1. Tổng quan về thành phần hợp kim cơ bản
Monel 400: Chủ yếu bao gồm niken và đồng, với hàm lượng niken khoảng 63%–70% và đồng khoảng 28%–34%. Nó chỉ chứa một lượng nhỏ sắt, cacbon, mangan và các nguyên tố khác mà không có sự bổ sung crom có chủ ý. Khả năng chống ăn mòn của nó chủ yếu dựa vào tác dụng hiệp đồng của niken và đồng.
Inconel 600: Hợp kim gốc niken có hàm lượng crôm cao (14%–17%) và sắt (6%–10%) là nguyên tố hợp kim chính. Crom mang lại khả năng thụ động mạnh mẽ trong môi trường oxy hóa, trong khi niken duy trì sự ổn định trong điều kiện khử và kiềm.
2. So sánh khả năng chống ăn mòn axit
(1) Hiệu suất khử axit
Axit khử chủ yếu bao gồm các axit không oxy hóa như axit hydrofluoric, axit sulfuric loãng, axit clohydric, axit photphoric trong điều kiện không oxy hóa.
Monel 400: Thể hiện khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong hầu hết các môi trường axit khử. Đồng trong hợp kim cải thiện đáng kể tính ổn định của nó trong axit flohydric và axit sunfuric loãng; nó hiếm khi bị ăn mòn hoặc có tốc độ ăn mòn rất thấp trong các hệ thống axit khử không oxy hóa, không có oxy. Đây là một trong số ít hợp kim niken phổ biến phù hợp để sử dụng lâu dài trong môi trường axit flohydric.
Inconel 600: Hoạt động kém trong các axit khử mạnh, đặc biệt là axit hydrofluoric và axit clohydric đậm đặc. Nếu không có đủ hàm lượng đồng, nó không thể tạo thành màng bảo vệ ổn định trong môi trường axit khử. Tốc độ ăn mòn tương đối cao và ăn mòn đồng đều nghiêm trọng hoặc ăn mòn cục bộ sẽ xảy ra trong điều kiện gia nhiệt hoặc nồng độ cao. Vì vậy, Inconel 600 không được khuyến khích sử dụng để khử hệ thống axit.
(2) Hiệu suất trong axit oxy hóa
Axit oxy hóa bao gồm axit nitric đậm đặc, axit sulfuric đậm đặc, axit cromic và các môi trường khác có đặc tính oxy hóa mạnh.
Monel 400: Chịu sự ăn mòn nhanh và nghiêm trọng trong axit oxy hóa. Nền niken-đồng không thể tạo thành màng thụ động dày đặc và ổn định dưới quá trình oxy hóa mạnh. Nó sẽ bị ăn mòn đồng đều hoặc ăn mòn giữa các hạt nhanh chóng, do đó nó không thể áp dụng cho các điều kiện axit oxy hóa.
Inconel 600: Được hưởng lợi từ hàm lượng crom cao, tạo thành màng thụ động oxit crom dày đặc trên bề mặt trong môi trường oxy hóa. Nó có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với các axit oxy hóa như axit nitric, đặc biệt là trong các hệ thống axit oxy hóa nóng và đậm đặc. Nó duy trì tốc độ ăn mòn thấp và độ ổn định cấu trúc tốt, khiến nó được sử dụng rộng rãi trong các quá trình hóa học axit oxy hóa.
(3) Hiệu suất trong axit hữu cơ
Trong môi trường axit hữu cơ như axit axetic, axit citric và axit lactic (chủ yếu có tính khử yếu hoặc trung tính),
Monel 400 có khả năng chống ăn mòn tốt và có thể duy trì hoạt động ổn định trong điều kiện nhiệt độ trung bình.
Inconel 600 cũng hoạt động tốt, nhưng ưu điểm của nó không rõ ràng so với Monel 400 và giá thành cao hơn.
3. So sánh khả năng chống ăn mòn kiềm
Cả hai hợp kim đều được sử dụng rộng rãi trong môi trường kiềm do hàm lượng niken cao, nhưng vẫn có những khác biệt.
Monel 400: Có khả năng kháng kiềm vượt trội, bao gồm xút, kali hydroxit, canxi hydroxit và các chất kiềm mạnh khác. Nó ổn định trong cả dung dịch kiềm nồng độ cao và nhiệt độ cao, với tốc độ ăn mòn thấp và không có xu hướng nứt ăn mòn do ứng suất trong hầu hết các hệ thống kiềm. Nó thường được sử dụng trong các hệ thống bay hơi, kết tinh và đường ống trong sản xuất xút.
Inconel 600: Cũng thể hiện khả năng chống ăn mòn kiềm tuyệt vời, đặc biệt là trong môi trường kiềm nóng chảy ở nhiệt độ cao và môi trường ăn da mạnh. Thành phần crom tăng cường hơn nữa độ ổn định của màng thụ động, khiến nó đáng tin cậy hơn Monel 400 ở nhiệt độ cực cao hoặc điều kiện kiềm cực đậm đặc, chẳng hạn như hệ thống muối nóng chảy và thiết bị xử lý xút ở nhiệt độ cao. Trong môi trường kiềm có nồng độ trung bình và nhiệt độ trung bình thông thường, khoảng cách hiệu suất giữa hai hợp kim là nhỏ.
4. Hiệu suất trong môi trường muối trung tính và ăn mòn đặc biệt
Để minh họa rõ hơn các kịch bản có thể áp dụng, việc so sánh được mở rộng sang môi trường khí quyển có clorua và nhiệt độ cao.
Môi trường chứa clorua (nước biển, nước muối): Monel 400 có khả năng chống ăn mòn nước biển và clorua tuyệt vời, có khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở mạnh mẽ. Inconel 600 dễ bị rỗ và ăn mòn kẽ hở trong môi trường chứa clorua, đặc biệt trong điều kiện ứ đọng và nhiệt độ cao nên Monel 400 phù hợp hơn.
Môi trường oxy hóa ở nhiệt độ cao: Inconel 600 có khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao và chống ăn mòn hơi nước tuyệt vời lên tới khoảng 1095 độ, vượt xa Monel 400. Monel 400 dễ bị ăn mòn nhanh và đóng cặn ở nhiệt độ cao trong môi trường oxy hóa, vì vậy nó không thích hợp cho dịch vụ oxy hóa ở nhiệt độ cao lâu dài.
5. Tóm tắt và hướng dẫn nộp hồ sơ
Trong axit khử (axit hydrofluoric, axit sunfuric không oxy hóa loãng, axit clohydric): Monel 400 vượt trội hơn đáng kể so với Inconel 600 và là vật liệu được ưa chuộng hơn.
Trong các axit oxy hóa (axit nitric đậm đặc, hệ thống axit oxy hóa nóng): Inconel 600 vượt trội hơn nhiều và là lựa chọn khả thi duy nhất giữa hai loại này.
Trong điều kiện kiềm nói chung: Cả hai hợp kim đều có hiệu suất tuyệt vời. Monel 400 tiết kiệm cho môi trường kiềm thông thường, trong khi Inconel 600 phù hợp hơn với môi trường kiềm nóng chảy ở nhiệt độ cao và kiềm cực kỳ khắc nghiệt.
Trong môi trường nước biển và clorua: Monel 400 đáng tin cậy hơn. Trong môi trường oxy hóa ở nhiệt độ cao, Inconel 600 là lựa chọn áp dụng duy nhất.
