我(wo)國**不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)專家、鋼(gang)鐵(tie)研究總院(yuan)的吳玖教授去年在“2003年北京(jing)國際(ji)雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)大(da)會”上介紹了(le)我(wo)國雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)生產與(yu)使用(yong)的情況(kuang)。
雙相(xiang)鋼(gang)產生已(yi)有八十年(nian)歷史,但在冶(ye)煉與深加工方面的(de)(de)困難(nan)一直限制著它(ta)的(de)(de)生產與應(ying)用,直到上(shang)(shang)世(shi)紀七十年(nian)代精煉技術(shu)的(de)(de)發展才逐步解決了上(shang)(shang)述問題。2002年(nian)世(shi)界上(shang)(shang)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)產量(liang)只(zhi)占總產量(liang)的(de)(de)1%,但它(ta)的(de)(de)增(zeng)長率卻高(gao)達17%,大大高(gao)于(yu)其它(ta)鋼(gang)種的(de)(de)增(zeng)長速度(du)。可(ke)以(yi)說雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)在世(shi)界上(shang)(shang)仍屬于(yu)剛剛起步的(de)(de)“新材(cai)料(liao)”。
我(wo)國雙(shuang)(shuang)相不銹鋼(gang)的(de)普及非常(chang)(chang)迅速,1999年國內雙(shuang)(shuang)相鋼(gang)的(de)消(xiao)費(fei)量約2000噸,到了2002年就達到4000噸,其中大部分依(yi)靠進口(kou)。如南京、鎮(zhen)海、天津、濟南等(deng)(deng)煉化(hua)公司將雙(shuang)(shuang)相鋼(gang)用(yong)于常(chang)(chang)減壓蒸餾塔頂襯里(li)、塔內構件(jian)、空(kong)冷(leng)器和(he)水冷(leng)器等(deng)(deng)部件(jian);國內一些甲醇合(he)成反應器的(de)觸媒(mei)管(guan)以(yi)及尿(niao)素生產中使(shi)用(yong)的(de)熱交換設備與甲銨泵泵體都采用(yong)雙(shuang)(shuang)相鋼(gang);在運(yun)輸方面,中國長江航運(yun)集團青山船(chuan)廠(chang)采用(yong)歐洲建造標(biao)準,使(shi)用(yong)進口(kou)雙(shuang)(shuang)相鋼(gang)板(ban),自(zi)行制造成功第(di)一艘18500噸化(hua)學品船(chuan),已出口(kou)比利時。西氣東(dong)輸工(gong)程的(de)塔里(li)木盆地集氣管(guan)線也(ye)考慮(lv)使(shi)用(yong)雙(shuang)(shuang)相不銹鋼(gang)焊管(guan),初步計(ji)劃用(yong)量在3000噸左右。
雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)應用范圍不止這些(xie)。例如(ru)在制(zhi)鹽方(fang)(fang)面(mian),20-30萬噸制(zhi)鹽廠(chang)的(de)(de)(de)(de)大型鹽水芒硝蒸發罐采用了(le)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)襯里和(he)復(fu)合板,解(jie)決了(le)設備結(jie)鹽垢(gou)和(he)腐蝕(shi)問題,*長的(de)(de)(de)(de)已有10年的(de)(de)(de)(de)使(shi)用歷史;在建(jian)筑(zhu)領域,在濱海城市雕(diao)塑景觀和(he)民(min)用容器等方(fang)(fang)面(mian)還有廣闊的(de)(de)(de)(de)應用前(qian)景。我國自七(qi)十年代(dai)中期開(kai)(kai)始開(kai)(kai)發含氮(dan)的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),目(mu)前(qian)已開(kai)(kai)發五個牌號,其中低(di)鉻鋼(gang)種(zhong)被(bei)列為國標。總體(ti)來說,中國仍處于國外(wai)的(de)(de)(de)(de)第二代(dai)的(de)(de)(de)(de)水平。在雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)與(yu)開(kai)(kai)發方(fang)(fang)面(mian),鋼(gang)鐵研(yan)究(jiu)總院(yuan)、太(tai)(tai)原鋼(gang)鐵集(ji)團公司與(yu)寶鋼(gang)集(ji)團上鋼(gang)三廠(chang)做了(le)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作,目(mu)前(qian)太(tai)(tai)鋼(gang)與(yu)上鋼(gang)三廠(chang)已具(ju)備批(pi)量(liang)生(sheng)(sheng)產(chan)某些(xie)牌號雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力。例如(ru)三峽工(gong)程的(de)(de)(de)(de)通水管(guan)線使(shi)用的(de)(de)(de)(de)就是太(tai)(tai)鋼(gang)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)復(fu)合管(guan),外(wai)壁(bi)(bi)為普通的(de)(de)(de)(de)低(di)碳鋼(gang)板,內壁(bi)(bi)為雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)板。此外(wai),一些(xie)民(min)營企(qi)業,如(ru)浙(zhe)江天寶公司也具(ju)備了(le)冶煉生(sheng)(sheng)產(chan)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力。
針對目前(qian)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)生產(chan)與應用方面存在(zai)的(de)(de)(de)問題(ti),吳(wu)教授提出了幾(ji)點建議:一、通過多種宣傳手段(duan)廣為介紹宣傳;二、加速超級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)科研和生產(chan)試制工作;三、促(cu)進發展雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)生產(chan)與制造業(ye),擴大(da)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)板尤(you)其是(shi)熱(re)軋板的(de)(de)(de)生產(chan);四、加強對雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)接技術的(de)(de)(de)普(pu)及和配套焊(han)接材(cai)料的(de)(de)(de)研制;五、在(zai)修(xiu)訂國標(biao)時考(kao)慮雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)納標(biao)和修(xiu)訂;六、大(da)力開(kai)拓雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)工業(ye)與民用潛在(zai)市場(chang)。
1.雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的定義
? 所謂(wei)雙相不(bu)銹鋼(gang)是(shi)在其固淬(cui)組織(zhi)中鐵素體相與奧(ao)氏體相各(ge)占一(yi)半,一(yi)般*少(shao)相的(de)含(han)量(liang)也(ye)需要達到30%。
2.雙(shuang)相不銹(xiu)鋼的(de)特性與優勢
