JP2992226B2 - 耐食性を有するニッケル合金及びそれらの合金から作られる建設部材 - Google Patents
耐食性を有するニッケル合金及びそれらの合金から作られる建設部材Info
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Description
有するニッケル合金に関し、さらに具体的には、例え
ば、排煙脱硫設備において発生するような酸、低酸素媒
体に対して耐食性を有するニッケル合金に関し、かつそ
れらの合金から作られた建設部材の関する。
金化組成物としてモリブデンとクロムを含有する多くの
耐食性ニッケル合金が開示され、すなわちこれらの合金
は、14〜26wt%のクロムと3〜18wt%のモリ
ブデンとを含む合金、14.5〜23wt%のクロムと
14〜17wt%のモリブデンとを含む合金、20〜2
4wt%のクロムと12〜17wt%のモリブデンと2
〜4wt%のタングステンと2〜8wt%の鉄とを含む
合金、22〜24wt%のクロムと15〜16.5wt
%のモリブデンとを含む合金である。これらの合金は、
高合金鋼がもはや十分な耐食性を持たないような活発な
腐食条件である化学工業とその周辺技術に特に使用され
る。EP−A−0334410号の後述の合金に対して
広い使用範囲が記載されているにも関わらず、ごく最近
の排煙脱硫実験は、この公知のニッケル−クロム−モリ
ブデン−合金の耐食性では、満足できない条件が益々増
えることを示した。これら条件は、強酸であるとともに
高濃度塩素イオンの低オキシダント範囲であり、特に石
膏が堆積物や外被として排煙湿式脱硫中に発生する。別
の問題は、排煙脱硫設備の熱交換装置によって指摘され
る。また、技術的に硫酸再処理は、極端な低オキシダン
ト条件をたびたび形成し、クロムを合金化した公知の金
属材料は、それらの不活性な範囲を越えて容認できない
高腐食消耗結果をもたらす。したがって、このような場
合は、先行技術においてはグラファイトのような材料を
タンク及びパイプに使用する必要があるが、金属材料と
比較して延性の不足及び溶接ができない欠点を有する。
26〜30wt%のモリブデン、7%以下の鉄及び1.
5%以下のクロムを通常は含むニッケルベースの金属材
料であっても、このような適用に対しては不十分であ
る。
は、モリブデンを25〜35wt%、鉄を2〜8wt
%、アルミニウムを0.3〜2wt%、バナジウム、タ
ングステン、クロム及び銅元素の少なくとも一種を0.
1〜4wt%、また場合によってはコバルトを0.5〜
5wt%さらにボロン、カルシウム、チタニウム、ジル
コニウム、ニオブ及びイットリウムを含有する合金をま
た開示する。これらの耐食性は、ある場合には不十分で
あることが立証される。
目的は、上記よりさらに厳しい条件であっても、十分に
対応できる耐食性を有する金属材料を提供することであ
る。
ル合金によって本発明にしたがい解決される。すなわ
ち、 モリブデン 20.5〜25wt% クロム 5〜11.5wt% 鉄 >5〜8wt% マンガン 0.1〜0.6wt% バナジウム 0.1〜0.3wt% アルミニウム 0.1〜0.5wt% シリコン 0〜0.3wt% 銅 0〜0.5wt% 炭素 0〜0.1wt% コバルト 0〜1wt% また、燐及び硫黄のような製造に伴う添加元素の通常混
合物、及び残余ニッケルから成るニッケル合金である。
を、次に実施例を参照して詳細に説明する。表1に示す
組成を有するニッケル合金について、多くの試験をし
た。これらの合金は熱間、引き続いて冷間で成形するこ
とにより容易に板にされる。この板は、1190℃で3
0分間最終的に溶体化焼きなましを行い、得られた板
は、均一に再結晶した組織であった。合金No.1及び
No.2は、先行技術であり、「ニッケル−クロム−モ
リブデン合金C−276」(ドイツ材料No.2.48
19)及び「ニッケル−クロム−モリブデン合金59」
(ドイツ材料No.2.4605)である。合金No.
