德标2.4856耐腐蚀船用法兰/N06625对焊锻制法兰/Alloy625法兰厂家/镍基合金系列管道配件

哈氏合金(Hastelloy alloy)
一、引言
哈氏合金是镍基合金的一种，目前主要分为B、C、G三个系列，它主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢、非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合，在国外已广泛应用于石油、化工、环保等诸多领域。其牌号和典型使用场合如下表所示。
哈氏合良好号

为改善哈氏合金的耐蚀性能和冷、热加工性能，哈氏合金先后进行了三次重大改进，
其发展过程如下：
B系列 ：B → B-2(00Ni70Mo28) → B-3
C系列 ：C → C-276(00Cr16Mo16W4) → C-4(00Cr16Mo16) →  C-22 (00Cr22Mo13W3) → C-2000(00Cr20Mo16)
G系列 ：G  → G-3（00Cr22Ni48Mo7Cu） →  G-30(00Cr30Ni48Mo7Cu)
目前使用较广泛的是二代材料N10665(B-2)、N10276(C-276)、N06022(C-22)、N06455(C-4)和N06985(G-3)。三代材料N10675(B-3)、N10629(B-4)、N06059(C-59)处于推广阶段。由于冶金技术的进步，近年来出现了多个牌号的含~6%Mo的所谓“级不锈钢”，替代了G系列合金，使得G系列合金的生产和使用迅速下降。

二、典型哈氏合金化学成分
材料的化学成分
　        Ni        Cr        Mo        Fe        C        Si        Co        Mn        P        S        W        V        Cu        Nb+Ta
N10665 (B-2)        基        ≤1.0        26.0~30        ≤2.0        ≤0.02        ≤0.10        ≤1.0        ≤1.0        ≤0.04        ≤0.03        　        　        　        　
                                                                                                                
N10276 (C-276)        基        14.5~16.5        15.0~ 17.0        4.0~7.0        ≤0.01        ≤0.08        ≤2.5        ≤1.0        ≤0.04        ≤0.03        3.0~ 4.5        ≤0.035        　        　
                                                                                                                
N06007 (G-3)        基        21.0~23.5        6.0~ 8.0        18.0~21        ≤0.015        ≤1.0        ≤5.0        ≤1.0        ≤0.04        ≤0.03        ≤1.5        　        1.5~2.5        ≤0.50
                                                                                                                

三、力学性能
    哈氏合金的力学性能非常，它具有高强度、高韧性的特点，所以在机加工方面有一定的难度，而且其应变硬化倾向强，当变形率达到15%时，约为18-8不锈钢的两倍。哈氏合金还存在中温敏化区，其敏化倾向随变形率的增加而增大。当温度较高时，哈氏合金易吸收有害元素使它的力学性能和耐腐蚀性能下降。