? 由(you)于兩(liang)相組織的特點,通過(guo)正(zheng)確控制化學(xue)成(cheng)分(fen)和熱處理工(gong)藝,使(shi)DSS兼有鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)和奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的優點。
? 與奧氏體不銹(xiu)鋼相比,雙(shuang)相不銹(xiu)鋼的(de)優勢如下:
? (1)屈服強度比(bi)普通奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)高一倍多,且具有成型需要(yao)的(de)足(zu)夠的(de)塑韌性(xing)。采用雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)制造儲罐或壓力容(rong)器的(de)壁厚要(yao)比(bi)常(chang)用的(de)奧(ao)氏體減少30-50%,有利于(yu)降低成本。
? (2)具有優異的耐(nai)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕破裂的能力,即使是含合(he)金量(liang)**的雙(shuang)相不銹鋼(gang)也有比(bi)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)更高(gao)的耐(nai)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕破裂的能力,尤其在含氯離子的環境(jing)中(zhong)。應(ying)(ying)力腐(fu)蝕是普(pu)通奧氏體(ti)不銹鋼(gang)難以解(jie)決的突(tu)出問題。
? (3)在許(xu)多介質中應用*普遍的2205雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的耐(nai)腐蝕性(xing)優于普通的316L奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang),而超(chao)級雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)具有(you)極高(gao)的耐(nai)腐蝕性(xing),再一些介質中,如(ru)醋酸(suan),甲酸(suan)等甚(shen)至(zhi)可(ke)以取代高(gao)合(he)金(jin)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang),乃至(zhi)耐(nai)蝕合(he)金(jin)。
? (4)具有良好的(de)耐局部(bu)腐(fu)蝕性能(neng),與(yu)合(he)金(jin)含量相當(dang)的(de)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼相比(bi),它的(de)耐磨損腐(fu)蝕和疲勞腐(fu)蝕性能(neng)都優(you)于奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼。
? (5)比奧氏體不銹鋼(gang)的線膨脹系數低,和碳鋼(gang)接近,適(shi)合(he)與(yu)碳鋼(gang)連(lian)接,具有重要的工(gong)程意(yi)義,如生產復合(he)板或襯里等。
? (6)不論在動(dong)載或(huo)靜載條件(jian)下,比奧氏體不銹鋼具有更高(gao)的能(neng)量(liang)吸收能(neng)力,這對結構(gou)件(jian)應付突發事故如(ru)沖(chong)撞(zhuang),爆炸等,雙相不銹鋼優勢明顯,有實(shi)際(ji)應用價值。
? 與奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼相比,雙相不銹(xiu)鋼的弱勢(shi)如下:
? (1)應用的普遍(bian)性與多面性不如奧氏體不銹鋼,例(li)如其使用溫(wen)度(du)必(bi)須控(kong)制在250攝(she)氏度(du)以下。
? (2)其塑韌性(xing)較奧(ao)氏體不銹鋼低,冷,熱加工工藝(yi)和成型性(xing)能(neng)不如奧(ao)氏體不銹鋼。
? (3)存在(zai)中溫脆(cui)性(xing)(xing)區,需要嚴(yan)格控制熱處理(li)和焊接的工藝制度(du),以(yi)避(bi)免有害相的出(chu)現,損害性(xing)(xing)能。
? 與鐵素體(ti)不銹鋼相比,雙相不銹鋼的優勢如下:
? (1)綜合力學性(xing)能比鐵(tie)素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)好,尤其(qi)是塑韌(ren)性(xing),不象鐵(tie)素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)那樣(yang)對脆性(xing)敏感。
? (2)除(chu)耐應力(li)腐(fu)(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)外,其(qi)他耐局部(bu)腐(fu)(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)都優(you)于(yu)鐵素體不銹(xiu)鋼。
? (3)冷加工工藝性(xing)能(neng)和冷成型性(xing)能(neng)遠優于鐵素體不銹鋼。
? (4)焊接(jie)性能也遠優(you)于鐵素體不銹鋼,一般焊前不需預熱(re),焊后不需熱(re)處理。
? (5)應(ying)用(yong)范圍較(jiao)鐵素(su)體不銹鋼寬(kuan)。
? 與鐵素體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼相比,雙相不銹(xiu)(xiu)鋼的弱勢(shi)如下:
? 合金元素含(han)量高,價格相對(dui)高,一般鐵素體不含(han)鎳。
綜上(shang)所述,可以概括地看(kan)出DSS的使用性能(neng)(neng)和工(gong)藝性能(neng)(neng)的概貌(mao),它以其(qi)優越的力學與(yu)耐腐蝕(shi)綜合性能(neng)(neng)贏得了使用者的青睞,已成為既節(jie)省(sheng)重(zhong)量又節(jie)省(sheng)投(tou)資的優良的耐蝕(shi)工(gong)程材料(liao)。
3. 雙相不銹(xiu)鋼的(de)主要(yao)代表牌(pai)號
? DSS一般可分為四類(lei):
? ? 低合金型--代表牌(pai)號是UNS S32304(23Cr-4Ni-0.1N)
? ? ? ? ? ? ? PREN值24~25
? ? 中合金型--代表(biao)牌號(hao)是UNS S31803(22Cr-5Ni-3Mo-0.15N),
? ? ? ? ? ? ? PREN 值32~ 33
? ? 高合金型--標準牌號有UNS S32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N),
? ? ? ? ? ? ? PREN 值38~39
? ? 超級雙(shuang)相不銹鋼型--標準牌號有(you)UNS S32750(25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N),
? ? ? ? ? ? ? PREN值(zhi)>40 ? ?
? (※ PREN 耐孔蝕(shi)指數 ? ? PREN=Cr%+3.3×Mo%+16×N%)
低合金型(xing)UNS S32304不含鉬, 在耐應力腐蝕方面可代替AISI304或316使(shi)用.
中合金(jin)型UNS S31803的(de)耐蝕(shi)性能介于AISI 316L和6%Mo+N奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼之間.
高合金型,一般含25%Cr,還含有鉬和氮,有的(de)還含有銅和鎢,這類鋼的(de)耐(nai)蝕性能高于22%Cr的(de)
雙相不銹鋼.
超級雙相不銹鋼型,含高鉬和氮,有(you)的(de)也(ye)含鎢和銅 , 可(ke)適用(yong)于苛(ke)刻的(de)介質(zhi)條件,具有(you)良好的(de)
耐腐蝕與力(li)學綜合性能,可與超級(ji)奧氏體不銹(xiu)鋼相比美.
? ? ? ? ? ? 代表牌號的主要化學成分(fen)
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類(lei)型 ? ? UNS 牌號 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 化學成分(fen),%
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? ? ? ? ? ? ? ? ? C ? ? ? Cr ? ? Ni ? ? Mo ? Cu ? ? N ?
