耐蝕化工閥門用蒙乃爾Monel合金                                                          上海申弘閥門有限公司

之前介紹SUS304不銹鋼法蘭截止閥，現在介紹耐蝕化工閥門用蒙乃爾Monel合金耐蝕閥門用蒙乃爾Monel合金
現行的Monel合金美國技術標準有 ASTM、SAE、AMS (美國航空材料標準學會)、MII (美國國防部標準)、ANSI、ASME及 (美國聯邦標準)等。對于同一牌號的Monel合金，采用不同的技術規范體系，不僅牌號的表示方法不同，而且其規范的編號和內容也不*相同。Monel蒙乃爾合金為Ni-Cu固溶體，其中Cu是作為在Ni中加入了非氧化性的抗蝕劑，改善了鎳合金的耐蝕性，并起強化合金的作用。其內加入C，可改善合金的鑄造性能，但在常溫時合金中僅能溶解0.15％的C，過剩的C將以石墨相析出。加入1.5％～3.5％Fe，也可改善合金的鑄造性能。加入Mn和Si可以改善合金的機械性能，特別是Si的含量對Monel蒙乃爾合金的機械性能和物理性能有重要的影響。對Monel400銅鎳合金整個退火程序是在典型的華氏1400度至華氏1800度（攝氏760-980度）溫度范圍短時間內進行的。是為了在鍛壓成型后軟化材料以保持物質相對細小的顆粒。退火應該在盡量沒有硫化物的大氣環境下進行，原因是硫磺退火溫度范圍內增加暴露時間會使材料脆化。低溫消除應力可以用于冷變形材料，將其加熱至大約華氏575度（攝氏300度）并持續一至三個小時。蒙乃爾(Monel)合金、鑄鎳合金、哈氏合金等都是制造特殊用途閥門的材料。Monel合金是鎳基耐蝕合金中的Ni2Cu系合金,zui早是由美國鎳公司(International鎳公司)開發的〔1〕,其典型成分為70%Ni和30%Cu,它是鎳基耐蝕合金中應用zui廣泛的合金。Monel合金既具有較高的強度和韌性,又具有優良的抗還原酸及強堿介質和海水等腐蝕的性能,因此通常用于制造輸送氫氟酸(HF)、鹽水、中性介質、堿鹽及還原性酸介質〔2〕的設備。Monel合金也適用于干燥氯氣、氯化氫 氣、高溫氯氣(425℃ )及高溫氯化氫(450℃)等介質,但不抗含硫介質和氧化性介質(如硝酸,含氧量高的介質)的腐蝕,因為鎳與硫和氧有劇烈反應,易形成Ni3S2和 NiO〔3〕 。Monel合金為Ni2Cu固溶體,其中Cu是 作為在Ni中加入了非氧化性的抗蝕劑,改善了鎳合金的耐蝕性,并起強化合金的作用。其內加入C,可改善合金的鑄造性能,但在常溫時合金中僅能溶解0115%的C,過剩的C將以石墨相析出。加入115%～315%Fe,也可改善合金的鑄造性能。加入Mn和Si可以改善合金的機械性能,特別是Si的含量對Monel 合金的機械性能和物理性能有重要的影響。

耐蝕化工閥門用蒙乃爾Monel合金圖為申弘閥門有限公司研制的蒙乃爾閥門
 This paper elaborates on the performance of Monel，and It ls US the foundry and pressure working of M one1．It also elaborates the selection of M onel tradem ark in corrosion resisting valves．And it ls 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.
Monel合金有鑄造合金和變形合金(軋材)兩大類。
美國的變形Monel合金有10種之多。如 Monel400、MonelC、 Monel403、 Monel404、Monel R405、Monel406、Monel411、MonelK500、Monel501和Monel502等。因Monel 在不同的美國標準體系中有各自的表示方法，在美國 的UNS中，鎳合金有5種牌號的變形Monel 合金，有固溶強化型的NO4404 (Monel400)、NO4404 (Monel404) 和NO4405 (MonelR- 405)，及沉淀硬化型的NO5500 (MonelK500)和NO5502 (Mone1502)等(表1) 引。其中用于制造耐蝕閥門常用的變形Monel合金是 Monel400和MonelK500這2種牌號。
用于制造精煉的Monel合金泵、閥門和配件。而含Si量高的B級(3.5％Si)Monel合金，因強度高，既耐腐蝕又耐磨損，因此主要用于制造要求抗磨性好的軸和耐磨環。D 級(4.0％Si)Monel合金用于制造要求耐磨 性更高及更耐腐蝕的部件。 