材料的力学性能

四、常用哈氏合金
1：Hastelloy B-2 alloy(哈氏B-2合金)
一、 耐蚀性能
哈氏B-2合金是一种有低含碳量和含硅量的Ni-Mo合金，它减少了在焊缝及热影响区碳化物和其他相的析出，从而确保即使在焊接状态下也有良好的耐蚀性能。 
众所周知，哈氏B-2合金在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能，能耐常压下任何温度，任何浓度盐酸的腐蚀。在不充气的中等浓度的非氧化性硫酸、各种浓度磷酸、高温醋酸、甲酸等**酸、溴酸以及气体中均有优良的耐蚀性能，同时，它也耐卤族催化剂的腐蚀。因此，哈氏B-2合金通常应用于多种苛刻的石油、化工过程，如盐酸的蒸馏，浓缩；乙苯的烷基化和低压羰基合成醋酸等生产工艺过程中。
但在哈氏B-2合金多年的工业应用中发现：（1）哈氏B-2合金存在对抗晶间腐蚀性能有相当大影响的两个敏化区：1200~1300℃的高温区和550~900℃的中温区；（2）哈氏B-2合金的焊缝金属及热影响区由于枝晶偏析，金属间相和碳化物沿晶界析出，使其对晶间腐蚀敏感性较大；（3）哈氏B-2合金的中温热稳定性较差。当哈氏B-2合金中的铁元素含量降至2%以下时，该合金对β相（即Ni4Mo相，一种有序的金属间化合物）的转变敏感。当合金在650~750℃温度范围内停留时间稍长，β相瞬间生成。β相的存在降低了哈氏B-2合金的韧性，使其对应力腐蚀变得敏感，甚至会造成哈氏B-2合金在原材料生产(如热轧过程中)、设备制造过程中（如哈氏B-2合金设备焊后整体热处理）及哈氏B-2合金设备在服役环境中开裂。现今，我国和的有关哈氏B-2合金抗晶间腐蚀性能的标准试验方法均为常压沸腾盐酸法，评定方法为失重法。由于哈氏B-2合金是抗盐酸腐蚀的合金，因此，常压沸腾盐酸法检验哈氏B-2合金的晶间腐蚀倾向相当不敏感。国内科研机构用高温盐酸法对哈氏B-2合金进行研究发现：哈氏B-2合金的耐蚀性能不仅取决于其化学成分，还取决于其热加工的控制过程。当热加工工艺控制不当时，哈氏B-2合金不仅晶粒长大，而且晶间会析出现高Mo的σ相，此时，哈氏B-2合金的抗晶间腐蚀的性能明显下降，在高温盐酸试验中，粗晶粒板与正常板的晶界浸蚀深度相差约一倍左右。

二、物理性能
哈氏B-2合金的物理性能如下表所示。
密度：9.2g/cm3, 熔点：1330~1380℃，磁导率：(℃，RT)≤1.001
物理性能
温度        （℃）        比热     （J/kg-k）        热传导系数 （W/m-k）        电阻率      （μΩcm）        弹性模量   （Gpa）        室温至T的热膨胀系数（10-6/K）
0        373                137        218        
20        377        11.1        137        217        
100        389        12.2        138        213        10.3
200        406        13.4        138        208        10.8
300        423        14.6        139        203        11.1
400        431        16.0        139        197        11.4
500        444        17.3        141        191        11.6
600        456        18.7        146        184        11.8
700                                176        

三、化学成分
化学成分
元素        Ni        Cr        Fe        C        Mn        Si        Cu        Mo        Co        P        S
较小        余量        0.4        1.6                                        26.0                        
较大                1.0        2.0        0.01        1.0        0.08        0.5        30.0        1.0        0.02        0.010

   四、机械性能
哈氏B-2合金的一般机械性能如下列两表所示
室温下的较小力学性能值（参考DIN/ASTM标准）
产品形式        尺寸    (mm)        0.2% 屈服强度(Mpa)        1.0%屈服强度(Mpa)        抗拉强度(Mpa)         延伸率A5  %        布氏硬度   HB        晶粒尺寸（μm）
冷轧板带        ≤5        340        380        755        40        250        127
热轧板        5~65                                                214
棒                325        370        745                -        -
管                340        360        755                -        -
ASTM  标准                350        -        760                241        同上
高温下的较小力学性能值
产品形式        0.2%屈服强度（Mpa）℃        1.0%屈服强度（Mpa）℃
        100        200        300        400        100        200        300        400
板        315        285        270        255        355        325        310        295
管                                                                
棒        300        275        255        240        340        315        300        285