3及びNo.4は、本発明に従う2種の材料例である。
元領域に属する媒体中、及び弱酸化腐食条件に属する媒
体中で試験した。本発明の合金の好ましい使用条件にし
たがい、排煙脱硫の模擬溶液が、上記目的のために選ば
れた。この溶液は、水性硫酸溶液であり、pHの値は1
に調整され、塩化物イオンを7%及びフッ化物イオンを
0.01%、及び排煙脱硫中に堆積する石膏を15%有
する。この合金は、100℃で30日間この溶液中で試
験され、攪拌されたこの溶液は窒素で覆われていた。石
膏の堆積物と外被とで建設状態にした間隙部に排煙湿式
脱硫中に形成されるところの強酸と、同時に高塩化物イ
オン濃度の低酸素条件との満足な模擬ができることを実
験が示した。
かじめ研摩した。試験は均一表面腐食とすきま腐食との
双方を行った。この目的のために、1986年の「We
rkstoffe und Korrosion」の3
7巻183〜190頁に記載されるように、PTFEク
ラックブロックを準備して3Ncmのトルクを表面に付
加した。その結果を表2に示す。本発明にしたがう合金
No.3とNo.4の表面腐食は、先行技術の合金N
o.1及びNo.2と比較してわずかに増加するが、し
かし適切であると見なされる合金でありまだ十分に少な
い。先行技術の合金No.1とNo.2の場合、わずか
0.029と0.006mm/年と比較的少ない表面除
去であるのに対して、すきま腐食はわずか30日後でも
0.17mmまでもの深さに達した。これはまもなく壁
に局部的な穿孔をもたらし、結果として全設備の運転に
悪影響をもたらす。これに対して、本発明にしたがうN
o.3とNo.4の合金は、このようなすきま腐食の兆
候を全く示さなかった。これは、数カ月の耐用年数の磨
耗部品として作業者に現在でも見なされている金属低メ
ンテナンス構造物の建設を可能にする。
の70%硫酸及び125℃の80%硫酸が、さらに試験
溶液として選択された。これらの硫酸の濃度範囲及び温
度は、排煙脱硫設備の熱交換装置の実際の使用条件に相
当する。このような試験条件で得られた示唆は、還元条
件の下での廃物硫酸(30〜90wt%)の再処理にお
いて、満足な挙動を推測するための基礎を提供する。比
較試験の結果を表3に示す。先行技術の合金No.1と
No.2は、それらの用途には考えることができないよ
うな高除去比率を示しことが明らかにされる。これとは
逆に、本発明にしたがう合金No.3とNo.4は、こ
れらの非常に低い磨耗損失により有益である。
シダント無機酸混合物の処理、運搬及び蓄積における本
発明にしたがう合金の使用例を図4に示す。これらの酸
洗い用の酸の比較的に高温度での甚だしい浸食性によ
り、従来の金属構成部材では、>5mm/aの腐食速度
であり(合金1と2を参照)、定期的に交換される磨耗
部品として見なされていた。
がう合金、特にNo.3は、実質的に耐久性が長くなる
利点を有した。 表4 N2 の覆いがなく沸騰温度での10%HCl 中への21日間浸漬試験後の直線磨耗速度 合金番号 10%HCl、 10%HCl+200ppmFe3 N2 の覆いなし N2 の覆いなし 1 6.56 7.55 2 8.49 6.31 3 0.34 0.42 4 1.31 1.55 一方で本発明にしたがう合金の鉄成分(5%を越え8%
まで)は、環境技術のために比較的多く蓄積される先行
技術の合金No.1(表1)の製造からの加工屑を下に
安く製造することが可能である。他方で、価格が益々好
ましくなる普通鋼支持板をニッケル基合金で薄く積層し
てなる圧延合わせ複合材料の溶接処理において、鉄の希
釈を制御することが容易になる。
確実となるならば、本発明にしたがうニッケル合金は、
0.001〜0.04wt%のマグネシウム及び0.0
1wt%以下のカルシウムを含有する。
Claims (4)
- 【請求項1】 排煙脱硫設備において発生するような特
に酸並びに低酸素媒体に対し改良された耐食性を有する
ニッケル合金であって、 モリブデン 20.5〜25wt% クロム 5〜11.5wt% 鉄 5〜8wt% マンガン 0.1〜0.6wt% バナジウム 0.1〜0.3wt% アルミニウム 0.1〜0.5wt%、及び 残余ニッケル及び不可避的不純物 から成る改良された耐食性を有するニッケル合金。 - 【請求項2】 0.3wt%以下のシリコン、0.5w
t%以下の銅、0.1wt%以下の炭素、1wt%以下
のコバルト、0.04wt%以下のマグネシウム及び
0.01wt%以下のカルシウムからなる群から選択さ
れた少なくとも1種の元素をさらに含んでなる請求項1
記載のニッケル合金。 - 【請求項3】 請求項1または2記載のニッケル合金か
ら作られ、金属の酸洗い工程等において堆積する廃物の
硫酸または無機酸混合物のための排煙脱硫設備の建設部
材。 - 【請求項4】 請求項1または2記載のニッケル合金か
ら作られ、金属の酸洗い工程等において堆積する廃物の
硫酸または無機酸混合物のための再処理設備の建設部
材。
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