Ultra Alloy 825在苛刻腐蝕性環境中的應用

Ultra Alloy 825在苛刻腐蝕性環境中的應用 

我們的主要產品Ultra 904L和Ultra 254SMO，以及針對特定應用的多種替代產品。當設計工程師知道Core 304L/4307或Supra 316L/4404這樣的等級不足以應對其應用環境中的濕腐蝕挑戰時，Ultra系列成為了*佳選擇。該系列的*新產品是鎳基合金Ultra Alloy 825，它在含硫的酸性環境中具有良好的耐腐蝕性，在這種環境中，對于氫和硫化氫（H2S）引起的開裂具有優異的抵抗力。

Ultra Alloy 825適用于多種苛刻的工況環境，尤其適用于海上油氣管道，煉油廠，加熱盤管，熱交換器，儲罐和洗滌塔中的組件。它還在食品，化工和核工業中具有潛在用途。

鈦穩定化的鎳基合金

Ultra Alloy 825是鈦穩定化的鎳基合金，并添加了銅。它包含約40％的鎳（見下表1），并具有奧氏體微觀結構。當在不銹鋼可能對此現象敏感的溫度下使用時，鈦穩定化及其低碳含量可降低形成碳化鉻析出的風險。因此，這使得Ultra Alloy 825對晶間腐蝕較不敏感。

選用Ultra Alloy 825應對酸性氣體挑戰

在石油和天然氣工業中，根據存在的硫化氫（H2S）含量，通常被分類為“甜性”或“酸性”環境。甜性環境是指不含或可忽略不計的硫化氫。酸性環境是指含有大量的硫化氫。

由于天然氣在全球能源結構中的占比逐年增加，且全球天然氣儲量中很大一部分是含有大量硫化氫的酸性氣體，因此越來越需要考慮酸性氣體環境對選材的要求。硫化氫的存在是一個特別的挑戰，因為它容易引起鋼材的腐蝕和硫化物應力腐蝕開裂（SSC），特別是在油氣管道中常見 

酸性氣田除在腐蝕性的環境工況外，可能還需要在高達260°C的溫度和高達1,700 bar的高壓下開采。因此材料選擇成為整個開采成功的關鍵因素。至關重要的是要實現成本效益，并滿足對耐腐蝕性和強度的需求，以確保在30年使用壽命內的可靠運行。這是Ultra Alloy 825能提供的獨特優勢

石油和天然氣行業長期以來一直在酸性環境中使用Ultra Alloy 825作為零部件和設備。原因是該合金具有優異的抗硫化物應力腐蝕開裂性能。根據ISO 15156-3（NACE MR0175），固溶退火和冷加工的Ultra Alloy 825適用于酸性環境中*高232°C的任何組件或設備，對氯化物濃度和pH值沒有限制，硫化氫的分壓不超過2 bar（30 psi）。如果溫度不超過132℃，則可以不受分壓限制地使用。

耐局部腐蝕性能

考慮到其在不同環境中的耐腐蝕性，Ultra Alloy 825具有非常好的耐酸性，例如硫酸，磷酸，硝酸和有機酸。在含有還原酸的溶液中，鉬（Mo）和銅（Cu）的添加還增強了其耐腐蝕性。該合金還對含鈉（Na）和氫氧化鉀（KOH）的堿性溶液具有良好的耐腐蝕性能。

Ultra Alloy 825的另一個好處是具有更高的抗點蝕和縫隙腐蝕的能力-見右表2。盡管如此，在這些條件下要獲得較高的耐腐蝕性能，我們建議使用Ultra 254 SMO。這是一種特殊合金，廣泛用于長期暴露于海水，煙道氣和漂白劑的環境中，例如船用脫硫，紙漿和造紙行業等。

應力腐蝕開裂（SCC）

由于鎳含量高，Ultra Alloy 825在氯化物侵蝕和堿性的環境中具有很高的抗應力腐蝕開裂（SCC）的能力。通過在非常苛刻環境的ASTM G36測試，暴露在含45％的氯化鎂（MgCl2）沸騰溶液中24小時以上不會發生應力腐蝕開裂（見右表3）。

良好的機械和物理性能

如下表4所示，Ultra Alloy 825具有良好的機械性能，包括良好的屈服強度和抗拉強度。它可以在中高溫度（+540°C）到低溫的溫度范圍內使用。

加工性能

與其他類型的鎳基合金一樣，Ultra Alloy 825具有良好的延展性，可以使用常規方法加工。

對于熱處理，加工后在950°C下進行退火，然后進行快速空冷或水冷。Ultra Alloy 825可以使用常規的加工設備，會發生加工硬化。

焊接

Ultra Alloy 825易于焊接，常規焊接方法，例如：

?SMAW，MMA

?GTAW，TIG

?GMAW，MIG / MAG

?SAW

焊接前無需預熱，可以使用匹配的填料焊接材料。 

產品類型包括卷材，板材和線材

奧托昆普在位于瑞典Avesta的煉鋼車間連續鑄造高質量的Ultra Alloy 825板坯。這意味著我們可以為大型項目提供具有競爭力的交貨時間的大量產品

熱軋和冷軋卷材的*大寬度為1,500mm，重量可達12噸以上。這種比普通四尺卷材更寬的優點，能夠提高管材制造商的生產效率。同時，用卷材生產的產品公差也有所提高。我們也了解到某些客戶需要更厚的板材。因此，我們還提供了中厚板的Ultra Alloy 825，厚度*大為40mm，可以滿足客戶從一個供應商處對卷材和板材的需求。 

在瑞典的Fagersta和英國的Sheffield工廠生產線材，線材的尺寸為5mm~27 mm。

酸性環境應用的*佳選擇

Ultra Alloy 825在腐蝕性極強的苛刻應用中作為不銹鋼的重要替代品，已經有很多成功的案例。非常適用于幫助石油和天然氣行業的OEM和運營商應對開采酸性氣田的挑戰。但是在*終選擇材料之前，至關重要的是要對特定工況環境進行仔細分析，并進行適當的測試，以確保有成本效益且持久的解決方案。