Kaedah rawatan passivation permukaan aloi berasaskan nikel
Aloi berasaskan nikel adalah aloi tahan panas dengan nikel sebagai bahan asas (kandungannya umumnya lebih besar daripada 50%), yang mempunyai kekuatan tinggi dan toleransi yang baik dan rintangan kakisan gas dalam julat 650-1000 darjah. Aloi berasaskan nikel yang biasa termasuk aloi monel, aloi Inconel, aloi Hastelloy, dan lain-lain. Aloi berasaskan nikel sering digunakan dalam pembuatan bahagian suhu tinggi pada penerbangan, reaktor nuklear dan peralatan penukaran tenaga kerana rintangan kakisan mereka yang sangat baik. Walau bagaimanapun, dalam sesetengah industri, seperti reaktor nuklear dan pemprosesan bahan api yang dibelanjakan, apabila agen fluorinating yang kuat (seperti F2, HF) diperkenalkan, aloi berasaskan nikel masih akan berkarat, mengakibatkan masalah seperti kekuatan mekanikal aloi.
Aloi berasaskan nikel akan mencapai hayat perkhidmatan mereka selepas digunakan dalam persekitaran ejen fluorinating yang kuat untuk tempoh masa. Oleh itu, dalam sesetengah industri, seperti industri nuklear, bahan aloi berasaskan nikel perlu diganti secara berterusan. Pada masa ini, teknologi untuk kakisan aloi berasaskan nikel adalah untuk menghasilkan lapisan "dinding beku" di permukaannya untuk perlindungan. Dinding beku merujuk kepada lapisan pelindung yang dibentuk oleh garam komposisi tertentu tertentu. Walau bagaimanapun, syarat-syarat untuk pembentukan dinding pembekuan sangat keras, dan perbezaan suhu antara dinding dalaman dan di luar aloi berasaskan nikel perlu dikawal ketat; Dan semasa penggunaan aloi berasaskan nikel, sukar untuk mengekalkan keadaan dinamik dinding pembekuan.
Walau bagaimanapun, tiada teknologi passivasi yang boleh menjadikan aloi berasaskan nikel tahan terhadap agen fluorinating yang kuat telah dijumpai.
Kaedah rawatan permukaan aloi berasaskan nikel
Masalah teknikal yang akan diselesaikan oleh ciptaan ini adalah untuk mengatasi kecacatan bahawa aloi berasaskan nikel semasa ditanam dalam persekitaran agen fluorinating yang kuat, dan menyediakan kaedah rawatan passivation permukaan untuk aloi berasaskan nikel. Menggunakan kaedah rawatan passivasi permukaan yang disediakan oleh ciptaan ini, lapisan passivation yang padat terbentuk di permukaan aloi berasaskan nikel, yang menghalang aloi daripada berkarat oleh gas menghakis yang kuat seperti gas fluorin, meningkatkan rintangan kakisan bahan aloi berasaskan nikel, dan memanjangkan hayat perkhidmatan aloi.
Oleh itu, ciptaan ini menyediakan kaedah rawatan passivation permukaan untuk aloi berasaskan nikel, yang merangkumi langkah-langkah berikut: pra-merawat dan mengeringkan aloi berasaskan nikel, dan kemudian melakukan rawatan passivation permukaan dengan gas campuran fluorin; Rawatan passivation permukaan dibahagikan kepada empat peringkat:
1: Memanaskan aloi berasaskan nikel hingga 100 darjah -150 darjah, dan selanjutnya mengeluarkan air dalam sistem tindak balas;
2: Meneruskan memanaskan aloi berasaskan nikel hingga 350 darjah -550, seperti 400 darjah -500 darjah, supaya permukaan aloi berasaskan nikel perlahan-lahan menghasilkan lapisan passivation;
3: Menjaga aloi berasaskan nikel pada suhu pada akhir pemanasan peringkat kedua untuk 3H -6 h, seperti 4H -5 h, dan seterusnya menghasilkan lapisan passivasi yang stabil pada permukaan aloi berasaskan nikel;
4: Menyejukkan aloi berasaskan nikel ke suhu bilik, dan penyejukan di atas lebih baik penyejukan semulajadi, supaya lapisan passivation yang terbentuk tidak rosak. Setiap peringkat rawatan passivation permukaan di atas dijalankan di bawah keadaan lulus gas campuran fluorin-argon.
