摘要

　　分析了蒙乃爾合金的性能， 描述了蒙乃爾合金的鑄造、變形和耐腐蝕性

　　蒙乃爾合金牌號選用閥門， 介紹了蒙乃爾合金閥和蒙乃爾合金內部閥的整體適用條

　　件。

　　關鍵詞

　　蒙乃爾合金；整體蒙乃爾合金閥；內蒙乃爾合金閥；

　　中圖分類號

　　TG142．7 文獻標識碼：A

　　The M onel alloys in corrosion resisting valves

　　ZHANG Lin， YUE Jing—hua

　　(LanZhou High Pressure Valve Factory，LanZhou 730060，China)

　　Abstract：This paper elaborates on the performance of Monel， and It tells US the foundry

　　and pressure working of M one1． It also elaborates the selection of M onel tradem ark in corro—

　　sion resisting valves． And it tells US all parts and intram ural parts of M onel valves tOO．

　　Key words： Monel；All parts of Monel valve； Intramural parts of Monel valve

　　1 概述

　　蒙乃爾(Mone1)合金、鑄鎳合金、哈氏合金等。制造特殊用途閥門的材料。制造特殊用途閥門的材料。Monel鎳基耐腐蝕合金含有合金Ni—Cu系合金， 最早由美國國際鎳公司組成(International鎳公司)開發【¨， 典型成分70%Ni和30％Cu，它是鎳基耐腐蝕合金中應用最廣泛的合金。Monel合金具有較高的強度和韌性， 它還具有優異的抗還原酸、強堿介質和海水腐蝕性能。因此，氫氟酸通常用于制造和運輸(HF)、鹽水、中性介質、堿鹽和還原酸介質C23的設備。Monel也適用于干氯、氯化氫、高溫氯(425)℃ ) 高溫氯化氫(450)℃)等介質， 但不抗硫和氧化介質(如硝酸， 含氧量高的介質)腐蝕， 鎳與硫和氧反應劇烈， 易形成Ni3S2和NiOC引

　　。

　　2 性能

　　Monel合金為Ni—Cu固溶體， 其中Cu是作為在Ni鎳合金的耐腐蝕性有所提高， 并發揮加強合金的作用C， 可提高合金的鑄造性能， 但合金在室溫下只能溶解0.15% 的C， 石墨會分析太多C。加入1．5％ ～3．5％Fe， 還能提高合金的鑄造性能Mn和Si可以改

　　合金機械性能好， 特別是Si的含量對Monel對合金的機械性能和物理性能有重要影響。

　　3 分類

　　Monel合金有鑄造合金和變形合金(軋材)兩種。

　　3．1 變形合金

　　美國的變形Monel有10種合金。如M onel400、 M onelC、 M onel403、 M onel404、M onel R一405、M onel406、M onel4 1 1、M on—elK500、Monel501和Monel502等。因Monel在不同的美國標準體系中有自己的表達方式，

　　便于計算機的使用和統一管理，sAE (美國汽車工程師學會)和ASTM (美國材料與實驗學會)聯合發展ASTM—SAE統一數字系統(Unified Numbtring System—UNS)。在美國的UNS鎳合金有五種變形品牌Monel合金， 固溶強化型NO4404 (Monel400)、NO4404 (Monel404) 和NO4405 (MonelR一405)， 沉淀硬化型NO5500 (MonelK500)和NO5502 (Mone1502)等(表1) 引。變形常用于制造耐腐蝕閥Monel合金是Monel400和MonelK500這2種牌號。表1 美國UNS中變形M0nd合金化學成分 ％

　　3．2 鑄造合金

　　美國鑄造Monel合金在ASTM A494中有M35—1、M35—2、M一30H、M一25S和M一30C這五種牌號(表2)， 美國聯邦標準QQ—N一288㈣還有五種鑄造Monel合金(表3)。

　　4 應用

　　M35—1，M35—2及QQ—NA制造精煉通常用于E級和E級Monel合金泵金泵、閥門及配件SiB級(3.5%)Si)Mon—el合金， 由于強度高，耐腐蝕耐磨， 因此，主要用于制造要求耐磨性好的軸和耐磨環。D級(4．0％Si)Monel合金用于制造耐磨性高、耐腐蝕性強的零件。Monel合金閥有兩種類型：整體和內部Monel合金閥是指閥門的外殼和內部Monel，主要用于煉油廠烷基化裝置HF酸再生塔部分。由于HF 酸再生溫度高(149)℃ )含水量高的原因， 需要整體使用Monel合金閥除整體外Monel合金閥也用于生產煉油廠催化劑的無灰添加劑和氯堿

　　工廠高濃度氯堿液系統等工況。Monel合金內閥是指碳鋼或不銹鋼的外殼材料，而閥門的內部材料是Monel合金。以碳鋼為外殼Monel煉油廠烷基化裝置主要采用合金閥HF碳鋼用于酸系統低溫區(≤71℃ )無水氫氟酸(HF)耐腐蝕性好， 但在這種情況下，碳鋼在其表面長期形成薄膜，如果碳鋼用于閥門密封，腐蝕后形成的薄膜會影響閥門的密封性能。需要指出的是，碳鋼閥是常用的Crl3型密封材料更不可抗拒HF酸的腐蝕， 而且內部材料是Monel合金時可保證閥門的密封性能Monel合金內件閥的成本高于整體Monel合金閥便宜多了

　　碳鋼為外殼Monel合金閥也可用于海水等介質的工況。閥殼采用不銹鋼制成Monel合金內部閥用于乙烯、丙烯、液氧、純氧、海水等合金工況。烷基化裝置整體使用Monel合金閥門和Monel從安全的角度來看，合金內閥需要選擇壓力級CL300磅級， 用于其他工況Monel合金內件閥， 壓力級有CI 150 和CI 300 磅， 或5 熔煉和鑄造Monel合金的熔煉和鑄造技術決定了生產是否合格Monel合金鑄件的關鍵， 因為Monel合金枝晶發達，收縮率高， 吸氣(吸氣， 吸氧)傾向很大， 還會與造型材料發生滲硫化學反應(用呋哺樹脂自硬砂時)， 從安全的角度來看，Monel氫氟酸、氯氣、氯化氫氣體等劇毒高危介質采用合金閥。鑄件應根據A級管道用閥門進行射線檢測。鑄件應根據A級管道用閥門進行射線檢測。盡管美國標準指出， 鑄造M35—1可焊， 但實際上其可焊性極差， 很難保證補焊鑄件的質量。M35-1合金密度為8.63t／m(20℃ 時)， 凝固收縮率21mm／m， 1315~合金熔點 1345℃ 。M35—1、M35—2及QQ-N1288A等級和E級采用鑄態交付。盡管鑄造Monel合金有很多牌號， 但用于鑄造Monel合金閥門鑄件時， 主要采用ASTMA494中的M35—1。鑄造Monel合金和變形Monel合金在化學成分上的變化很小(表4)， 但這種變化滿足了變形合金更好的變形能力， 鑄造合金具有良好的鑄造性能。這就是為什么鑄造需要鑄造Monel合金牌號， 變形用于選擇軋材Monel合金牌號的原因。

　　6 結語

　　現行的Monel美國合金技術標準有ASTM、SAE、AMS (美國航空材料標準學會)MII (美國國防部標準)ANSI、ASME及QQ (美國聯邦標準)等。對于同一牌號Monel合金， 采用不同的技術規范體系， 不僅牌號表達方式不同，而且規范的編號和內容也不完全相同。軍用產品通常使用MII 、QQ 或AMS 規范， 使用民用產品ASTM 和ASME規范 J