摘要

　　分析了蒙乃尔合金的性能， 描述了蒙乃尔合金的铸造、变形和耐腐蚀性

　　蒙乃尔合金牌号选用阀门， 介绍了蒙乃尔合金阀和蒙乃尔合金内部阀的整体适用条

　　件。

　　关键词

　　蒙乃尔合金；整体蒙乃尔合金阀；内蒙乃尔合金阀；

　　中图分类号

　　TG142．7 文献标识码：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

　　蒙乃尔(Mone1)合金、铸镍合金、哈氏合金等。制造特殊用途阀门的材料。制造特殊用途阀门的材料。Monel镍基耐腐蚀合金含有合金Ni—Cu系合金， 最早由美国国际镍公司组成(International镍公司)开发【¨， 典型成分70%Ni和30％Cu，它是镍基耐腐蚀合金中应用最广泛的合金。Monel合金具有较高的强度和韧性， 它还具有优异的抗还原酸、强碱介质和海水腐蚀性能。因此，氢氟酸通常用于制造和运输(HF)、盐水、中性介质、碱盐和还原酸介质C23的设备。Monel也适用于干氯、氯化氢、高温氯(425)℃ ) 高温氯化氢(450)℃)等介质， 但不抗硫和氧化介质(如硝酸， 含氧量高的介质)腐蚀， 镍与硫和氧反应剧烈， 易形成Ni3S2和NiOC引

　　。

　　2 性能

　　Monel合金为Ni—Cu固溶体， 其中Cu是作为在Ni镍合金的耐腐蚀性有所提高， 并发挥加强合金的作用C， 可提高合金的铸造性能， 但合金在室温下只能溶解0.15% 的C， 石墨会分析太多C。加入1．5％ ～3．5％Fe， 还能提高合金的铸造性能Mn和Si可以改

　　合金机械性能好， 特别是Si的含量对Monel对合金的机械性能和物理性能有重要影响。

　　3 分类

　　Monel合金有铸造合金和变形合金(轧材)两种。

　　3．1 变形合金

　　美国的变形Monel有10种合金。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在不同的美国标准体系中有自己的表达方式，

　　便于计算机的使用和统一管理，sAE (美国汽车工程师学会)和ASTM (美国材料与实验学会)联合发展ASTM—SAE统一数字系统(Unified Numbtring System—UNS)。在美国的UNS镍合金有五种变形品牌Monel合金， 固溶强化型NO4404 (Monel400)、NO4404 (Monel404) 和NO4405 (MonelR一405)， 沉淀硬化型NO5500 (MonelK500)和NO5502 (Mone1502)等(表1) 引。变形常用于制造耐腐蚀阀Monel合金是Monel400和MonelK500这2种牌号。表1 美国UNS中变形M0nd合金化学成分 ％

　　3．2 铸造合金

　　美国铸造Monel合金在ASTM A494中有M35—1、M35—2、M一30H、M一25S和M一30C这五种牌号(表2)， 美国联邦标准QQ—N一288㈣还有五种铸造Monel合金(表3)。

　　4 应用

　　M35—1，M35—2及QQ—NA制造精炼通常用于E级和E级Monel合金泵金泵、阀门及配件SiB级(3.5%)Si)Mon—el合金， 由于强度高，耐腐蚀耐磨， 因此，主要用于制造要求耐磨性好的轴和耐磨环。D级(4．0％Si)Monel合金用于制造耐磨性高、耐腐蚀性强的零件。Monel合金阀有两种类型：整体和内部Monel合金阀是指阀门的外壳和内部Monel，主要用于炼油厂烷基化装置HF酸再生塔部分。由于HF 酸再生温度高(149)℃ )含水量高的原因， 需要整体使用Monel合金阀除整体外Monel合金阀也用于生产炼油厂催化剂的无灰添加剂和氯碱

　　工厂高浓度氯碱液系统等工况。Monel合金内阀是指碳钢或不锈钢的外壳材料，而阀门的内部材料是Monel合金。以碳钢为外壳Monel炼油厂烷基化装置主要采用合金阀HF碳钢用于酸系统低温区(≤71℃ )无水氢氟酸(HF)耐腐蚀性好， 但在这种情况下，碳钢在其表面长期形成薄膜，如果碳钢用于阀门密封，腐蚀后形成的薄膜会影响阀门的密封性能。需要指出的是，碳钢阀是常用的Crl3型密封材料更不可抗拒HF酸的腐蚀， 而且内部材料是Monel合金时可保证阀门的密封性能Monel合金内件阀的成本高于整体Monel合金阀便宜多了

　　碳钢为外壳Monel合金阀也可用于海水等介质的工况。阀壳采用不锈钢制成Monel合金内部阀用于乙烯、丙烯、液氧、纯氧、海水等合金工况。烷基化装置整体使用Monel合金阀门和Monel从安全的角度来看，合金内阀需要选择压力级CL300磅级， 用于其他工况Monel合金内件阀， 压力级有CI 150 和CI 300 磅， 或5 熔炼和铸造Monel合金的熔炼和铸造技术决定了生产是否合格Monel合金铸件的关键， 因为Monel合金枝晶发达，收缩率高， 吸气(吸气， 吸氧)倾向很大， 还会与造型材料发生渗硫化学反应(用呋哺树脂自硬砂时)， 从安全的角度来看，Monel氢氟酸、氯气、氯化氢气体等剧毒高危介质采用合金阀。铸件应根据A级管道用阀门进行射线检测。铸件应根据A级管道用阀门进行射线检测。尽管美国标准指出， 铸造M35—1可焊， 但实际上其可焊性极差， 很难保证补焊铸件的质量。M35-1合金密度为8.63t／m(20℃ 时)， 凝固收缩率21mm／m， 1315~合金熔点 1345℃ 。M35—1、M35—2及QQ-N1288A等级和E级采用铸态交付。尽管铸造Monel合金有很多牌号， 但用于铸造Monel合金阀门铸件时， 主要采用ASTMA494中的M35—1。铸造Monel合金和变形Monel合金在化学成分上的变化很小(表4)， 但这种变化满足了变形合金更好的变形能力， 铸造合金具有良好的铸造性能。这就是为什么铸造需要铸造Monel合金牌号， 变形用于选择轧材Monel合金牌号的原因。

　　6 结语

　　现行的Monel美国合金技术标准有ASTM、SAE、AMS (美国航空材料标准学会)MII (美国国防部标准)ANSI、ASME及QQ (美国联邦标准)等。对于同一牌号Monel合金， 采用不同的技术规范体系， 不仅牌号表达方式不同，而且规范的编号和内容也不完全相同。军用产品通常使用MII 、QQ 或AMS 规范， 使用民用产品ASTM 和ASME规范 J