低合金型 ? S32304 ? ? ≤0.03 ? ? 23 ? ? 4 ? ? ? ? ? ? 0.05/0.20
中合金型 ? S31803 ? ? ≤0.03 ? ? 22 ? ? 5 ? ? 3 ? ? ? 0.08/0.20
中合金型 ? S32205 ? ? ≤0.03 ? ? 22 ? ? 5 ? ? 3 ? ? ? 0.14/0.20
高合金型 ? S32550 ? ? ? 0.04 ? ? 25 ? ? 6 ? ? 3 ? 2 ? 0.10/0.25
超級DSS ? S32750 ? ? ≤ 0.03 ? ? 25 ? ? 7 ? ? 4 ? ? ? 0.24/0.32
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
從表(biao)中(zhong)(zhong)可以(yi)看出: S 32205是由S31803派(pai)生(sheng)出的鋼種(zhong), 在ASTM A 240/240M-99a標準(zhun)中(zhong)(zhong)是在
1999年才(cai)納標的(de)(de),它的(de)(de)Cr、Mo和N元素的(de)(de)區間都比較窄(zhai),容易達到相的(de)(de)平衡(即兩相約各占一半)
, 改(gai)善了(le)鋼的強度,耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)和(he)焊接性(xing)(xing)(xing)能,多(duo)用于(yu)性(xing)(xing)(xing)能要求較高和(he)需要焊接的材料,如油氣(qi)管線
等.
4. 雙相不銹(xiu)鋼的(de)發展(zhan)動向
? 值得關注的是低(di)合金含錳(meng)雙相不銹(xiu)鋼的開發. 近十年來有關國(guo)家如美國(guo),南非等(deng)研究以錳(meng)
代鎳雙相(xiang)不銹鋼的(de)(de)開發(fa),但除鑄件外,所(suo)開發(fa)的(de)(de)新鋼種多具有介穩的(de)(de)奧氏體(ti),藉冷變形后馬氏體(ti)
的轉變 提高強度,很難作(zuo)焊接件使用(yong),也(ye)很難適(shi)應(ying)某些(xie)環境,例如會產生(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)的環境,這樣
使用很局限.近(jin)年瑞典開發(fa)的(de)低錳低鎳雙相不銹鋼(gang)則比較成熟,目標(biao)明確,為(wei)了節鎳以取(qu)代用途
很廣的304,甚至可能(neng)代替價格與304相當,目(mu)前(qian)使用(yong)并不(bu)廣的2304雙(shuang)相不(bu)銹鋼(gang),具有實際推廣的
價值,值得注意.
瑞典Avesta Polarit AB開發的LDX 2101 雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N)
, 由于提高了(le)鋼中的(de)氮,獲得了(le)穩(wen)定的(de)奧氏體,相的(de)平衡(heng)與(yu)組織(zhi)穩(wen)定性都較好,對金屬間相的(de)析
出(chu)不敏(min)(min)感(gan),在析出(chu)*敏(min)(min)感(gan)的(de)(de)溫(wen)度650℃,保(bao)溫(wen)10h后的(de)(de)沖擊值(zhi)才降至50J,其(qi)組(zu)織穩(wen)定性較2205鋼
好。該鋼的強度(du)高,耐腐蝕(shi)性與304相當,可焊接,其壽命周期成本較奧氏體不銹鋼低.
LDX 2101鋼已進行(xing)(xing)工業試(shi)制,在AOD/CLU爐精煉(lian)后(hou)進行(xing)(xing)連鑄(zhu),生產長材(cai)鑄(zhu)胚(pei)和板胚(pei),只是目前
尚未大量推(tui)廣應用(yong),鑒(jian)于它具(ju)有較好的綜(zong)合性(xing)能,潛在(zai)的用(yong)途(tu)范圍很寬(kuan),尤其用(yong)作結構件很有
前途,例如(ru)可代替 2205雙(shuang)相(xiang)不銹鋼用作橋梁結構,還可用制混(hun)凝土中(zhong)的鋼筋(jin),解決在有(you)氯離(li)
子(zi)污(wu)染環境中(zhong)材料的腐(fu)蝕問題,此(ci)外(wai),還可取代304和316鋼制造容(rong)器、塔器、熱水(shui)貯罐和加(jia)熱
器等。
從(cong)世界(jie)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)消耗量來看,雙相不(bu)銹(xiu)鋼只(zhi)占(zhan)很(hen)少(shao)的(de)(de)份額,它的(de)(de)價(jia)格還是較高的(de)(de),從(cong)價(jia)格比
來(lai)看:若304,304L為(wei)1,則 316L為(wei)1.3, 而2205則為(wei)1.6, 說明要想(xiang)增(zeng)加雙相不銹鋼的(de)市場(chang)份(fen)額,
應當有(you)更(geng)廉價(jia)的(de),能與應用*普遍的(de)304(304L)鋼相競爭的(de)新鋼種還是有(you)價(jia)值的(de),當然這方面還
有許多工作要做.
? 值得一(yi)述的還(huan)有含(han)錳超級雙相(xiang)不(bu)銹鋼的開(kai)發,在德國開(kai)發了含(han)25%Cr, 6%Mn, 6%Ni, 3%M
o, 2%W和~0.5%N,還有Cu的高合(he)金鑄鋼,該鋼靠固(gu)溶(rong)強化,σ0.2 ? 可(ke)達到550MPa, 比含0.15%
N的類似鋼(gang)種高出近70MPa, 臨界孔蝕溫度(du)(CPT)達到70℃,耐磨損腐蝕性(xing)能好. 在奧地利也(ye)開
發了BO A920(26%Cr, 7%Ni, 3%Mn, 4%Mo, 0.35%N)超級雙相不銹鋼(gang), PREN值達45,σ0.2為~6
00MPa, AK為100~200J, 適(shi)合用制小尺(chi)寸(cun)高速運轉的部件(jian). 這兩種(zhong)鋼目前還處(chu)于試驗室階段
. 這兩種鋼(gang)都是(shi)靠加入(ru)錳提高了氮(dan)的溶解度,由(you)于合金含(han)量(liang)高,組織(zhi)穩定性(xing)相對較低,容易(yi)析出(chu)
脆性相
?
