLOY®HYBRID-BC1®如下所示。注意,这两个nickel-chromium-molybdenum合金的温度功能在整个浓度范围之间变化不大,在纯硫酸。然而,钼含量越高HYBRID-BC1®合金(wt % 22日)使材料在相当高的温度下使用。

iso-corrosion图625和G-35®合金(镍铬家庭的材料)在纯硫酸如下所示。

从这些图,很明显,这两个的特点,molybdenum-bearing、镍铬合金是几乎相同的纯硫酸,温度对于他们的表现是至关重要的。实际上,在许多的浓度,625和G-35®合金表现出没有“适度安全”政权。温度的角度来看,他们的能力在纯硫酸远高于那些常见,奥氏体不锈钢、比较0.1毫米/ y线表示的图所示,其中包括625合金。

比较0.5毫米/ y图数molybdenum-bearing,铬镍基HASTELLOY®合金(包括所有的通用的c -型材料),在下面是试剂级硫酸。

如前所述,在纯硫酸镍铜合金的性能是影响阴极反应的变化在浓度范围60到70 wt. %。这是说明在以下iso-corrosion图蒙乃尔合金®400。

的iso-corrosion图ULTIMET®合金在纯硫酸如下所示。这个图的比较与那些625年和G-35®合金显示出很多相似之处,特别是缺乏“适度安全”政权在某些浓度(即有一种强烈的温度依赖性)。

在高度集中统一的腐蚀,
工业硫酸

硫酸的主要来源是矿业和金属提取产业,产生高度的解决方案(通常是92 - 99年wt. %)从冶炼废气。这些解决方案被描述为“super-oxidizing”和诱导阴极的反应非常高的潜力,超出了范围能够支持chromium-rich被动的电影。然而,nickel-chromium-molybdenum合金可用于这样的解决方案,约95°C (bloom, 1987)。温度升高,材料形成替代和可持续保护薄膜在这些潜力是必需的。

这些材料包括高硅镍基合金和高硅不锈钢,这两种形成保护硅薄膜在这种类型的解决方案。一个例子就是HASTELLOY®d - 205®合金。由于其焊缝力学性能,这种形变合金薄片形式只能为密封板热交换器。

在氢溴酸均匀腐蚀

溴化氢的是另一个强大的,减少酸的molybdenum-bearing镍合金耐药,在一定浓度和温度范围。这不是普遍遇到的化学过程中的行业,但重要的生产无机溴化物和溴化有机化合物。耐蚀镍合金的特点在纯氢溴酸紧密联合盐酸那些相同的材料。

的iso-corrosion图HASTELLOY®酮®合金在纯氢溴酸如下所示。注意,氢溴酸是40 wt. %的共沸混合物,因此扩展的浓度范围。比较这对盐酸图与相应的图表,很明显,他们是有相当的相似,在他们功能大“适度安全”政权,也没有“不安全”区。

iso-corrosion图c - 276和HYBRID-BC1®合金在纯氢溴酸下图所示。假设的共沸混合物氢溴酸的等效和盐酸,相同的图非常类似合金在盐酸中,尽管c - 276和HYBRID-BC1®似乎抗氢溴酸。特别值得注意的是高位的0.5毫米/ y线HYBRID-BC1®图,表明“适度安全”区温度超过100°C,和温度的增加功能的C - 276合金浓度范围15到40 wt. %。

的molybdenum-bearing镍铬材料,如625和G-35®合金还具有良好的抗纯氢溴酸,如下iso-corrosion所示图。

比较这两种合金的图盐酸和氢溴酸的酸,很明显,氢溴酸的腐蚀性较小。同时,比较625年的氢溴酸图和G-35®合金,看来后者更耐这酸浓度约25 wt. %。这个推断的高铬含量G-35®合金可能是有益的。

制服在氢氟酸腐蚀

氢氟酸(HF)的水溶液中最难处理的问题。此类解决方案不仅可以攻击玻璃,而且合金元素钛、锆等,这通常是氧化保护电影,由氢氟酸无用了。事实上,选择镍合金是为数不多的金属材料抵抗热氢氟酸的解决方案,甚至他们限制温度和浓度的能力。此外,氢氟酸可以诱发其他形式的腐蚀,如内部攻击和应力腐蚀开裂(稍后将讨论这两个在本手册的部分)。

氢氟酸也不寻常的(为减少酸),它可以诱发pseudo-passive电影对镍基合金的形成。的确,蒙乃尔的出色表现®400合金(镍铜家庭的材料)被归因于暴露表面氟化保护电影的形成。