Dalam ciptaan ini, pretreatment yang disebutkan di atas adalah pretreatment secara konvensional yang dirujuk dalam seni, yang umumnya untuk rawatan kekotoran pada permukaan aloi berasaskan nikel, sebaik-baiknya satu atau lebih penggilap kertas pasir, pembersihan asid dan mencuci air; Asid yang disebutkan di atas adalah lebih baik penyelesaian campuran NaCl dan HNO3; Kepekatan HNO3 yang disebutkan di atas lebih disukai 0. 5mol\/l ~ 1.5mol\/l, lebih disukai 1mol\/l; Peratusan massa NaCl yang disebutkan di atas adalah sebaik-baiknya 5%.
Dalam ciptaan ini, kaedah dan keadaan pengeringan yang disebutkan di atas boleh merujuk kepada kaedah dan keadaan pengeringan konvensional dalam seni. Ciptaan ini lebih disukai menggunakan ketuhar pengeringan letupan atau ketuhar pengeringan vakum, suhu pengeringan yang disebutkan di atas adalah lebih baik 90 darjah ~ 110 darjah, dan masa pengeringan yang disebutkan di atas adalah lebih baik 1h ~ 10h untuk membersihkan air di permukaan aloi berasaskan nikel.
Menurut akal sehat dalam seni, dalam sistem tindak balas rawatan rawatan permukaan ciptaan ini, tidak akan ada kekotoran yang dapat bertindak balas dengan aloi berasaskan nikel atau gas campuran fluorin-argon, seperti air atau oksigen; Sebaiknya, sebelum rawatan passivation permukaan, gas jarang digunakan untuk membersihkan kekotoran dalam sistem tindak balas dengan merujuk kepada kaedah konvensional dalam seni; Gas jarang yang disebutkan di atas adalah gas jarang digunakan secara konvensional dalam seni, secara amnya merujuk kepada gas yang tidak bertindak balas semasa rawatan passivation permukaan, sebaiknya argon.
Dalam ciptaan ini, dalam gas campuran fluorin-argon yang disebutkan di atas, pecahan isipadu gas fluorin lebih disukai 5% hingga 30%, seperti 10% hingga 20%.
Dalam ciptaan ini, dalam peringkat yang disebutkan di atas, kadar aliran gas campuran fluorin-argon lebih disukai 0. 0 1L\/min ke 0. Dalam peringkat lain, kadar aliran gas campuran fluorin-argon lebih disukai 0. 0 1L\/min ke 0 3L\/min, seperti 0. Dalam peringkat ketiga yang disebutkan di atas, kadar aliran gas campuran fluorin-argon lebih disukai 0. 0 1L\/min ke 0. 2L\/min, seperti 0.1L\/min; Dalam peringkat keempat yang disebutkan di atas, kadar aliran gas campuran fluorin-argon lebih disukai 0.01L\/min hingga 0.1L\/min, seperti 0.05L\/min.
Kaedah rawatan passivation permukaan aloi berasaskan nikel yang disediakan oleh ciptaan ini sesuai untuk pelbagai bahagian yang diperbuat daripada aloi berasaskan nikel, seperti tangki reaksi, paip dan skru, dan lain-lain, tetapi tidak terhad kepadanya; Kaedah rawatan passivation permukaan yang disediakan oleh ciptaan ini juga sesuai untuk pelbagai bentuk aloi berasaskan nikel, seperti pelbagai plat, kabel dan paip aloi berasaskan nikel, dll.
Tanpa melanggar akal dalam seni, syarat-syarat pilihan yang disebutkan di atas boleh digabungkan dengan sewenang-wenangnya untuk mendapatkan kes-kes pilihan ciptaan ini.
Reagen dan bahan mentah yang digunakan dalam ciptaan ini semuanya tersedia secara komersil.
Kesan positif dan progresif dari ciptaan ini adalah bahawa kaedah rawatan passivation permukaan aloi berasaskan nikel yang disediakan oleh ciptaan ini dipilih untuk mendapatkan lapisan passivation emas di permukaan aloi berasaskan nikel; Lapisan passivasi mempunyai lekatan yang baik, seragam dan padat, dan dapat menahan gas yang sangat menghakis seperti gas fluorin dan fluorida hidrogen pada suhu bilik hingga 600 darjah, dengan itu meningkatkan rintangan kakisan bahan aloi berasaskan nikel dan dengan itu memperluaskan kehidupan perkhidmatan bahan aloi berasaskan nikel.