z0x0z0 2006-09-10 20:32
1 中國雙相(xiang)不(bu)銹鋼的發展概況
? 在(zai)國(guo)外經(jing)過幾(ji)代雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)發(fa)展(zhan)和(he)完善,至(zhi)今(jin)已有包(bao)括超級雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)內的(de)(de)系列(lie)牌(pai)號。雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)己是(shi)一個(ge)成熟的(de)(de),能(neng)(neng)與(yu)馬氏(shi)體(ti)(ti)、鐵(tie)素體(ti)(ti)、奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)并列(lie)的(de)(de)鋼(gang)(gang)類(lei)。發(fa)展(zhan)到今(jin)天,國(guo)外的(de)(de)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)無論從生(sheng)產、加(jia)工(gong)制造及應用角度(du)來看,技術上已然比較(jiao)成熟,作為一種(zhong)性能(neng)(neng)優良,又能(neng)(neng)節省投資的(de)(de)工(gong)程(cheng)材料在(zai)一些用途上取代了普(pu)通的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),應用領(ling)域十分廣泛。盡管世界雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)年(nian)產量(liang)(liang)不(bu)是(shi)很高,只占(zhan)世界不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)產量(liang)(liang)的(de)(de)1%,但隨著雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)局(ju)部腐蝕性能(neng)(neng)好和(he)強(qiang)度(du)高的(de)(de)優勢(shi)的(de)(de)充分利(li)用和(he)展(zhan)現,以及有目共睹的(de)(de)良好使(shi)用效(xiao)果,使(shi)其每(mei)年(nian)以17%的(de)(de)速(su)率增長著,至(zhi)2002年(nian)產量(liang)(liang)已達11萬(wan)t以上。
? 在(zai)國(guo)(guo)(guo)(guo)外發展(zhan)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)基礎上(shang),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)自(zi)70年代中(zhong)期也(ye)開(kai)始發展(zhan)了雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),主要是(shi)研制含(han)氮(dan)(dan)鋼(gang),關注氮(dan)(dan)對(dui)鋼(gang)性能(neng)和工藝的(de)(de)(de)影響。至今已有包括5個(ge)鋼(gang)種的(de)(de)(de)系列牌號,但只(zhi)有低鉻的(de)(de)(de)鋼(gang)種納入(ru)了國(guo)(guo)(guo)(guo)家標(biao)(biao)準,其余都按企標(biao)(biao)生(sheng)產,目前(qian)(qian)鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)標(biao)(biao)正在(zai)修訂,Cr22和Cr25型的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)將考慮納標(biao)(biao)。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)只(zhi)是(shi)處于國(guo)(guo)(guo)(guo)外第(di)二代雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)發展(zhan)水平(ping),鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)含(han)氮(dan)(dan)量在(zai)0.2%以(yi)下。至于目前(qian)(qian)國(guo)(guo)(guo)(guo)外己(ji)步入(ru)市場的(de)(de)(de)含(han)氮(dan)(dan)在(zai)0.25%-0.35%的(de)(de)(de)超級(ji)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)仍(reng)處于實驗室開(kai)發階段,AOD精煉工藝和雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)連鑄工藝的(de)(de)(de)成(cheng)熟將有助于超級(ji)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)工業試生(sheng)產成(cheng)功。
? 目前國內雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼主(zhu)要產品是管、板和(he)復合(he)板,也有鍛件和(he)鑄件,產量都不(bu)(bu)大。φ219mm的無縫管和(he)φ457mm薄(bo)壁(bi)等離子焊管都已研制(zhi)成功,2205與Q345C的復合(he)板也己(ji)用在長江三峽工程(cheng)的排沙管,泄洪(hong)深(shen)孔襯砌等。據不(bu)(bu)完全(quan)統計,1999年(nian)雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼國內的消(xiao)費量約2000t,近兩(liang)年(nian)的年(nian)消(xiao)費量達到4000t,翻了一(yi)番。隨著應用的發展,國內產品滿足不(bu)(bu)了要求,尤其(qi)一(yi)些工程(cheng)項目,主(zhu)要仍是靠進口(kou)。
? 目前國內已具有(you)(you)制(zhi)造(zao)(zao)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)超級雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)設備(bei)的(de)(de)實(shi)力和(he)較好的(de)(de)水平。南(nan)(nan)京(jing)化(hua)(hua)工(gong)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)化(hua)(hua)工(gong)機(ji)械廠(chang)(chang)(chang),上(shang)海石化(hua)(hua)機(ji)械制(zhi)造(zao)(zao)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si),金州重(zhong)型機(ji)器(qi)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)等近十(shi)家大(da)中(zhong)型機(ji)械制(zhi)造(zao)(zao)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)已經(jing)制(zhi)造(zao)(zao)了近百臺(tai)的(de)(de)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)設備(bei),南(nan)(nan)京(jing)化(hua)(hua)工(gong)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)化(hua)(hua)工(gong)機(ji)械廠(chang)(chang)(chang)和(he)金州重(zhong)型機(ji)器(qi)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)也能按照國外標準制(zhi)造(zao)(zao)不(bu)只一臺(tai)設備(bei),分別出口(kou)至印度和(he)馬來西亞。南(nan)(nan)京(jing)化(hua)(hua)工(gong)有(you)(you)限(xian)(xian)(xian)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)化(hua)(hua)工(gong)機(ji)械廠(chang)(chang)(chang)和(he)上(shang)海石化(hua)(hua)機(ji)械制(zhi)造(zao)(zao)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)不(bu)僅能制(zhi)造(zao)(zao)普通雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)設備(bei),還能制(zhi)造(zao)(zao)超級雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)設備(bei),當然所用的(de)(de)UNS S32750和(he)UNS S32760超級雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)管材都是(shi)進口(kou)。至于油氣(qi)和(he)石化(hua)(hua)所需的(de)(de)管線鋼(gang),國內近兩年已開(kai)始制(zhi)造(zao)(zao)和(he)野外施工(gong)焊接,還有(you)(you)待積累(lei)這方面的(de)(de)經(jing)驗。