工业用途的氢氟酸,发现腐蚀和清洁的金属和陶瓷、石油和天然气井酸处理,采掘冶金。虽然超出了本手册的范围,使用无水氟化氢的生产工业重要fluoro-chemicals (詹宁斯2006)。尽管所有酸构成安全问题,氢氟酸是最危险的。皮肤不应该暴露在酸处理解决方案,应该避免和烟雾。

因为玻璃是被氢氟酸、实验室腐蚀测试是在海恩斯国际特富龙®烧瓶,与特富龙®冷凝系统。由于高频的危险,测试(96 h时间)通常是不间断地进行(测试在其他酸涉及四个24小时的测试时间,与中断清洁和称量的样品,和解决方案的补充,如果需要的话)。

耐腐蚀的镍和钴基合金,镍铜合金是最常用于工业应用涉及热,纯净,水氢氟酸的解决方案。然而,他们被氧气的存在负面影响。在这种情况下,使用nickel-chromium-molybdenum合金,虽然都局限于低操作温度。

一个iso-corrosion图蒙乃尔®400合金在氢氟酸水溶液所示床等,1999年。从本质上讲,这表明合金通常展品率小于0.5毫米/ y 100 wt. %浓度,并在温度沸腾。詹宁斯2006州商业水氢氟酸浓度可在49岁,70%;这是符合实验程序床等,1999年,即水氢氟酸测试涉及解决方案准备从49 wt. %的浓度。这并不能解释如何获得更高的浓度也不给测试的持续时间,海恩斯国际经验表明这一点是很重要的。测试24小时时间给变量的结果,表明一个潜伏期,在氟化pseudo-passive电影正在建立。测试240 h(没有中断)导致浓度变化,由于逃脱的氟化氢气体温度计海豹特富龙®系统。

更重要的图床等产生的复制如下图所示。比较的位置0.5(0.51或更准确)毫米/ y的许多镍合金iso-corrosion图氢氟酸。特别是,它表明nickel-chromium-molybdenum合金在相当狭窄的乐队,性能与纯镍和远高于镍铬、镍铬铁,nickel-iron-chromium材料。

多氢氟酸测试执行期间在海恩斯国际1995年到2010年,导致一些技术论文,尤其是Rebak等2001和骗子et al, 2007年。前者论文关注的行为HASTELLOY®c - 2000®合金和蒙乃尔®400合金,都沉浸在,在上面的汽相,氢氟酸的解决方案。后者阐述了内部攻击,可以发生在nickel-chromium-molybdenum合金(特别是C-22®, c - 276和c - 2000®合金)。

只有一个iso-corrosion图涉及使用氢氟酸目前海恩斯国际的c - 2000®合金(如下所示)。注意,它只涵盖30 wt. %浓度,而有相当大的区别0.5毫米/ y线的斜率和斜率nickel-chromium-molybdenum材料的床比较,表明更大的温度依赖性。

的问题之一使用氢氟酸iso-corrosion图是他们并不意味着内部攻击是否发生。为了补救,五合金(从Ni-Cr-Mo和镍铬的家庭)在氢氟酸受到广泛的测试,然后研究了内部攻击。结果是用于创建简化腐蚀速率图,与指标(黑色十字架)的温度和浓度可以诱发内部攻击超过96小时。这些图表按照iso-corrosion图c - 2000®合金。

来表示“非常安全”,“适度安全”,和“不安全”政权五合金,扩大广场(集中在测试浓度和温度)已经被染成绿色,蓝色和红色。从这些图表,很明显:

1. 的三个nickel-chromium-molybdenum材料测试,c - 2000®合金是最容易受到内部攻击;这可能是因为c - 2000®合金包含一个小的(1.6 wt. %)的铜。
2. 镍铬材料更耐氢氟酸;任何内部攻击可能被普通攻击高的“不安全”区。

在硝酸均匀腐蚀

不同的酸到目前为止所讨论的,硝酸诱发高潜力,与金属材料氧化,阴极反应。在这种情况下,保护(被动)电影形式容易包含足够的铬的材料,如不锈钢、chromium-bearing镍合金和chromium-bearing钴合金。

仅供工业应用涉及纯硝酸,不锈钢一般具有足够的耐蚀性。chromium-bearing镍合金只是如果需要其他的化学物质,特别是卤化物和/或卤酸,存在,或者如果设备有多个使用涉及不同的化学物质。

