耐蚀阀门用蒙乃尔Monel合金

蒙乃尔Monel合金材质的阀门是用于腐蚀性很强的流体设备控制中，该材料是什么特点特性及应用呢，该文中详细介绍。

现行的Monel合金美国技术标准有 ASTM、SAE、AMS (美国航空材料标准学会)、MII (美国国防部标准)、ANSI、ASME及QQ (美国联邦标准)等。对于同一牌号的Monel合金，采用不同的技术规范体系，不仅牌号的表示方法不同，而且其规范的编号和内容也不完全相同。

Monel蒙乃尔合金为Ni-Cu固溶体，其中Cu是作为在Ni中加入了非氧化性的抗蚀剂，改善了镍合金的耐蚀性，并起强化合金的作用。其内加入C，可改善合金的铸造性能，但在常温时合金中仅能溶解0.15％的C，过剩的C将以石墨相析出。加入1.5％～3.5％Fe，也可改善合金的铸造性能。加入Mn和Si可以改善合金的机械性能，特别是Si的含量对Monel蒙乃尔合金的机械性能和物理性能有重要的影响。

图为沃德阀门公司研制的蒙乃尔阀门

Monel合金有铸造合金和变形合金(轧材)两大类。

美国的变形Monel合金有10种之多。如 Monel400、MonelC、 Monel403、 Monel404、Monel R405、Monel406、Monel411、MonelK500、Monel501和Monel502等。因Monel 在不同的美国标准体系中有各自的表示方法，在美国 的UNS中，镍合金有5种牌号的变形Monel 合金，有固溶强化型的NO4404 (Monel400)、NO4404 (Monel404) 和NO4405 (MonelR- 405)，及沉淀硬化型的NO5500 (MonelK500)和NO5502 (Mone1502)等(表1) 引。其中用于制造耐蚀阀门常用的变形Monel合金是 Monel400和MonelK500这2种牌号。

用于制造精炼的Monel合金泵、阀门和配件。而含Si量高的B级(3.5％Si)Monel合金，因强度高，既耐腐蚀又耐磨损，因此主要用于制造要求抗磨性好的轴和耐磨环。D 级(4.0％Si)Monel合金用于制造要求耐磨 性更高及更耐腐蚀的部件。

Monel合金阀门有整体和内件两大类型。

整体Monel合金阀门是指阀门的壳体和内件均为Monel，其主要用在炼油厂烷基化装置中的 HF酸再生塔部分。由于HF酸再生温度高 (149℃ )和含水率高的原因，需要使用整体蒙乃尔Monel合金阀门，此外整体Monel蒙乃尔合金阀门还用于炼油厂催化剂的无灰添加剂的生产和氯碱厂高浓度氯碱液系统等工况中。

Monel合金内件阀门系指阀门的壳体材质为碳钢或不锈钢，而阀门的内件材质为Monel合金。以碳钢为壳体的Monel合金阀门主要用于炼油厂烷基化装置HF酸系统的低温区域，其利用碳钢对低温(≤71℃ )的无水氢氟酸 (HF)有较好的抗腐蚀性能，但碳钢长期在该工况使用时会在其表面因腐蚀而形成薄膜，若在阀门密封部位用碳钢，腐蚀后形成的薄膜将影响阀门的密封性能。

碳钢阀门常用的Cr13型密封材料更不能抵抗HF酸的腐蚀，而内件材质为Monel合金时可以保证阀门的密封性能，而且用Monel合金内件阀门其成本要比整体Monel合金阀门便宜得多。以碳钢为壳体的Monel合金阀门也可用于海水等介质的工况中。阀门壳体材质为不锈钢的 Monel合金内件阀门，是用在乙烯、丙烯、液 氧、纯氧及海水和合金其他工况中。烷基化装置中使用的整体Monel合金阀门和Monel合金内件阀门从安全角度考虑要求选用压力级为CL300磅级， 用于其他工况的Monel合金内件阀门，压力级有CI150 和CI300磅，或 PN1.6～6.4MPa等。