? 2 中國雙相不銹鋼的應用業績
? 國外雙相不銹(xiu)鋼(gang)己廣泛(fan)地(di)應(ying)用于各工業(ye)領域,諸如紙(zhi)漿和(he)造(zao)紙(zhi)、陸上和(he)海上的油氣工業(ye)、化(hua)學加工工業(ye)、運輸業(ye)(化(hua)學品船和(he)槽車)、制(zhi)藥和(he)食品工業(ye)以及建筑業(ye)等。大(da)多(duo)用來制(zhi)造(zao)反應(ying)容(rong)器,各種工業(ye)設備和(he)輸送管道等。在大(da)多(duo)數應(ying)用中(zhong),雙相不銹(xiu)鋼(gang)被認(ren)為是具有成本效益的材料(liao),填補了(le)普通奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)如316和(he)高合金(jin)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)之間的空(kong)白。
? 以(yi)下(xia)是(shi)中國的雙(shuang)相不銹鋼(gang)在有關工(gong)業領域應用的典型實例。
? 2.1 石油和天(tian)然氣工(gong)業
? 這是國外應用雙(shuang)相(xiang)不銹鋼的(de)主要領(ling)域之(zhi)一,目(mu)前鋪設的(de)油氣(qi)(qi)輸(shu)送管線已有1000km。國內(nei)只有南海(hai)油田少(shao)量(liang)使用,全部進口。另外,西氣(qi)(qi)東(dong)輸(shu)工程西起塔里木盆地的(de)集氣(qi)(qi)管線考慮要用雙(shuang)相(xiang)不銹鋼焊管,國內(nei)已有條(tiao)件生(sheng)產和制(zhi)造。
? 煉油工(gong)業(ye)是(shi)*早使用(yong)(yong)國(guo)(guo)產雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)(de)部門,在南(nan)京,鎮海,天(tian)津,濟南(nan)等煉化公司多集(ji)中(zhong)(zhong)用(yong)(yong)在常減壓蒸餾塔(ta)的(de)(de)塔(ta)頂襯里(或復合板)、塔(ta)內構(gou)件、空(kong)冷(leng)(leng)(leng)器和水冷(leng)(leng)(leng)器等,*長的(de)(de)已使用(yong)(yong)20年(nian)。鎮海煉化公司是(shi)我國(guo)(guo)**的(de)(de)煉油基(ji)地,加工(gong)能力(li)為1600萬(wan)t,進入世(shi)界百強,冷(leng)(leng)(leng)凝冷(leng)(leng)(leng)卻(que)系(xi)統中(zhong)(zhong)多套設備使用(yong)(yong)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)。
? 2.2 化學和石(shi)化加工(gong)工(gong)業
? 這一領域涉及的范(fan)圍(wei)很(hen)寬,工況(kuang)情況(kuang)復雜,介質多(duo)種多(duo)樣,也(ye)是使用雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)較早和較多(duo)的領域。甲醇是重要的能源化工原料,2002年國(guo)(guo)內(nei)產(chan)量210萬t,進(jin)口(kou)量與此相(xiang)當(dang),國(guo)(guo)產(chan)缺口(kou)很(hen)大(da),當(dang)然(ran)也(ye)有少量(數千噸)出口(kou)韓國(guo)(guo),目前20萬t的大(da)型(xing)和多(duo)套10萬t以下的中小型(xing)的甲醇合(he)成反應(ying)器(qi)的觸媒(mei)管(guan)都是采(cai)用雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang),大(da)中型(xing)裝置采(cai)用2205鋼(gang)管(guan),使用進(jin)口(kou)管(guan)較多(duo),小型(xing)裝置多(duo)采(cai)用18-5Mo型(xing)國(guo)(guo)產(chan)鋼(gang)管(guan)。
? 齊魯石化公(gong)司氯乙烯裝置的氧氯化反應(ying)器中的冷卻蛇管的介(jie)質(zhi)條件(HCI,水(shui)蒸氣(qi))苛刻,目前已使(shi)用(yong)進(jin)口(kou)的2205雙相不銹(xiu)鋼,使(shi)用(yong)結果有待觀察。
? 上海(hai)(hai)(hai)石化公司乙烯裝置的(de)催化劑再(zai)生(sheng)冷卻(que)器采用國產類(lei)似DP3鋼的(de)00C25Ni7Mo3WCuN雙(shuang)相不銹鋼做海(hai)(hai)(hai)水冷卻(que)器管,海(hai)(hai)(hai)水出(chu)口(kou)溫度(du)40℃,至今已間歇使用15年,效(xiao)果(guo)很好。
? 河南(nan)煤(mei)化(hua)工(gong)廠的(de)粉煤(mei)氣(qi)化(hua)裝(zhuang)置的(de)數臺冷卻器都是采用進口(kou)2205鋼管制造。
? 2.3 化肥工業
? 尿素工業也是*早使用(yong)國(guo)產雙相不(bu)銹鋼的(de)部門,裝置中含氯(lv)離子水的(de)換熱設備使用(yong)得較多,例(li)如(ru)尿素裝置中CO2壓縮機三段(duan)冷卻器原(yuan)使用(yong)304L奧氏體不(bu)銹鋼管束(shu),l個月后(hou)即因應力(li)腐(fu)蝕破裂而泄漏(lou),雙相不(bu)銹鋼可用(yong)5年(nian)以上,隨后(hou)一、二段(duan)冷卻器也都換用(yong)了18-5Mo或(huo)2205雙相不(bu)銹鋼。
? 由(you)于(yu)雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)在尿(niao)素介質(zhi)中有(you)良好的(de)抗腐蝕疲勞性(xing)能(neng),很適合(he)制造尿(niao)素生產(chan)的(de)關(guan)鍵設備——甲(jia)按(an)泵泵體。國產(chan)的(de)00Cr25Ni6Mo2N鋼(gang)(gang)可以通(tong)過(guo)Huey法(fa)(fa)的(de)晶間腐蝕傾(qing)向檢驗,己用于(yu)黑龍江化(hua)肥(fei)(fei)廠、洞庭氮肥(fei)(fei)廠(五柱塞式)等(deng)大型化(hua)肥(fei)(fei)廠。國內中小化(hua)肥(fei)(fei)廠的(de)甲(jia)按(an)泵泵體基(ji)本上(shang)采(cai)用18-5Mo鋼(gang)(gang)制造,也(ye)有(you)數(shu)十家采(cai)用的(de)是高鉻含鉛雙相(xiang)不銹鋼(gang)(gang)。此外這種鋼(gang)(gang)的(de)泵閥鍛件通(tong)過(guo)了日本JIS G0573、G0591硝酸法(fa)(fa)和硫酸法(fa)(fa)的(de)檢驗,批(pi)量(liang)出口日本,價格要比日本當(dang)地生產(chan)的(de)便宜。
? 此外,采(cai)用國產OCr25Ni6Mo3CuN時效強化(hua)雙相不(bu)銹鋼,利(li)用其(qi)耐(nai)磨(mo)損腐蝕性能(neng),用于(yu)尿素裝置主工藝管路多種規(gui)格的高壓截止閥(fa)的內(nei)件等,效果不(bu)錯。
? 2.4 運輸業