纯硝酸镍基合金的性能是非常铬含量的函数。因此,HASTELLOY®G-35®合金,它有一个非常高铬含量(33.2 wt. %),展示优秀的阻力,如下所示(相应的iso-corrosion图)。事实上,率小于0.1毫米/ y预计温度低于沸点曲线,在浓度范围0到70 wt. %(试剂级的最高浓度,实验室酸是可用的)。

两个iso-corrosion图显示纯硝酸nickel-chromium-molybdenum合金的性能介绍如下。这些与c - 276合金(16 wt. %铬)和c - 2000®合金(23 wt. %铬)。注意0.1毫米/ y和0.5毫米/ y线一直推到高铬含量较高的浓度和温度的c - 2000®合金。

酮®合金、铬含量只有1.5 wt. %,在硝酸迅速腐蚀。另一方面,HYBRID-BC1®合金、铬含量为15 wt. %,甚至可以承受70%硝酸(即表现出腐蚀速率小于0.5毫米/ y)的温度大约50°C。

在磷酸均匀腐蚀

有两种类型的磷酸,纯净,“食物”等级由元素磷、和不洁净的“肥料”级,这是由与硫酸反应磷矿。纯,“食物”级磷酸不是不如其他减少腐蚀性酸,如盐酸。事实上,许多从镍铬合金,镍钼,展览和nickel-chromium-molybdenum系统腐蚀速率小于0.1 mm / y /大的温度和浓度范围,表明iso-corrosion图所示为G-35®合金、酮®合金,和c - 276合金。

关于“肥料”级磷酸,重要步骤制造肥料的生产和磷酸的浓度。这种酸是由磷酸盐岩与硫酸反应,因此又名“湿法磷酸。这不仅fertilizer-grade /湿法酸含有硫酸,但也从磷矿它含有杂质,这有助于增加其腐蚀性。

磷矿的主要成分是磷酸三钙(创建磷酸和硫酸钙),氟化钙(生成氟化氢和硫酸钙),和碳酸钙(收益率二氧化碳、硫酸钙和水)。磷酸的浓度(或者说P2O5含量)是由冲洗水的数量需要和硫酸钙分开,和通常的范围30 - 32 wt. % (骗子,卡鲁索,2004)。

杂质包括氟离子、氟化氢(尽管这些通常与金属离子形成配合物),氯离子、硅、铝、铁(用来增加酸的氧化电位),钙和钠。

一个典型浓度序列(启用运输和有效使用):

步骤1:37 30 - 32% - 39%

步骤2:37 - 39% 45 - 48%

步骤3:45 - 52 - 54% 48%

步骤4:52 - 54%至69 - 72%

前三个步骤通常涉及到90°C或更高的温度,和第四步通常涉及的温度高达150°C。

地理上,生产商fertilizer-grade /湿法磷酸靠近磷矿储量最大的访问。在美国,活动集中在佛罗里达州,尽管也有工厂在西北。横跨大西洋,大部分行动集中在北非和中东的存款。杂质含量的差异在不同的位置导致不同的腐蚀性。

下面的图比较结果几个材料fertilizer-grade /湿法磷酸的浓度范围36 - 54 wt. % P2O5)。酸1和酸2来自佛罗里达的不同位置。执行的测试是在121°C高压釜,持续时间为96小时(不间断)。这个温度的选择是基于以前的测试的高铬不锈钢(合金28日和31),121°C的上限。应该注意的是,镍基材料(例如c - 2000®与23 wt. %铬合金,G-30®与30 wt. %铬合金,和G-35®与33.2 wt. %铬合金),铬含量之间有很强的相关性和耐腐蚀,由于氧化物种的存在。

均匀腐蚀的钠和钾氢氧化物

氢氧化钠(氢氧化钠、烧碱)和氢氧化钾(KOH苛性钾)是广泛使用的化学物质。应用包括制造肥皂、纸和铝。他们也用于中和酸,尤其是在石化行业。熔融氢氧化钠用于缩小比例不锈钢和其他合金,金属行业。材料最常用的抵制氢氧化钠和KOH商业纯,造成镍产品,镍200和201 Ni (狄龙,1994,Klarstrom 1987,朋友,1980)。后者是使用低碳等级温度高达315°C,在石墨化的可能性更高的碳材料(Ni200)。需要更大的力量,Ni301可以age-hardened,使用。镍的iso-corrosion图200年氢氧化钠(Ref。床和舒梅克,2006)如下所示。

