Zastosowanie stopów na bazie niklu - Wiedza

1. Które stopy na bazie niklu-można stosować do produkcji wirników pomp do przesyłu roztworów kwasów i zasad?

Wirniki pomp do przesyłu roztworów kwasów i zasad poddawane są działaniusilna korozjaz mediów kwaśnych/zasadowych izużycie mechanicznez przepływu cieczy i cząstek stałych. Stopy na bazie niklu-wybrane do tego zastosowania muszą charakteryzować się doskonałą odpornością na korozję, wysoką wytrzymałością mechaniczną i dobrą odpornością na zużycie. Najczęściej stosowane gatunki to:

Seria Hastelloy C (C276, C22, C4)

Są to stopy niklu,-chromu-molibdenu-wolframu o wyjątkowej odporności zarówno na kwasy utleniające, jak i redukujące, takie jak kwas siarkowy, kwas solny, kwas azotowy i kwasy mieszane. Wykazują również doskonałą odporność na korozję w mediach alkalicznych, takich jak roztwory wodorotlenku sodu.

Hastelloy C276 to najczęściej stosowany gatunek, w którym podczas spawania nie wytrącają się węgliki, co pozwala uniknąć ryzyka korozji międzykrystalicznej. Nadaje się do wirników pracujących w wysokich-stężeniach kwasów-alkalicznych i mieszanych mediów korozyjnych.

Inconel 625

Stop ten jest wzmocniony niobem, o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie, odporności na zmęczenie i odporność na korozję. Jest odporny na korozję powodowaną przez kwasy o rozcieńczonym lub umiarkowanym stężeniu-(kwas solny, kwas siarkowy) i roztwory alkaliczne, a także ma dobrą odporność na korozję wżerową i szczelinową.

Jest idealny do wirników pracujących w warunkach średniej-korozyjnej i przy dużym-mechanicznym-obciążeniu, takich jak pompy transferowe do ścieków chemicznych zawierających składniki kwaśne-alkaliczne.

Monel 400

Stop niklu-miedzi o doskonałej odporności na korozję w kwasach redukujących (np. rozcieńczonym kwasie solnym, kwasie fluorowodorowym) i mediach alkalicznych. Ma także dobrą odporność na zużycie i wytrzymałość w niskich-temperaturach.

Nadaje się do wirników pomp tłoczących rozcieńczone roztwory kwaśnych-alkalicznych w umiarkowanych temperaturach, ale nie jest zalecany do środowisk silnie kwaśnych utleniających (np. stężony kwas azotowy).

Stop 20 (stop niklu-żelaza-chromu)

Chociaż jest klasyfikowany jako stop niklu-żelaza-chromu, ma wysoką zawartość niklu (32–38%) i doskonałą odporność na korozję w roztworach kwasu siarkowego, kwasu fosforowego i zasad. Charakteryzuje się również dobrą spawalnością i-opłacalnością.

Jest to-opłacalny wybór dla wirników pomp tłoczących roztwory kwasów-alkalicznych o niskim-do-średnim stężeniu w ogólnych procesach chemicznych.

Wybór stopów na bazie niklu-na wirniki powinien opierać się nastężenie mediów kwasowych/alkalicznych, temperatura robocza, prędkość płynu i obecność cząstek stałychaby zrównoważyć odporność na korozję, wydajność mechaniczną i efektywność ekonomiczną.

2. Jakie są specyficzne zastosowania stopów-na bazie niklu w samochodowych systemach oczyszczania gazów spalinowych?

Samochodowe systemy oczyszczania spalin pracują w trudnych warunkach charakteryzujących sięwysoka temperatura, żrący gaz i wibracje mechaniczne. Stopy na bazie niklu-są szeroko stosowane w tej dziedzinie ze względu na ich doskonałą-odporność na utlenianie w wysokich temperaturach, odporność na korozję i stabilność strukturalną. Ich konkretne zastosowania są następujące:

Podłoża i nośniki o strukturze plastra miodu katalizatorów

Katalizator jest głównym elementem oczyszczania gazów spalinowych. Stopy na bazie niklu-(np. Inconel 600, 601) są używane do wytwarzania metalowego nośnika o strukturze plastra miodu, zastępując tradycyjne nośniki ceramiczne.

Stopy te wytrzymują ciągłe wysokie temperatury (do 1000 stopni) i szoki termiczne podczas cykli uruchamiania-zatrzymywania silnika, a ich wysoka przewodność cieplna zapewnia równomierny rozkład temperatury, poprawiając wydajność katalityczną. Ponadto mają dobrą odporność na korozję wobec kwaśnych składników spalin (np. tlenków siarki, tlenków azotu).

Tuleje kolektora wydechowego i rury łączące

Kolektor wydechowy zbiera-bezpośrednio spaliny o wysokiej temperaturze z cylindra silnika, których temperatura robocza sięga 800–900 stopni. Stopy na bazie niklu-(np. Hastelloy X, Inconel 718) są używane do produkcji wykładzin lub integralnych kolektorów odpornych na utlenianie-w wysokiej temperaturze i zmęczenie cieplne.

W porównaniu ze stalą nierdzewną stopy na bazie niklu-mają lepszą odporność na pełzanie w wysokich temperaturach, co pozwala uniknąć odkształceń i pęknięć spowodowanych-długotrwałym naprężeniem termicznym. Są również odporne na korozję spowodowaną skroploną kwaśną wodą powstającą podczas zimnego rozruchu.

Elementy filtra cząstek stałych (DPF).

W silnikach wysokoprężnych filtr DPF służy do wychwytywania cząstek stałych ze spalin. Włókna ze stopów-na bazie niklu (np. stop 617) są wykorzystywane do produkcji materiałów filtracyjnych lub struktur wzmacniających.

Stopy te charakteryzują się-wysoką wytrzymałością temperaturową i odpornością na utlenianie oraz wytrzymują wysokie temperatury (do 1200 stopni) powstające podczas regeneracji filtra DPF (spalanie uwięzionych cząstek), a jednocześnie są odporne na korozję spowodowaną-spalinami zawierającymi siarkę.

Czujniki i elementy wykonawcze w układach oczyszczania spalin

Kluczowe czujniki (np. czujniki tlenu, czujniki NOₓ) i siłowniki w układach wydechowych wymagają materiałów o stabilnym działaniu w wysokich temperaturach. Stopy na bazie niklu-(np. Inconel 625) są wykorzystywane do produkcji tulei ochronnych czujników i elementów siłowników.

Mogą zachować integralność strukturalną w-wysokiej temperaturze i w środowiskach powodujących korozję, zapewniając dokładne i stabilne działanie czujników i siłowników przez długi czas.

Podsumowując, stopy na bazie niklu-odgrywają niezastąpioną rolę w poprawie trwałości i wydajności samochodowych systemów oczyszczania spalin, pomagając w ograniczaniu szkodliwych emisji i spełnianiu rygorystycznych norm środowiskowych.