? *近幾年海上化(hua)學(xue)品(pin)運輸船(chuan)行業(ye)是(shi)國外**的雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼用戶,消(xiao)費(fei)量(liang)約占熱軋板的50%。化(hua)學(xue)品(pin)船(chuan)裝載的液(ye)體貨物(wu)多種多樣,包括化(hua)學(xue)和石(shi)化(hua)產品(pin),食品(pin)等,要(yao)求船(chuan)艙材料既能(neng)耐腐蝕(shi),又(you)有高的強度(du)。如(ru)今(jin)2205雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼已代替316L和317L奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,成為海上化(hua)學(xue)品(pin)船(chuan)的標(biao)準用材。
? 國內(nei)在這(zhe)方面剛剛起步(bu),中國長江航運集(ji)團青山船(chuan)廠(chang)采用(yong)歐洲建造(zao)標(biao)準(zhun),使(shi)用(yong)進(jin)口(kou)的(de)2205鋼(gang)板,自(zi)行(xing)制造(zao)成功第一艘18500t化(hua)學(xue)品船(chuan),鋼(gang)板消耗量約(yue)1200t,己出口(kou)比利時。實(shi)現了我國用(yong)雙相不銹鋼(gang)建造(zao)化(hua)學(xue)品船(chuan)零的(de)突破(po),該(gai)廠(chang)已(yi)形成規模生產能力。
? 2.5 造(zao)紙和制(zhi)鹽輕工業
? 由(you)于雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)中(zhong)性(xing)氯化物(wu)溶液中(zhong)有較好的耐孔蝕(shi)(shi)和(he)縫隙腐蝕(shi)(shi)的能(neng)力,利用(yong)(yong)這一(yi)特點,國內(nei)(nei)開發了(le)該鋼(gang)在(zai)真空制(zhi)鹽(yan)和(he)鹽(yan)硝(xiao)聯產裝(zhuang)置上(shang)的應用(yong)(yong),20萬-30萬t制(zhi)鹽(yan)廠的大型鹽(yan)水和(he)芒硝(xiao)蒸(zheng)發罐采用(yong)(yong)了(le)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的襯里和(he)復(fu)合板(ban),解決了(le)設備結鹽(yan)垢和(he)腐蝕(shi)(shi)問題,*長的已有10年的使用(yong)(yong)歷史。雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)用(yong)(yong)于大型真空制(zhi)鹽(yan)裝(zhuang)置,國內(nei)(nei)已有成(cheng)熟的經驗。
? 在制紙漿和造(zao)紙業領域,國(guo)內幾乎是空白,硫酸鹽(yan)蒸(zheng)煮法仍多采用低碳(tan)鋼制造(zao)的蒸(zheng)煮鍋,而國(guo)外早已普及使用雙相(xiang)不銹鋼的蒸(zheng)煮、漂白等(deng)設(she)備,目前國(guo)內也有引進,但數量(liang)極(ji)少。
? 綜(zong)上(shang)所述,可以看出國內雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)使用(yong)(yong)是(shi)(shi)有(you)一(yi)定局(ju)限性(xing)的(de)(de),像(xiang)國外(wai)大(da)量使用(yong)(yong)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)諸(zhu)如(ru)紙(zhi)(zhi)漿和(he)(he)造(zao)(zao)紙(zhi)(zhi)工業(ye)、油(you)(you)氣(qi)工業(ye)、運輸業(ye)、甚至建筑(zhu)業(ye)幾個大(da)的(de)(de)領域我們涉及得不(bu)(bu)(bu)多,有(you)的(de)(de)還(huan)(huan)只是(shi)(shi)剛剛開始。根據國情(qing),利用(yong)(yong)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)性(xing)能優勢,今后除繼(ji)續(xu)擴大(da)在(zai)化(hua)工和(he)(he)石化(hua)等領域的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)外(wai),結合紙(zhi)(zhi)漿和(he)(he)造(zao)(zao)紙(zhi)(zhi)工業(ye)的(de)(de)技術改造(zao)(zao)需(xu)要(yao)開發(fa)在(zai)這一(yi)領域中的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong),至于油(you)(you)氣(qi)管線(xian)目前很難推(tui)廣,雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)價格是(shi)(shi)太高了(le)但是(shi)(shi)制(zhi)造(zao)(zao)有(you)關油(you)(you)氣(qi)田需(xu)要(yao)的(de)(de)耐(nai)氯離子和(he)(he)硫化(hua)氫的(de)(de)裝(zhuang)置像(xiang)集氣(qi)管線(xian)和(he)(he)換(huan)熱(re)設備等還(huan)(huan)是(shi)(shi)可以采用(yong)(yong)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),甚至超級雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)。海(hai)(hai)上(shang)運輸業(ye)的(de)(de)發(fa)展,化(hua)學品(pin)船制(zhi)造(zao)(zao)業(ye)方興未(wei)艾,需(xu)要(yao)大(da)量大(da)張的(de)(de)鋼(gang)(gang)板,這一(yi)缺口(kou)有(you)待填平補齊。至于在(zai)建筑(zhu)業(ye)方面(mian)的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong),至今還(huan)(huan)完全未(wei)涉及,其實濱(bin)海(hai)(hai)的(de)(de)城市雕塑景(jing)觀和(he)(he)開發(fa)2304鋼(gang)(gang)用(yong)(yong)于民用(yong)(yong)熱(re)水(shui)器方面(mian)完全可代替304和(he)(he)316奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
? 3 中國(guo)雙相不銹(xiu)鋼的(de)發展前(qian)景與建(jian)議
? 近(jin)十幾年來,尤其是歐洲(zhou)的(de)(de)(de)雙相(xiang)不(bu)銹鋼研(yan)究與開發工作開展(zhan)得非常活躍(yue),無論從生產,加工制造(zao),還是應用(yong),技術上(shang)已然(ran)比較(jiao)成熟(shu)。雙相(xiang)不(bu)銹鋼作為一種性(xing)能優(you)良(liang)的(de)(de)(de),又有(you)成本效益(yi)的(de)(de)(de)工程(cheng)材(cai)(cai)料已廣(guang)泛使用(yong)。為了(le)盡早扭轉我國(guo)雙相(xiang)不(bu)銹鋼科研(yan)、生產,甚至制造(zao)所處(chu)的(de)(de)(de)較(jiao)為落后(hou)的(de)(de)(de)局面,為了(le)使這(zhe)類具(ju)有(you)高強度、優(you)良(liang)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)工程(cheng)材(cai)(cai)料在國(guo)內盡快地(di)擴大(da)椎廣(guang)應用(yong)于國(guo)民經濟和國(guo)防工業的(de)(de)(de)有(you)關領域(yu),也為了(le)更好地(di)迎(ying)接加入WTO后(hou)的(de)(de)(de)挑戰(zhan),根據雙相(xiang)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)發展(zhan)現狀(zhuang),當前應采(cai)取的(de)(de)(de)措施(shi)是:
