Mètode de tractament de passivació superficial de l'aliatge basat en níquel
L’aliatge basat en níquel és un aliatge resistent a la calor amb níquel com a material base (el contingut és generalment superior al 50%), que té una gran resistència i una bona tolerància i resistència a la corrosió del gas en el rang de grau 650-1000. Els aliatges comuns basats en níquel inclouen aliatge Monel, aliatge Inconel, aliatge Hastelloy, etc. Els aliatges basats en níquel s’utilitzen sovint en la fabricació de peces d’alta temperatura en aviació, reactors nuclears i equips de conversió d’energia a causa de la seva excel·lent resistència a la corrosió. No obstant això, en algunes indústries, com els reactors nuclears i el reprocessament de combustible gastat, quan s’introdueixen agents forts fluors (com F2, HF), encara es corroiran aliatges basats en níquel, donant lloc a problemes com la força mecànica reduïda de l’aliatge.
Els aliatges basats en níquel arribaran a la seva vida útil després de ser utilitzats en un entorn d’agents fluors fort durant un període de temps. Per tant, en algunes indústries, com la indústria nuclear, cal substituir contínuament els materials d’aliatge basats en níquel. Actualment, la tecnologia per a la corrosió dels aliatges basats en níquel és produir una capa de "paret congelada" a la seva superfície per a la seva protecció. La paret congelada fa referència a un revestiment protector format per sals de determinades composicions específiques. Tanmateix, les condicions per a la formació de la paret de congelació són molt dures i la diferència de temperatura entre la paret interior i la part exterior de l’aliatge basat en níquel ha de ser estrictament controlada; I durant l’ús de l’aliatge basat en níquel, és difícil mantenir l’estat dinàmic de la paret de congelació.
No obstant això, no s'ha trobat cap tecnologia de passivació que pugui fer que l'aliatge basat en níquel sigui resistent als agents fluorosos forts.
Mètode de tractament superficial de l'aliatge basat en níquel
El problema tècnic que cal resoldre per la present invenció és superar el defecte que l'aliatge actual basat en níquel està corroït en l'entorn d'agents forts fluors i proporcionar un mètode de tractament de passivació superficial per a aliatges basats en níquel. Utilitzant el mètode de tractament de passivació superficial proporcionat per la present invenció, es forma una densa capa de passivació a la superfície de l’aliatge basat en níquel, que impedeix que l’aliatge es corroï per forts gasos corrosius com el gas fluor, millora la resistència a la corrosió del material d’aliatge basat en níquel i allarga la vida del servei de l’aliatge.
Per tant, la present invenció proporciona un mètode de tractament de passivació superficial per a aliatges basats en níquel, que inclou els passos següents: pre-tractament i assecat l’aliatge basat en níquel i, a continuació, realitzant un tractament de passivació superficial amb un gas mixt de fluor-argó; El tractament de passivació superficial es divideix en quatre etapes:
1: escalfar l'aliatge basat en níquel a 100 graus -150 i eliminar l'aigua al sistema de reacció;
2: Continuant escalfant l'aliatge basat en níquel a 350 graus -550 grau, com ara a 400 graus -500, de manera que la superfície de l'aliatge basat en níquel produeix lentament una capa de passivació;
3: Mantenir l'aliatge basat en níquel a la temperatura al final de la segona etapa escalfant per a 3H -6 h, com ara 4H {{5} h, i produint encara més una capa de passivació estable a la superfície de l'aliatge basat en níquel;
4: refredar l’aliatge a base de níquel a temperatura ambient i el refredament anterior és preferiblement el refredament natural, de manera que la capa de passivació formada no es trenca. Cada etapa del tractament de passivació superficial anterior es realitza sota la condició de passar un gas mixt de fluor-argó.
En la present invenció, el pretractament esmentat anteriorment és el pretractament a què es fa referència convencionalment en l'art, que generalment és per al tractament de les impureses a la superfície de l'aliatge a base de níquel, preferiblement un o més polit de fons de sorra, neteja d'àcids i rentat d'aigua; L’àcid esmentat anteriorment és preferiblement una solució mixta de NaCl i HnO3; La concentració de l’HnO3 esmentat anteriorment és preferiblement 0. 5mol\/l ~ 1,5mol\/L, més preferiblement 1mol\/L; El percentatge de massa del NaCl esmentat anteriorment és preferiblement un 5%.
En la present invenció, el mètode i les condicions esmentades anteriorment poden referir-se al mètode i les condicions d'assecat convencionals de l'art. La present invenció utilitza preferentment un forn d’assecat explosiu o un forn d’assecat al buit, la temperatura d’assecat esmentada anteriorment és preferiblement de 90 graus ~ 110 graus i el temps d’assecat esmentat anteriorment és d’1H ~ 10h per netejar l’aigua a la superfície de l’aliatge basat en níquel.
