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)，并可根據不同介質要求制作304、321、316L、2520、不銹鋼、鈦材(TA2)、鎳材、鉭材、鋯材、哈氏合金、蒙乃爾、內襯聚四氟乙烯等特殊材質。攪拌軸承采用耐腐蝕不銹鋼軸承，適合高轉速、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，還可根據用戶要求定制不同容積產品。
2. 常規(guī)主體材料為1Cr18Ni9Ti:主體材料可根據用戶要求選用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。
3. 可根據用戶要求制作電加熱導熱油加熱，或夾套加熱。
4. 攪拌槳形式可根據用戶要求選擇、定制。
| 序號 | 產品名稱 | 數量 | 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）；釜內與物料接觸材質為內襯哈氏合金。 |
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| 3 | 進氣泵 | 1 | 泵出壓力≧10MPa，流量0.5L/min,進氣流量可調節(jié)，泵材質能耐酸堿腐蝕。 | |
| 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合金的各種腐蝕數據是有其典型性的，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，以防止熱裂紋的產生。
在絕大多數腐蝕環(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的性能。
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。