? (1)通過多種宣(xuan)傳手段廣為介(jie)紹宣(xuan)傳,組織技(ji)術(shu)資料編(bian)寫和出版,適時舉辦各種研討會、講座(zuo)、培訓班,特別是應用領域有關示范(fan)工(gong)程的(de)(de)經驗介(jie)紹,以(yi)及像今天(tian)這樣的(de)(de)國際(ji)會議等進行大力(li)宣(xuan)傳雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)特性和優勢、**的(de)(de)技(ji)術(shu)與科(ke)研成果、制造竅門(men)、使(shi)用范(fan)圍等,以(yi)此來提高不(bu)(bu)銹(xiu)鋼專(zhuan)家、制造商(shang)、設計師、工(gong)程師、消費者(zhe)對雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)認識和理(li)解(jie),促成一個(ge)知(zhi)道、熟悉并樂于使(shi)用雙(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)局面。
? (2)加速(su)超級(ji)雙相不銹鋼的科研和生產試制工作(zuo)。借鑒國外的經驗,國內生產雙相不銹鋼的鋼種(zhong)應著力發展潛在需要(yao)量大(da)、使用(yong)面廣、工藝上又(you)比較容易掌握的2205和2304牌號(hao)。
? (3)促進發展(zhan)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產與制造業(ye),擴大(da)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)板(ban)尤其是熱軋鋼(gang)(gang)板(ban)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產,目(mu)前的(de)(de)(de)板(ban)寬和極長還滿足不了要(yao)求,表面質量也有(you)待改進。對小規(gui)格雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)無縫(feng)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產,國內(nei)已(yi)比較成熟(shu),當前急需解決的(de)(de)(de)是較大(da)規(gui)格的(de)(de)(de)無縫(feng)管(guan)(guan)和焊管(guan)(guan)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產,生(sheng)(sheng)產工藝有(you)待開發。此(ci)外,如何將(jiang)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)產品的(de)(de)(de)價(jia)格降下來(lai),也事關國內(nei)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)發展(zhan)。固(gu)然(ran)擴大(da)產量,生(sheng)(sheng)產對路適銷產品很重要(yao),不容忽視的(de)(de)(de)是要(yao)采(cai)(cai)用(yong)新技術新工藝,采(cai)(cai)用(yong)氧化(hua)(hua)鋁球代替金屬(shu)鋁,氧化(hua)(hua)鎳(nie)代替金屬(shu)鎳(nie),降低冶煉成本,推廣采(cai)(cai)用(yong)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)連鑄技術,提高成材率等。
? (4)為適應雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)日漸廣(guang)(guang)泛的推廣(guang)(guang)應用,國內應加強對雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊接(jie)技術的普(pu)及(ji)和配套焊接(jie)材料的研制。
? (5)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)國家標(biao)(biao)準(zhun)已有十多(duo)年沒有修訂(ding)(ding),在修訂(ding)(ding)國標(biao)(biao)時必(bi)須(xu)考慮雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)納(na)標(biao)(biao)和修訂(ding)(ding)。國外對于(yu)占產量80%的(de)2205牌號專門(men)制訂(ding)(ding)了產品出廠檢驗的(de)用戶驗收標(biao)(biao)準(zhun),我們(men)也應考慮引進和吸收,充實現(xian)有的(de)檢驗方法和標(biao)(biao)準(zhun),以促進雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)生(sheng)產和定貨。
? (6)大(da)力開拓雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)工業用(yong)(yong)(yong)與民用(yong)(yong)(yong)的(de)潛在市場(如(ru)建筑(zhu)業——結構、橋梁、混(hun)凝土用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)筋;如(ru)制造(zao)業——容器(qi)、儲罐、化學(xue)品運輸船、快(kuai)艇、槽(cao)車;又如(ru)家(jia)用(yong)(yong)(yong)設施——高位水箱、電熱水器(qi)、住(zhu)房水汽配管等(deng)),并研制、試(shi)用(yong)(yong)(yong)、推廣(guang)國外開發的(de)又適(shi)合我國國情(缺鎳少鉻)的(de)一些新品種(如(ru)低鎳節約型雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)),相(xiang)信中國推廣(guang)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)有著非常廣(guang)闊的(de)應用(yong)(yong)(yong)前景。
2. 煉油工業
? 這是(shi)雙相不銹鋼使用較多的領域之一,主要用在常減壓蒸(zheng)餾,催化(hua)裂(lie)化(hua)和加(jia)氫(qing)脫硫等裝
置。國內外都有成(cheng)功的使用經(jing)驗,也存在失效(xiao)的事(shi)例。
? ①常減壓裝置
? 在塔頂的(de)低溫(wen)輕油部位(wei)及冷(leng)凝冷(leng)卻系統處于溫(wen)度(du)<120℃的(de) HCl-H2S-H2O腐(fu)蝕(shi)環(huan)境,尤
其在(zai)煉制(zhi)含鹽、含硫高的原油時,Clˉ含量**可達2000-4000 mg/L,一般為100 mg/L左右,
H2S一般為(wei)32-65 mg/L,在此環(huan)境中碳鋼(gang)會產生嚴重的均勻腐蝕(shi),0Cr13表現為(wei)點(dian)蝕(shi),奧氏體不
銹鋼則為應力腐蝕破裂。當采用原油深(shen)度脫鹽及綜合工藝(yi)防腐后,Clˉ可(ke)控制在(zai)20-30mg/L ,
H2S≤32mg/L,如果油品較雜,破乳劑不能很(hen)好適應時,脫(tuo)鹽達不到控(kong)制的(de)Clˉ含量,仍(reng)會帶
來設備的腐蝕問題。
? 早在70年代采用魯寧輸油(you)管線油(you)的南京煉(lian)油(you)廠和濟(ji)南煉(lian)油(you)廠在這一系統中即采用了00Cr
18Ni5Mo3Si2雙相不銹鋼,主要(yao)集中用于(yu)常減壓(ya)塔頂(ding)襯(chen)里(或復合板),塔內構件,常頂(ding)空冷
器,減頂增濕空(kong)冷(leng)器,減頂后冷(leng)水冷(leng)器管芯,油水分(fen)離(li)器襯里(li)等,取(qu)得(de)良(liang)好(hao)的使用使用效(xiao)果(guo),
*長的已使用20年。典型介質條件(jian)(以減頂冷凝水為例):
? pH:7-8.3,Clˉ:16.51-499mg/L,一般<150mg/L,H2S: 52.7-175.93mg/L(**1055
mg/L)
? 80年代以后(hou),在沿海的天津(jin)煉油廠先后(hou)使用(yong)了4臺00Cr18Ni5Mo3Si2雙相不銹鋼的減頂后(hou)
冷水冷器管芯,現在(zai)仍在(zai)服役(yi)。
? 使(shi)用*多(duo)的(de)當屬現在的(de)鎮海煉化公司(si),該公司(si)是(shi)我國(guo)**的(de)煉油基地,加工(gong)能力為(wei)1600萬
噸,進入世界(jie)百強.該公司早在80年(nian)代就使用(yong)了4臺00Cr18Ni5Mo3Si2雙相不銹(xiu)鋼的(de)減(jian)壓(ya)塔一,二
級(ji)抽空冷卻器管(guan)束的換熱管(guan).1998
年在800萬(wan)噸/年常壓塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂部位全部換用(yong)了2205+20R復合板, 8臺減壓塔(ta)(ta)頂冷凝冷卻器的管芯
全部使用了國產2205焊管和2205+16MnR復(fu)合板(ban)管板(ban),已連續運行5年.
