(2 Голосов)

 

Трубы из монель-металла

Монель-металл, или просто монель (англ.: monel), - группа сплавов, содержащих никель (до 67 %), медь, а также некоторое количество железа и другие микроэлементы. Создателем данного материала является Дэвид Браун (David Browne), главный металлург компании International Nickel Co. Монель марки 400 представляет собой двухкомпонентный (медно-никелевый) сплав с тем же соотношением компонентов, что и в природной никелевой руде, обнаруженной в рудниках района Садбери (Sudbury, канадский штат Онтарио). Сплав был назван в честь Эмброуза Монеля (Ambrose Monell), президента компании International Nickel Co., и запатентован в 1906 году. В наше время монель является торговой маркой фирмы Special Metals Corporation.

По сравнению со сталью монель-металл крайне плохо поддается обработке резанием, так как очень быстро нагартовывается. Токарная и фрезерная обработка сплава должны выполняться с низкой скоростью резания и подачей. Монель стоек к коррозии и воздействию кислот, а некоторые его марки способны не гореть даже в чистом кислороде. Данный сплав, как правило, используется в особо агрессивных средах. Небольшие добавки алюминия и титана образуют сплав марки K-500, обладающий такой же коррозионной стойкостью, но намного большей прочностью, что объясняется образованием гамма-фазы при старении. Как правило, монель-металл намного дороже нержавеющей стали.

Плотность сплава марки 400 составляет 8,83 г/куб. см, удельная электропроводность - около 34 % от международного стандарта удельной электропроводности для отожженной меди, а твердость в отожженном состоянии - 65 единиц по шкале Роквелла «B».

В 1960-е годы монель-металл широко использовался в авиастроении, особенно при изготовлении каркаса и обшивки экспериментальных самолетов-ракетопланов, таких как X-15 производства США, как материал, стойкий к сильному нагреву под действием аэродинамического трения во время полета на крайне высоких скоростях. Данный сплав не теряет прочности при очень высоких температурах, что позволяет ему сохранять свою форму при высоких скоростях полета в атмосфере, правда, в ущерб массе соответствующих узлов летательного аппарата, которая возрастает из-за высокой плотности монеля.

Кроме того, он применяется для изготовления той части алкилационных установок, которая напрямую контактирует с концентрированным фторидом водорода (HF).

Коррозионная стойкость монель-металла делает его идеальным для производства систем трубопроводов, валов привода насосов, запорно-регулирующей арматуры трубопроводов морской воды, тросов для троллового лова тунца и фильтрующих сеток. У некоторых марок сплава полностью отсутствуют магнитные свойства. Они применяются для изготовления якорных канатов минных тральщиков и корпусов для приборов, предназначенных для измерения магнитного поля. Также монель применяется в качестве материала для водяных и топливных баков, цистерн и подводных систем. Из него изготавливают гребные валы и болты крепления киля.

Однако, в судостроении данный сплав должен тщательно изолироваться от других металлов, например, стали, в связи с проблемой электролитического воздействия соленой воды (также известного как электрохимическая коррозия). В газете "Нью-Йорк таймс" от 12 августа 1915 года была опубликована статья о яхте длиной 215 футов, первом в мире судне, корпус которого был изготовлен целиком из монеля, и которое развалилось на куски за какие-то 6 недель, превратившись в груду металлолома, из-за разрушения днища под действием электрохимической коррозии. Дело в том, что стальной остов яхты разрушился в результате электролитического взаимодействия с монель-металлом.

Кроме того, этот сплав широко используется в программах исследования миграции морских птиц для окольцовки, например, альбатросов, обитающих в агрессивной среде морской воды.

Также он применяется в авиастроении для изготовления контровочной проволоки, используемой для стопорения резьбовых креплений от самопроизвольного развинчивания.

Монель служит материалом для клапанов некоторых высококачественных духовых музыкальных инструментов, таких как труба, туба, а также для роторов клапанов валторны. В 1962 году компания RotoSound внедрила применение монель-металла для изготовления басовых струн для электрогитар, и струны из этого сплава использовались многими музыкантами, в том числе Стивеном Харрисом из группы Iron Maiden, Джоном Энтвислом из группы The Who и другими бас-гитаристами.

Утяжеленные бурильные трубы из монеля используются при геофизическом исследовании нефтяных скважин. Такие же трубы раньше применялись при бурении наклонно-направленных скважин.

Однако из-за высокой стоимости на смену данному сплаву пришли немагнитные нержавеющие стали.

Хорошее сопротивление кислотной и кислородной коррозии делает монель-металл подходящим материалом для химической промышленности. В изготовленной из него химической установке могут обрабатываться даже агрессивные фториды; это преимущество монеля было использовано в США при изготовлении установки K-25 для обогащения урана методом газовой диффузии (эта установка располагалась в городе Оук-Ридж, штат Теннесси), однако эта технология обогащения оказалась очень энергозатратной, и от неё пришлось отказаться. В установке K-25 большинство трубопроводов большого диаметра для гексафторида урана было изготовлено из монель-металла. Другим примером использования сплава являются регулировочные (редукционные) клапаны для химически активных баллонных газов, например, хлороводорода (HCl), для которых политетрафторэтиленовые клапаны не пригодны, если требуется высокое давление подачи.

Монель часто применяется для производства кухонных моек и оправ для очков. Помимо этого, раньше он использовался при изготовлении анкеров огневой коробки газотрубных котлов.

Некоторые детали долгоидущих механических часов, созданных в рамках проекта некоммерческой организации Long Now Foundation и рассчитанных на безотказную работу в течение 10 тысяч лет, выполнены из монель-металла благодаря его коррозионной стойкости.

И, наконец, данный сплав применяется для изготовления декоративных экранов, дверных ручек, а также в качестве кровельного материала для зданий.