五、造与热处理
1：加热
对于哈氏B-2合金来说，在加热前和加热过程中表面保持清洁并远离污染物是十分重要的。如果哈氏B-2合金在含有硫、磷、铅或其他低熔点金属污染物的环境下加热，则会变脆，这些污染物的来源主要包括标记笔痕迹、温度指示漆、油脂和液体、烟气。此烟气必须含硫低；例如：气和液化石油气含硫量不过0.1%，城市空气含硫量不过0.25g/m3,燃料油的含硫量不过0.5%即为合格。
对加热炉的气体环境要求是中性环境或轻还原性环境，并且不可以在氧化性和还原性之间波动。炉中的火焰不可以直接冲击哈氏B-2合金。同时要以较快的加热速度把材料加热到要求达到的温度，即要求要把加热炉的温度上升到要求温度，再把材料放入炉中加热。
2：热加工
哈氏B-2合金可以在900~1160℃范围内进行热加工，加工过后应该以水淬火。为了确保有较好的耐蚀性能，热加工过后应该退火。
3：冷加工
冷加工的哈氏B-2合金必须经过固溶处理，由于其具有比奥氏体不锈钢高得多的加工硬化率，所以成形设备要细心考虑。如果执行了冷成形工艺，那么有必要进行级间退火。
冷加工变形量过15%时，使用前要固溶处理。
4：热处理
固溶热处理温度要控制在1060~1080℃之间，之后进行水冷淬火或材料厚度在1.5mm以上时可以空冷以获得较好的耐蚀性能。在任何加热操作过程中，材料的表面清洁均要有预先的防范。哈氏合金材料或设备部件在进行热处理时要注意以下一些问题：为了防止设备部件热处理变形，应采用不锈钢加强环；对装炉温度、加热和冷却时间应严格控制；装炉前，对热处理件进行预处理，防止产生热裂纹；热处理后，对热处理件**PT；在热处理过程中如产生热裂纹，经过打磨消除后需补焊者，要采用专门的补焊工艺。
5：除垢
哈氏B-2合金表面的氧化物和焊缝附近的污点都要以精细的砂轮等打磨干净。
由于哈氏B-2合金对氧化性介质比较敏感，因此酸洗过程中会产生较多的含氮元素的气体。
6：机加工
哈氏B-2合金要以退火状态进行机加工，对它的加工硬化要有清醒的认识，例如：相对于标准奥氏体不锈钢要采用较慢的表面切削速度，对于表面的硬化层要采用较大的进刀量，并使刀具处于连续的工作状态。
7：焊接
哈氏B-2合金焊缝金属及热影响区由于易析出β相而导致贫Mo，从而易于产生晶间腐蚀，因此，哈氏B-2合金的焊接工艺应谨慎，严格控制。一般焊接工艺如下：焊材选用ERNi-Mo7；焊接方法GTAW；控制层间温度不大于120℃；焊丝直径φ2.4、φ3.2；焊接电流90~150A。同时，施焊前，焊丝、被焊接件坡口及相邻部位应进行去污脱脂处理。
哈氏B-2合金热传导系数比钢小得多，如选用单V型坡口，则坡口角度要在70°左右，采用较低的热输入量。
通过焊后热处理可以消除残余应力并改善抗应力腐蚀断裂性能。
定义：管法兰及其垫片、紧固件统称为法兰接头。法兰接头是工程设计中使用为普遍、涉及面非常广泛的一种零部件。它是配管设计、管件阀门必不可少的零件，而且也是设备、设备零部件(如人孔、视镜液面计等)中的构件。此外，其它如工业炉、热工、给排水、采暖通风、自控等，也经常使用法兰接头。
材质：锻钢、WCB碳钢、不锈钢、316L、316、304L、304、321、铬钼钢、铬钼钒钢、钼二钛、衬胶、衬氟材质。
品种：平焊法兰、带颈法兰、对焊法兰、环连接法兰、承插法兰、及盲板等。
执行标准有GB系列(标准)、JB系列(机械部)、HG系列(化工部)、ASME B16.5（美标）、BS4504（英标）、DIN（德标）、JIS（日标）。
管法兰标准体系：上管法兰标准主要有两个体系，即以德国DIN(包括原苏联)为代表的欧洲管法兰体系和以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰体系。除此之外，还有日本JIS管法兰，但在石油化工装置中一般仅用于公用工程，而且在上影响较小。