Segons el sentit comú en l’art, en el sistema de reacció del tractament de passivació superficial de la present invenció, no hi haurà impureses que puguin reaccionar amb aliatges basats en níquel o gas mixt de fluor-argó, com l’aigua o l’oxigen; Preferiblement, abans del tractament de passivació superficial, s’utilitza un gas rar per esborrar les impureses del sistema de reacció en referència al mètode convencional de l’art; El gas rar esmentat anteriorment és un gas rar que s’utilitza convencionalment en l’art, que generalment es refereix a un gas que no reacciona durant el tractament de passivació superficial, preferiblement argumenta.
En la present invenció, en el gas mixt de fluor-argó esmentat anteriorment, la fracció de volum de gas fluor és preferiblement del 5% al 30%, com ara del 10% al 20%.
En la present invenció, en les etapes esmentades anteriorment, el cabal del gas mixt fluor-argon és preferiblement 0. 0 1l\/min a 0. En altres etapes, el cabal del gas mixt fluor-argon és preferiblement 0. 0 1l\/min a 0. 3l\/min, com 0. 1l\/min a 0. 2l\/min; A la tercera etapa esmentada, el cabal del gas mixt de fluor-argon és preferiblement 0. 0 1l\/min a 0. 2l\/min, com ara 0,1l\/min; A la quarta etapa esmentada, el cabal del gas mixt de fluor-argó és preferiblement de 0,01L\/min a 0,1L\/min, com ara 0,05L\/min.
El mètode de tractament de passivació superficial de l’aliatge basat en níquel proporcionat per la present invenció és adequat per a diverses parts fetes d’aliatges basats en níquel, com ara dipòsits de reacció, canonades i cargols, etc., però no es limita; El mètode de tractament de passivació superficial proporcionat per la present invenció també és adequat per a diverses formes d’aliatges basats en níquel, com ara diverses plaques, cables i canonades d’aliatges basats en níquel, etc.
Sense violar el sentit comú en l'art, les condicions preferides esmentades es poden combinar arbitràriament per obtenir els casos preferits de la present invenció.
Els reactius i les matèries primeres utilitzades en la present invenció estan disponibles comercialment.
L’efecte positiu i progressiu de la present invenció és que el mètode de tractament de passivació superficial de l’aliatge basat en níquel proporcionat per la present invenció és seleccionat per obtenir una capa de passivació daurada a la superfície de l’aliatge basat en níquel; La capa de passivació té una bona adhesió, és uniforme i densa, i pot suportar gasos altament corrosius com el gas fluor i el fluorur d’hidrogen a temperatura ambient fins a 600 graus, augmentant així la resistència a la corrosió del material d’aliatge a base de níquel i, per tant, ampliant la vida del servei del material d’aliatge basat en níquel.
Mètodes d’implementació específics
La present invenció s’il·lustra a més d’exemples a continuació, però la present invenció no es limita a l’abast dels exemples esmentats anteriorment. Els mètodes experimentals per als quals les condicions específiques no s’especifiquen en els exemples següents es seleccionen segons els mètodes i les condicions convencionals, o segons les instruccions del producte.
Exemple
El dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel està escabetxat amb una solució 0. Utilitzeu un argó d’alta puresa per substituir el gas al reactor i realitzeu un tractament de passivació al reactor d’aliatge basat en níquel segons el següent esquema de tractament de passivació 1.
L’esquema de tractament de passivació 1 és el següent:
1: Escalfeu el reactor d’aliatge basat en níquel a 1 0 0 graus i introduïu un gas mixt del 30% F2\/AR a un cabal de 0,01L\/min durant aquest període;
2: Escalfeu el reactor d’aliatge basat en níquel d’1 0 0 graus a 350 graus i introduïu un gas mixt F2\/AR del 30% a un cabal de 0,2L\/min durant aquest període;
3: Mantingueu el reactor d’aliatge basat en níquel a una temperatura constant de 35 0 grau per a 3H i introduïu un gas mixt F2\/AR del 30% a un cabal de 0,1L\/min durant aquest període;
4: refredeu el reactor d’aliatge basat en níquel de forma natural des de 35 {{5} graus fins a la temperatura ambient i introduïu un gas mixt F2\/AR del 30% a un cabal de 0,01L\/min durant aquest període.
Després de la passivació, la superfície del dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel va formar una capa de passivació daurada i densa. El dipòsit de reacció es va col·locar en un sistema de sal de KF-ZRF 4- UF4 i es va introduir gas de fluor a 500 graus per a la reacció de fluoració. Com a resultat, la capa de passivació no es va separar de la superfície de l'aliatge basat en níquel i el dipòsit de reacció no es va corroir.