在许多传热系统,选择的材料必须抵制氢氧化钠(KOH)一边和氯化或受污染的水(Rebak 2005)。更糟的是,某些情况下顺序要求材料接触酸和碱。在这种情况下,含铬镍合金和/或钼是必要的。

的抵抗这些铬和钼镍合金氢氧化钠和KOH,几易受高浓度“苛性脱合金”和温度(室,2002,骗子和Meck, 2005)。这种现象的特点是选择性删除元素镍从近地表区域的微观结构。在测试中涉及50 wt. %氢氧化钠在温度高达107°C,它是确定酮®和C - 2000®合金容易脱合金在66°C和79°C(及以上),分别而G-35®合金不脱合金展览,至少到最大测试温度,超过72小时的测试时间。这个推断关于碱脱合金钼是一个糟糕的演员,和/或高铬含量是有益的。

点蚀和缝隙腐蚀

点蚀和缝隙腐蚀的存在形式的攻击与氯化物在水(或其他卤化物)解决方案。点蚀通常是由被动的局部击穿电影,或局部发生的电化学电池(通常情况下,阳极和阴极网站在金属表面移动,但冶金非均匀性会导致静态条件)。顾名思义,缝隙腐蚀发生在裂缝或缩小差距结构组件。两种形式的攻击与正电荷的本地化建设,和吸引力的带负电荷的氯离子(或其他卤化物)坑或差距,其次是形成相应的酸(盐酸、氯离子的情况下)。这种酸加速攻击,成为自催化过程。

它曾经说nickel-chromium-molybdenum合金的商业上的成功在很大程度上由于其耐点蚀和缝隙腐蚀(即chloride-induced局部腐蚀)。的确,这是这个家庭的主要属性的材料,另一个是他们的抵抗chloride-induced应力腐蚀开裂,这将在稍后讨论。

材料的抗点蚀性很难评估。短期测试可以导致小坑或大的坑,这两者都是平等的。腐蚀速率通常是误导,因为有真随机误差与坑的时间起始和进展;在24小时测试相同的样品,例如,第一坑中的每个样本早些或晚些时候就可以开始测试,给两个样品广泛不同的腐蚀率。

首选的点蚀和缝隙腐蚀测试中描述的作者是ASTM标准G48:耐点蚀和缝隙腐蚀的不锈钢和相关合金使用氯化铁溶液。六本标准中描述了测试方法,其中两个(方法C和D)与镍基chromium-bearing合金。方法C使确定的临界点蚀温度(CPT)材料,即点蚀的最低温度是6 wt. %氯化铁溶液中观察到+ 1 wt. %盐酸,超过72小时的时间。方法D需要附加到裂缝组装样品,使测定相应的临界裂缝温度(有条件现金转移支付)。在实验室内部与ASTM标准G48相关测试程序,使用最高温度为85°C。标准允许测试温度升高时,但并没有解决测试所需的设备(高压釜)高于沸点。

一般来说,合金的排名方法C D与排名的相关方法,尽管缝隙腐蚀往往是遇到温度远低于点蚀。有鉴于此,随着行业的担忧高温高压釜试验,重点在海恩斯国际方法D,和相关的有条件现金援助的镍基合金(相对于不锈钢)。

有条件现金转移支付的几种镍铬和nickel-chromium-molybdenum合金在接下来的条形图,以及与316 l(有条件现金转移支付= 0°C)和254 smo®合金。他们建议chloride-induced钼和铬都是重要的点蚀和缝隙腐蚀抵抗,前者是更有影响力的(这并不奇怪,因为盐酸氯的化学的积极关注解决方案)。

对钴基合金的耐蚀和缝隙腐蚀,只有ULTIMET®合金和海恩斯®25合金已经严重与镍基CRA的相比。这部分是由于钨-轴承,高碳不那么耐蚀镍钴合金CRA的,因为部分碳化铬、钨的内容有助于形成。此外,从氯-诱导局部腐蚀的角度来看,他们carbide-laden微观结构是不均匀的,因此可能导致局部电化学条件。ULTIMET®合金和海恩斯®25合金,另一方面,是同质的产品,前专门擅长腐蚀性化学物质的水溶液。

抗点蚀性的测试,以确定ULTIMET®合金进行了在1990年代早期,在ASTM G48测试成为海恩斯国际青睐。当时,绿色死亡的临界点蚀温度(解决方案设计模拟烟气脱硫系统的冷凝物)的测量材料的抵抗chloride-induced斑。绿色的死亡是类似于ASTM G28B质量控制解决方案,包括11.5%硫酸+ 1.2%盐酸+ 1% FeCl3 + 1% CuCl2(重量百分比)。绿色死亡测试的持续时间是24小时。

