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鎳基合金應用于超臨界水氧化裝置的材料有什么優勢

合金材料應用耐腐蝕材料領域是金屬材料首選之一,在很多高腐蝕的環境中其他金屬材料無法滿足工業生產,但一些特殊合金材料可以有效的進入到這些行業中,因為合金材料可以抗腐蝕性能。當水的溫度和壓力超過臨界點值374.3°C,22.05MPa時,體系中的水就被稱作"超臨界"的水,通常將溫度超過374°C,且壓力高于22.05Mpa(諸如23Mpa)的水環境稱為超臨界水環境。

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目前,可應用于超臨界水氧化裝置的材料多為鎳基合金,其中最為普遍的是耐腐蝕哈氏合金C-276及鎳基合金Inconel625。其中,C-276的組分為:鉻:15.0%~16.5%,鐵:4.0%~7.0%,鑰:15.0%~17.0%,鎢:3.0%~4.5%,釩:0?1%~0?3%,碳:<0?01%,錳:<1.0%,硅:<0.08%,鈷:<2.5%,磷:<0.015%,硫:<0.01%,其余為基材鎳。在超臨界水氧化環境中,材料的腐蝕主要由于高溫氧化引起,此外,壓力通過對超臨界水密度的影響會氯離子在水中的溶解度,進而影響材料的耐腐蝕性能。

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超臨界水處理設備廣泛使用的材料為Inconel-625及C-276合金,但在380~550°C范圍內這兩種合金的耐氯離子腐蝕性能并不理想。尤其在處理垃圾滲濾液、化工廢水等廢棄物時,由于氯離子含量較高,Inconel-625及C-276合金的耐腐蝕性能并不盡如人意。現階段中,日益提高的環保需求對材料的要求也不斷提升。Inconel-625及C-276合金在具有氯離子的超臨界水氧化環境中的耐腐蝕性能差,使用周期短,制約了超臨界水氧化環境中水處理裝置的發展。

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此外鉻在高溫合金奧氏體基體中的一種十分重要的作用是形成三氧化二鉻型氧化膜,該氧化膜使高溫合金部件具有良好的抗氧化性和抗熱腐蝕性能。因此本發明的鎳基合金加入含量控制在25%至30%的范圍內的鉻,以改善鎳基合金在氧化性介質中的耐腐蝕性,其中氧化性介質包括氧化性酸、氧化性酸性鹽,氧化性堿性鹽等。


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