熔煉和鑄造 Monel合金的熔煉和鑄造技術是決定能否 生產出合格的Monel合金鑄件的關鍵,因為 Monel合金樹枝晶發達,縮孔縮松率大,吸氣(吸氫,吸氧)傾向極大,還會與造型材料發生滲硫化學反應(用呋喃樹脂自硬砂時),從安全角度考慮,Monel合金閥門用在氫氟酸和氯氣及氯化氫氣體等劇毒和高危險性介質中,要求鑄件應按*管路用閥門進行射線探傷檢驗。雖然美國標準中指出,鑄造M3521可焊,但實際上其可焊性極差,補焊的鑄件質量難以保證。M3521合金的密度為8163t/m3(20℃時),凝固收縮率21mm/m,合金熔點為1315～1345℃。M3521、M3522及2N2288的*和E級是以鑄態交貨使用的。盡管鑄造Monel合金有許多牌號,但用于鑄造Monel合金閥門鑄件時,主要采用ASTMA494中的M3521。 鑄造Monel合金和變形Monel合金在化學成分上的變動很小(表4),但這種變動對變形合金來說滿足了其較好的變形能力,而對鑄造合金則提供了較好的鑄造性能。這就是為什么在鑄造時要用鑄造Monel合號,選用軋材時要用變形Monel合號的理由。
Monel合金閥門有整體和內件兩大類型。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥整體Monel合金閥門是指閥門的殼體和內件均為Monel，其主要用在煉油廠烷基化裝置中的 HF酸再生塔部分。由于HF酸再生溫度高 (149℃ )和含水率高的原因，需要使用整體蒙乃爾Monel合金閥門，此外整體Monel蒙乃爾合金閥門還用于煉油廠催化劑的無灰添加劑的生產和氯堿廠高濃度氯堿液系統等工況中。

Monel合金內件閥門系指閥門的殼體材質為碳鋼或不銹鋼，而閥門的內件材質為Monel合金。以碳鋼為殼體的Monel合金閥門主要用于煉油廠烷基化裝置HF酸系統的低溫區域，其利用碳鋼對低溫(≤71℃ )的無水氫氟酸 (HF)有較好的抗腐蝕性能，但碳鋼長期在該工況使用時會在其表面因腐蝕而形成薄膜，若在閥門密封部位用碳鋼，腐蝕后形成的薄膜將影響閥門的密封性能。
碳鋼閥門常用的Cr13型密封材料更不能抵抗HF酸的腐蝕，而內件材質為Monel合金時可以保證閥門的密封性能，而且用Monel合金內件閥門其成本要比整體Monel合金閥門便宜得多。以碳鋼為殼體的Monel合金閥門也可用于海水等介質的工況中。閥門殼體材質為不銹鋼的 Monel合金內件閥門，是用在乙烯、丙烯、液 氧、純氧及海水和合金其他工況中。烷基化裝置中使用的整體Monel合金閥門和Monel合金內件閥門從安全角度考慮要求選用壓力級為CL300磅級， 用于其他工況的Monel合金內件閥門，壓力級有CI150 和CI300磅，或 PN1.6～6.4MPa等。 與本文相關的產品有化工隔膜閥構造原理