Kaedah pelaksanaan khusus
Ciptaan ini lebih digambarkan dengan cara contoh di bawah, tetapi ciptaan ini tidak terhad kepada skop contoh-contoh yang disebutkan di atas. Kaedah eksperimen yang mana syarat -syarat tertentu tidak ditentukan dalam contoh -contoh berikut dipilih mengikut kaedah dan syarat konvensional, atau mengikut arahan produk.
Contoh
Tangki reaksi aloi berasaskan nikel dijemput dengan larutan NaCl 0. Gunakan argon kemelut tinggi untuk menggantikan gas dalam reaktor, dan lakukan rawatan passivation pada reaktor aloi berasaskan nikel mengikut skim rawatan passivasi berikut 1.
Skim Rawatan Passivation 1 adalah seperti berikut:
1: Panaskan reaktor aloi berasaskan nikel ke 1 0 0 darjah, dan memperkenalkan gas campuran 30% F2\/AR pada kadar aliran 0.01L\/min dalam tempoh ini;
2: Panaskan reaktor aloi berasaskan nikel dari 1 0 0 darjah hingga 350 darjah, dan memperkenalkan gas campuran 30% F2\/AR pada kadar aliran 0.2L\/min dalam tempoh ini;
3: Simpan reaktor aloi berasaskan nikel pada suhu malar 35 0 darjah untuk 3H, dan memperkenalkan gas campuran 30% F2\/AR pada kadar aliran 0.1L\/min dalam tempoh ini;
4: Kenaikan reaktor aloi berasaskan nikel secara semulajadi dari 35 0 darjah ke suhu bilik, dan memperkenalkan gas campuran 30% F2\/AR pada kadar aliran 0.01L\/min dalam tempoh ini.
Selepas passivation, permukaan tangki reaksi aloi berasaskan nikel membentuk lapisan passivasi emas yang seragam dan padat. Tangki reaksi diletakkan dalam sistem garam cair KF-ZRF 4- UF4 dan gas fluorin diperkenalkan pada 500 darjah untuk tindak balas fluorinasi. Akibatnya, lapisan passivasi tidak terpisah dari permukaan aloi berasaskan nikel dan tangki reaksi tidak berkarat.
Contoh 2
Tangki reaksi aloi berasaskan nikel telah dijemput dengan 1. 0 mol\/l hno 3-5% larutan NaCl, kemudian dibasuh dengan air, dan kemudian diletakkan dalam ketuhar pengeringan 100 darjah pengeringan selama 5 jam. Gas dalam reaktor digantikan dengan gas argon yang tinggi, dan tangki reaksi aloi berasaskan nikel telah dipulihkan mengikut skim rawatan passivasi berikut 2.
Skim Rawatan Passivation 2 adalah seperti berikut:
1: Panaskan tangki reaksi aloi berasaskan nikel hingga 13 0 darjah, di mana pecahan jumlah gas fluorin sebanyak 20% F2\/AR gas campuran diperkenalkan pada kadar aliran 0.05L\/min;
2: Panaskan tangki reaksi aloi berasaskan nikel dari 1 0 0 darjah hingga 400 darjah, di mana pecahan jumlah gas fluorin sebanyak 20% F2\/AR bercampur diperkenalkan pada kadar aliran 0.1L\/min;
3: Simpan tangki reaksi aloi berasaskan nikel pada suhu malar 4 0 0 darjah untuk 6h, di mana pecahan volum gas fluorin sebanyak 20% F2\/AR gas bercampur diperkenalkan pada kadar aliran 0.2L\/min;
4: Panaskan tangki reaksi aloi berasaskan nikel dari 4 0 0 darjah ke suhu bilik, di mana pecahan jumlah gas fluorin sebanyak 20% F2\/AR gas bercampur diperkenalkan pada kadar aliran 0.05L\/min.