令人惊讶的是,ULTIMET®合金等于最高的nickel-chromium-molybdenum合金临界点蚀温度(即C-22®合金),如下表所示,尽管低得多的组合+钨钼水平ULTIMET®合金。这也许表明,这两个元素钴更有效,而不是镍、基地。此外,氮(比镍合金溶于钴合金,并故意添加到ULTIMET®合金增强其抵抗chloride-induced麻点)可能是负责任的。

测试在绿色死亡透露,海恩斯®25合金也具有高电阻chloride-induced麻点。临界点蚀温度在此解决方案中c - 276合金的接近,尽管如此,原子而言,其总和+钨钼含量相对较低。

注意,海恩斯®6 b合金,造成版本最流行的高碳钴基合金、绿色死亡临界点蚀温度45°C,这是明显高于316 l不锈钢的。

也许最常见的氯溶液所遇到的,耐蚀镍合金是海水。遇到海水通过海洋船舶、石油钻井平台、沿海结构和设施(通常用海水作为冷却剂)。氯,它可以诱发点蚀、缝隙攻击,和金属材料的应力腐蚀开裂,以及统一的攻击。此外,船用设备可以成为镶嵌,导致裂隙攻击的一种形式被称为“under-deposit”腐蚀;生物淤积也是一个问题。

幸运的是,镍合金具有良好的耐海水。特别是那些高铜内容,如合金400,抵抗生物淤积(铜是一个毒微生物)。停滞不前或低速度条件下,青睐,molybdenum-bearing镍铬合金,由于其较高的耐点蚀和缝隙的攻击。

海水的一些缝隙腐蚀数据,生成的一部分Wrightsville LaQue美国海军研究实验室的海滩,北卡罗莱纳提出了下面的表创建的Aylor et al, 1999年。裂缝测试执行仍然(静止)和流动的海水,在29°C,正负3°C。两个样品的合金在静水测试,为180天,和两个样品合金进行了测试在流水,为180天。每个样本包含两种可能的裂隙网站。在静止的海水,结果反映中产生酸化氯化铁,与C-22®和c - 2000®合金是最耐药。在流动的海水,裂隙不锈钢的进攻是浅,没有Ni-Cr-Mo合金表现出缝隙腐蚀。

应力腐蚀开裂

造成的主要优势之一,耐腐蚀,镍基合金是高耐氯-诱导应力腐蚀开裂(SCC),一种腐蚀的不锈钢尤其容易。事实上,证据表明,镍合金的铁含量越高,越少是抵抗这极其有害的攻击形式。

Chloride-induced鳞状细胞癌属于更广泛的一类环境辅助开裂(EAC),也包括氢脆、硫化物应力开裂,液态金属脆化(Rebak 2005)。所有这些现象描述何种情况下延性材料展览脆化当受到拉伸应力在特定的腐蚀环境。

虽然氯化物,因此chloride-induced SCC,本手册的主要担忧是,其他卤化物(碘化陈词滥调、氟化物和)同样具有破坏性。此外,氢氟酸是导致应力腐蚀开裂,尤其是溶解氧的存在。抗氢脆和硫化物应力开裂是重要的属性为井下应用在石油和天然气工业;幸运的是,镍铬和镍- chromium-molybdenum合金非常抵抗这些形式的环境辅助开裂,并因此用于一些最严重腐蚀的井。

EAC和chloride-induced SCC是复杂的主题。在镍基合金和不锈钢、和水解决方案,相信当地的电化学条件发生在裂纹技巧,以确保快速裂纹扩展。微观结构也起到了很重要的作用,cold-worked材料比溶液退火材料更容易开裂。

关于裂纹的传播chloride-induced SCC,分支晶内模式是常见的奥氏体不锈钢;然而,其他传播路径是有可能的。氢氟酸,例如,可以诱导,而独特的裂缝模式强调镍基CRA的,见下面的显微照片,显示)非常好/几乎可分解的外表面开裂的C - 2000®u型弯管样品暴露于20%氢氟酸对240 h 79°C, b)开裂更正常的自然的C-22®u型弯管样品暴露于相同的条件。

在c - 2000开裂^®u型弯管样品暴露于20% HF 79°C

(骗子等人。2007)

在C-22开裂®u型弯管样品暴露于20% HF 79°C

(骗子et al, 2007年)