现将各国管法兰简介于下：
以德国及原苏联为代表的欧洲体系管法兰
美洲体系管法兰标准，以ANSI B16.5和ANSI B 16.47为代表。
英国和法国管法兰标准，两国各有两套管法兰标准，综上所述，上通的管法兰标准可概括为两个不同的，且不能互换的管法兰体系：一个以德国为代表的欧洲管法兰体系；另一个是以美国为代表的美洲管法兰体系。IOS7005-1是标准化组织于1992年颁布的一项标准，该标准实际上是把美国和德国两套系列的管法兰合并而成的管法兰标准。 两个体系的管法兰连接尺寸安全不同，无法互配。两个体系的管法兰以压力等级来区分为合适，即欧洲体系为0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0MPa，美洲体系为1.0、2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0MPa。
1、我国管法兰标准现状
我国化工、石化行业使用的管法兰常用的标准 1.英制管(上通用的配管系列) GB 9112～9125、SH 3406
公制管(国内常用的钢管外径尺寸系列) HGJ44～76、JB/T74～90 DIN的连接尺寸与JB标准是有所差别的，具体见下表HG新标准与JB老标准法兰配合使用时，要注意以下几点：
1.有三个法兰的螺栓个数不一致，其中有两个规格(PN0.25/DN500、PN0.6/DN500)直接影响配合；PN1.0/DN80HG标准螺栓个数8，JB标准螺栓个数是4；
2.部分老标准法兰(JB系列2)的螺孔好能扩孔1～2mm，另有一部分可在安装时加垫圈；
3.PN16.0MPa的高压管法兰，新HG与JB标准连接尺寸不同。 法兰类型和密封面形式
一：板式平焊法兰板式平焊法兰（化工标准HG20592、标准GB/T9119、机械JB/T81）：取材方便，制造简单，成本低，使用广泛；但刚性较差，因此不得用于有供需、易燃、易爆和较高真空度要求的化工工艺配管系统和高度、度危害的场合。密封面型式有平面和突面。
二：带颈平焊法兰带颈平焊法兰属于法兰标准体系。是法兰(又称GB法兰)的其中一种表现形式，是设备或管道上常用的法兰之一。带颈平焊法兰颈部高度较低，对法兰的刚度、承载能力有所提高。与对焊法兰相比，焊接工作量大，焊条耗量高，经不起高温高压及反复弯曲和温度波动，但现场安装较方便，可省略焊缝拍揉伤的工序。
三：带颈平焊法兰全称带颈平焊钢制管法兰英文名称：Slip-on 简称SO
带颈平焊法兰同板式平焊法兰一样也是将钢管、管件等伸入法兰内通过角焊缝与设备或管道连接的法兰。
带颈平焊法兰的密封形式突面(RF)、凹面(FM)，凸面(M)、榫面(T)，槽面(G)，全平面(FF)。带颈平焊法兰的通径范围：DN10~DN600
适用范围PN系列 PN2.5~PN40; Class系列Class150~Class1500
法兰材料：碳素钢、珞钼钢、304、316、304L、316L、321、347、CF8C。
制造工艺：锻造。
优点：带颈平焊法兰也属于平焊法兰，因为有个短颈，从而提高了法兰的强度改善了法兰的承载力度。所以可以用于高压力的管道上。
缺点：较板式平焊法兰而言造**，由于其形状的特点在运输途中容易磕碰。
四：整体法兰整体法兰是一种法兰的连接方式。也是属于带颈对焊钢制管法兰的一种。材质有碳钢、不锈钢、合金钢等。在国内各个标准之中，用IF来表示整体法兰。多用于压力较高的管道之中。生产工艺一般为铸造。在法兰类型中就是用一个“IF”来表示整体法兰的类型。一般为突面（RF）,如果在易燃、易爆、高度和度危害的使用工况之中，则可以选用除了RF面之外的凸凹面（MFM）及榫槽面（TG）的密封面的形式。