Selepas passivation, permukaan tangki reaksi aloi berasaskan nikel membentuk lapisan passivasi emas yang seragam dan padat. Tangki tindak balas digunakan dalam sistem garam cair UF4 Flinak-ZRF 4- UF4, dan gas fluorin diperkenalkan pada 550 darjah untuk tindak balas fluorinasi. Akibatnya, lapisan passivasi tidak terpisah dari permukaan aloi berasaskan nikel dan tangki reaksi tidak berkarat.
Contoh 3
Tangki reaksi aloi berasaskan nikel telah dijemput dengan larutan NaCl 1.5mol\/lhno 3-5, kemudian dibasuh dengan air, dan kemudian diletakkan dalam ketuhar pengeringan vakum pada 110 darjah selama 10 jam. Gas dalam reaktor itu digantikan dengan gas argon kemelut tinggi, dan tangki reaksi aloi berasaskan nikel telah dipulihkan mengikut skim rawatan passivasi berikut 3.
Skim Rawatan Passivation 3 adalah seperti berikut:
1; Panaskan tangki reaksi aloi berasaskan nikel hingga 15 0 darjah, di mana pecahan isipadu gas fluorin sebanyak 5% F2\/AR bercampur gas diperkenalkan pada kadar aliran 0.1L\/min;
2; Panaskan tangki reaksi aloi berasaskan nikel dari 15 0 darjah hingga 500 darjah, di mana pecahan jumlah gas fluorin sebanyak 5% F2\/AR gas campuran diperkenalkan pada kadar aliran 0.3L\/min;
3; Pastikan tangki reaksi aloi berasaskan nikel pada suhu malar 5 0 0 darjah untuk 5h, di mana pecahan isipadu gas fluorin sebanyak 5% F2\/AR bercampur diperkenalkan pada kadar aliran 0.2L\/min;
4; Sememangnya menyejukkan tangki reaksi aloi berasaskan nikel dari 4 0 0 darjah ke suhu bilik, di mana pecahan jumlah gas fluorin sebanyak 5% F2\/AR bercampur diperkenalkan pada kadar aliran 0.1L\/min.
Selepas passivation, permukaan reaktor aloi berasaskan nikel membentuk lapisan passivasi emas yang seragam dan padat. Reaktor itu digunakan dalam sistem garam cair Flinak-UF4, dan gas fluorin diperkenalkan pada 550 darjah untuk tindak balas fluorinasi. Akibatnya, lapisan passivasi tidak terpisah dari permukaan aloi berasaskan nikel dan reaktor tidak berkarat.
Contoh 4
Reaktor aloi berasaskan nikel digilap dengan kertas pasir dan kemudian dibasuh dengan air, dan kemudian diletakkan dalam ketuhar pengeringan 100 darjah selama 8 jam. Gas dalam reaktor itu digantikan dengan gas argon yang tinggi, dan reaktor aloi berasaskan nikel telah dilancarkan mengikut skim berikut.
Skim Rawatan Passivation 4 adalah seperti berikut
1; Panaskan tangki reaksi aloi berasaskan nikel ke 1 0 0 darjah, di mana pecahan jumlah gas fluorin sebanyak 10% F2\/AR gas campuran diperkenalkan pada kadar aliran 0.1L\/min;
2: Panaskan tangki reaksi aloi berasaskan nikel dari 1 0 0 darjah hingga 550 darjah, di mana pecahan jumlah gas fluorin sebanyak 10% F2\/AR bercampur diperkenalkan pada kadar aliran 0.01L\/min;
3: Simpan tangki reaksi aloi berasaskan nikel pada suhu malar 55 0 darjah untuk 4H, di mana pecahan jumlah gas fluorin sebanyak 10% F2\/AR bercampur diperkenalkan pada kadar aliran 0.01L\/min;
4: Secara semulajadi sejuk tangki reaksi aloi berasaskan nikel dari 55 0 darjah ke suhu bilik, di mana pecahan isipadu gas fluorin sebanyak 10% F2\/AR bercampur diperkenalkan pada kadar aliran 0.05L\/min.
Selepas passivation, lapisan passivasi emas yang seragam dan padat dibentuk di permukaan tangki reaksi aloi berasaskan nikel. Tangki reaksi digunakan dalam sistem garam cair UF4 fluor dan gas fluorin UF4 diperkenalkan pada 600 darjah untuk tindak balas fluorinasi. Akibatnya, lapisan passivasi tidak terpisah dari permukaan aloi berasaskan nikel dan tangki reaksi tidak berkarat.