Exemple 2
El dipòsit de reacció d'aliatge basat en níquel va ser escabetxat amb 1. 0 mol\/l hno 3-5% NaCl Solution, després es va rentar amb aigua, i després es va col·locar en un forn d'assecat de 100 graus durant 5 hores. El gas del reactor es va substituir per gas d’argó d’alta puresa i el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel es va passar segons el següent esquema de tractament de passivació 2.
L’esquema de tractament de passivació 2 és el següent:
1: Escalfeu el dipòsit de reacció d'aliatge basat en níquel a 13 0 grau, durant el qual s'introdueix una fracció de volum de gas fluor del 20% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,05L\/min;
2: Escalfeu el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel d’1 0 0 graus a 400 graus, durant el qual s’introdueix una fracció de volum de gas de fluor del 20% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,1L\/min;
3: Manteniu el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel a una temperatura constant de 4 0 0 graus durant 6h, durant la qual s’introdueix una fracció de volum de gas fluor del 20% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,2L\/min;
4: Escalfeu el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel de 4 0 0 graus a la temperatura ambient, durant la qual s’introdueix una fracció de volum de gas fluor del 20% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,05L\/min.
Després de la passivació, la superfície del dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel va formar una capa de passivació daurada i densa. El dipòsit de reacció es va utilitzar en el sistema de sal de Flinak-Zrf 4- UF4, i es va introduir gas fluor a 550 graus per a la reacció de fluoració. Com a resultat, la capa de passivació no es va separar de la superfície de l'aliatge basat en níquel i el dipòsit de reacció no es va corroir.
Exemple 3
El dipòsit d’aliatge basat en níquel va ser escabetxat amb 1,5 mol\/LHNO 3-5%NaCl, després es va rentar amb aigua, i després es va col·locar en un forn d’assecat de buit a 110 graus durant 10 hores. El gas del reactor es va substituir per gas d’argó d’alta puresa i el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel es va passar segons el següent esquema de tractament de passivació 3.
L’esquema de tractament de passivació 3 és el següent:
1; Escalfeu el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel a 15 0 grau, durant el qual s’introdueix una fracció de volum de gas de fluor del 5% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,1L\/min;
2; Escalfeu el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel des de 15 0 grau fins a 500 graus, durant el qual s’introdueix una fracció de volum de gas fluor del 5% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,3L\/min;
3; Mantingueu el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel a una temperatura constant de 5 0 0 graus durant 5h, durant la qual s’introdueix una fracció de volum de gas fluor del 5% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,2L\/min;
4; Refredeu naturalment el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel des de 4 0 0 graus fins a la temperatura ambient, durant la qual s’introdueix una fracció de volum de gas de fluor del 5% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,1L\/min.
Després de la passivació, la superfície del reactor d’aliatge basat en níquel va formar una capa de passivació daurada i densa. El reactor es va utilitzar en el sistema de sal fos Flinak-UF4 i es va introduir gas fluor a 550 graus per a la reacció de fluoració. Com a resultat, la capa de passivació no es va separar de la superfície de l'aliatge basat en níquel i no es va corroir el reactor.
Exemple 4
El reactor d’aliatge a base de níquel es va polir amb paper de sorra i després es va rentar amb aigua, i després es va col·locar en un forn d’assecat de 100 graus durant 8 hores. El gas del reactor es va substituir per gas d’argó d’alta puresa i el reactor d’aliatge basat en níquel es va passar segons el següent esquema 4.
L’esquema de tractament de passivació 4 és el següent
1; Escalfeu el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel a 1 0 0 graus, durant el qual s’introdueix una fracció de volum de gas de fluor del 10% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,1L\/min;
2: Escalfeu el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel d’1 0 0 graus a 550 graus, durant el qual s’introdueix una fracció de volum de gas de fluor del 10% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,01L\/min;
3: Manteniu el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel a una temperatura constant de 55 0 grau durant 4h, durant el qual s’introdueix una fracció de volum de gas fluor del 10% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,01L\/min;
4: refredeu naturalment el dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel des de 55 {{5} graus fins a la temperatura ambient, durant el qual s’introdueix una fracció de volum de gas fluor del 10% F2\/AR de gas mixt a un cabal de 0,05L\/min.
Després de la passivació, es va formar una capa de passivació daurada uniforme i densa a la superfície del dipòsit de reacció d’aliatge basat en níquel. El dipòsit de reacció es va utilitzar en un sistema de sal de flinak-thf 4- UF4 i es va introduir gas fluor a 600 graus per a la reacció de fluoració. Com a resultat, la capa de passivació no es va separar de la superfície d'aliatge basada en níquel i el dipòsit de reacció no es va corroir.