五：承插焊法兰承插焊法兰是一端与钢管焊接另一端用螺栓连接的的法兰。
密封面形式：突面（RF）、凹凸面（MFM）、榫槽面（TG）、环连接面（RJ）应用范围：锅炉压力容器、石油、化工、造船、制药、冶金、机械、冲压弯头食品等行业承插焊法兰：常用于PN≤10.0MPa，DN≤40的管道中；
六：螺纹法兰螺纹法兰是将法兰的内孔加工成管螺纹，并和带螺纹的管子配套实现连接，是一种非焊接法兰。它和平焊法兰或对焊法兰相比，螺纹法兰具有安装、维修方便的特点，可在一些现场不允许焊接的管线上使用。合金钢法兰有足够的强度，但不易焊接，或焊接性能不好，亦可选择螺纹法兰。但在管道温度变化急剧或温度260℃-45℃的条件下，建议不使用螺纹法兰，以免发生泄漏。
七：对焊环松套法兰对焊环松套法兰是可以活动的法兰片,一般是配套在给排水配件上，厂家出厂时伸缩节两端就各有一片法兰，直接与工程中的管道、设备用螺栓连接。
作用：使用对焊环松套法兰的目的一般是为了节省材料，其结构分成两部分，管子部分一头和管道接，一头做成对焊环。法兰盘采用低等级的材料，而管子部分使用和管道一样的材料，达到节省材料的目的。
对焊环松套法兰：
1、节约成本。当管材材质特殊，价格昂贵时，焊接同样材质的法兰成本高。
2、不便于焊接或不便于加工或需要的强度大。如塑料管、玻璃钢管之类。
3、便于施工。如连接时法兰螺栓孔对应不便于找正或者防止日后换设备法兰螺栓孔有变等。
缺点：
1、承受压力低。
2、焊环处强度低（特别是厚度3mm以下时）
八：平焊环松套法兰平焊环松套法兰盘是可以活动的法兰片。直接与工程中的管道、设备用螺栓连接。使用平焊环松套法兰盘的目的一般是为了节省资料，其结构分成两部分，管子局部一头和管道接，一头做成翻边，法兰盘部分套在翻边上。法兰盘采用低等级的资料，而管子局部使用和管道一样的资料，达到节省资料的目的。
平焊环松套法兰的缺点：
1）接受压力低。
2）焊环处强度低（特别是厚度3mm以下时）
平焊环松套法兰：
1）方便于焊接或方便于加工或需要的强度大，如塑料管、玻璃钢管之类。
2）便于施工，如连接时法兰螺栓孔对应方便于找正或者防止日后换设备法兰螺栓孔有变等。
3）价格时，节约本钱。当管材材质特殊，焊接同样材质的法兰成本高。
九：法兰盖也称盲板法兰、盲板。是中间不带孔的法兰，供封住管道堵头用。作用与焊接封头及丝扣管帽是一样的，只不过盲板法兰和丝扣管帽可以随时卸下来，而焊接封头则不行。密封面的形式种类较多，有全平面、突面、凹凸面、榫槽面、环连接面。
法兰盖密封面
平面(FF)、突面(RF)、凹凸面(MFM)、榫槽面(TG)、环连接面(RJ)
十：衬里法兰衬里法兰盖是一种盲板法兰，接近介质的一边堆焊不锈钢，为1 个整体。衬里法兰盖用在有腐蚀性介质的管道上作盲板用。与普通法兰盖的区别是与介质接触面增加了防腐衬层。
十一：美标带颈平焊法兰带颈平焊法兰连接于管端。主要是使管子与管子相互连接的零件。带颈平焊法兰上有孔眼，可穿螺栓，使两法兰紧连，法兰间用衬垫密封。带颈平焊法兰联接指由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。垫片放在两法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上凹凸不平处，使联接严密不漏。法兰联接是一种可拆联接。按所联接的部件可分为容器法兰及管法兰。带颈平焊法兰适用于公称压力不过2.5MPa的钢管道连接。
带颈平焊法兰用于法兰与管子的对口焊接，其结构合理，强度与刚度较大，经得起高温高压及反复弯曲和温度波动，密封性可靠。公称压力为0.25～2.5MPa的带颈平焊法兰采用凹凸式密封面。