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镍基合金应用于超临界水氧化装置的材料有什么优势

合金材料应用耐腐蚀材料领域是金属材料首选之一,在很多高腐蚀的环境中其他金属材料无法满足工业生产,但一些特殊合金材料可以有效的进入到这些行业中,因为合金材料可以抗腐蚀性能。当水的温度和压力超过临界点值374.3°C,22.05MPa时,体系中的水就被称作"超临界"的水,通常将温度超过374°C,且压力高于22.05Mpa(诸如23Mpa)的水环境称为超临界水环境。

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目前,可应用于超临界水氧化装置的材料多为镍基合金,其中最为普遍的是耐腐蚀哈氏合金C-276及镍基合金Inconel625。其中,C-276的组分为:铬:15.0%~16.5%,铁:4.0%~7.0%,钥:15.0%~17.0%,钨:3.0%~4.5%,钒:0?1%~0?3%,碳:<0?01%,锰:<1.0%,硅:<0.08%,钴:<2.5%,磷:<0.015%,硫:<0.01%,其余为基材镍。在超临界水氧化环境中,材料的腐蚀主要由于高温氧化引起,此外,压力通过对超临界水密度的影响会氯离子在水中的溶解度,进而影响材料的耐腐蚀性能。

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超临界水处理设备广泛使用的材料为Inconel-625及C-276合金,但在380~550°C范围内这两种合金的耐氯离子腐蚀性能并不理想。尤其在处理垃圾渗滤液、化工废水等废弃物时,由于氯离子含量较高,Inconel-625及C-276合金的耐腐蚀性能并不尽如人意。现阶段中,日益提高的环保需求对材料的要求也不断提升。Inconel-625及C-276合金在具有氯离子的超临界水氧化环境中的耐腐蚀性能差,使用周期短,制约了超临界水氧化环境中水处理装置的发展。

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此外铬在高温合金奥氏体基体中的一种十分重要的作用是形成三氧化二铬型氧化膜,该氧化膜使高温合金部件具有良好的抗氧化性和抗热腐蚀性能。因此本发明的镍基合金加入含量控制在25%至30%的范围内的铬,以改善镍基合金在氧化性介质中的耐腐蚀性,其中氧化性介质包括氧化性酸、氧化性酸性盐,氧化性碱性盐等。


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