? ②催化裂化裝置
? 原(yuan)油中除(chu)鹽、硫等雜質外,在二次加(jia)工原(yuan)料油中還含有0.5%以(yi)上的氮化合物,經(jing)催化劑
作(zuo)用(yong)熱解(jie)后,在(zai)催(cui)化(hua)裂(lie)化(hua)的分餾和吸(xi)收(shou)穩定(ding)部(bu)位出現HCN-H2S-
H2O的(de)腐蝕(shi)環境。國內南京(jing)、濟南等(deng)煉油廠先后用00Cr18Ni5Mo3Si2鋼(gang)制(zhi)作了催(cui)化吸收(shou)解吸塔
的襯里,塔(ta)盤板和浮伐等(deng),取得了良好的使(shi)用效果。國(guo)外在催化裂化裝置的汽油再熱器(qi)使(shi)用3
RE60(與國產00Cr18Ni5Mo3Si2鋼相當)鋼。
? ③加氫裂化,加氫處理裝(zhuang)置
? 80年代以來國(guo)外(wai)采用(yong)3RE60和SAF 2205(與國(guo)產(chan)的(de)00Cr22Ni5Mo3N鋼(gang)相(xiang)當)鋼(gang)用(yong)作(zuo)加(jia)氫裂
化,加(jia)氫脫硫等二次加(jia)工(gong)裝置中的空冷(leng)器,熱(re)交(jiao)換器等的管束(shu)、管板和封頭的較多(duo),這方面既
有(you)不少成功(gong)的經驗(yan),也有(you)失(shi)敗的事例,國內采用(yong)的不多。這些設備(bei)處于H2S-H2-NH3-H20并含有(you)
Clˉ的環境(jing),也是濕H2S的系(xi)統。
? 在加氫(qing)裂(lie)化(hua)裝置中空冷(leng)器的(de)腐蝕是比較嚴(yan)重(zhong)的(de),
? 瑞典(dian)自1983年開始有10臺(tai)空(kong)冷器(qi)使用的是(shi)SAF 2205鋼,流出(chu)物的KP值(zhi)(流出(chu)物的腐蝕系
數KP=mol%NH3×mol%H2S)范圍(wei)為0.1-1,Clˉ20ppm ,壓(ya)力12MPa,入口(kou)流速6 m/s,入口(kou)溫度
130℃,設備經數(shu)年的運行,沒有發生腐(fu)蝕(shi)或磨損腐(fu)蝕(shi)。
? 美國在California一個煉油廠(chang)的三臺(tai)熱交換器(qi)管(guan)芯(xin)陸(lu)續都使用了3RE60鋼,1992年檢查(cha)時
,情況良好。另一家US石油公(gong)司的幾臺空冷(leng)器(工藝物流中(zhong)含65-85%H2,炭(tan)氫化合物,H2S,
5-8MPa,110-205 ℃)已使(shi)用了8-11年,其上游和下游的(de)幾臺熱交換器也同(tong)樣未(wei)發生問題(ti)。但
是也有失(shi)敗(bai)的事例,美國另(ling)一煉油廠的3RE60鋼(gang)熱交換器,管程入口溫度285℃,維持210℃,
從低(di)壓分離器來的液體組分進入殼程(cheng)的溫度88℃,維持220℃,管程(cheng)壓力(li)11.5MPa,殼程(cheng)壓力(li)0
.6MPa。該設備于1994年使用3年后泄漏,裂紋出現在近管板處的管子內外壁上。經分析管外壁
為FeS腐蝕產物所(suo)覆蓋(gai),Clˉ高(gao)達1%,管內壁較干凈,只有少數(shu)點坑。外壁裂(lie)紋較少,屬(shu)氯化
物應(ying)力(li)腐蝕破裂(lie),內壁裂(lie)紋(wen)多(duo),屬(shu)硫化(hua)物應(ying)力(li)腐蝕破裂(lie)(SSCC)。
? 其(qi)他在中(zhong)東,東歐個別煉油廠的(de)3RE60空冷(leng)器(qi)運(yun)轉幾(ji)年后,于(yu)1992年也出(chu)現了(le)類似問(wen)題,
裂紋(wen)均發生(sheng)在管與管板焊接(jie)處(chu)的(de)(de)(de)熱影響(xiang)區,該處(chu)的(de)(de)(de)鐵素(su)體量分別高達100%和(he)>75%,這樣的(de)(de)(de)組
織必然對氫致(zhi)開裂(HIC)敏感。
? 通觀這幾個失效事例,多(duo)數都是(shi)與設備制造技術有(you)(you)關,但是(shi)看來(lai)雙相不銹鋼盡管有(you)(you)多(duo)年
的使用(yong)經驗,在加氫(qing)系(xi)統中尚(shang)未建立起安全可靠的使用(yong)介質(zhi)的上(shang)限條件也是一(yi)個原因。
3.石油化學和化學工業
? 石油(you)化(hua)學(xue)(xue)和(he)化(hua)學(xue)(xue)工(gong)業腐蝕環(huan)境的特(te)征是反(fan)應溫度(du)較高(gao)(gao),介質中常(chang)含有(you)高(gao)(gao)濃度(du)或中等濃度(du)
的氯化物,容易誘發(fa)不銹鋼(gang)(gang)的應力腐蝕破裂。在這一領域(yu)中不僅使(shi)用雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)(gang),更多的還要
使用(yong)超級雙相不銹鋼。
? ①氯(lv)乙烯生產裝置
? 氧氯化法生產氯乙烯的腐蝕環境是相當苛(ke)刻的,各種級(ji)別(bie)的雙相不銹鋼用(yong)于制造該裝(zhuang)置
中(zhong)的容器,熱交(jiao)換器和管道系統(tong),*苛刻的腐(fu)蝕(shi)條件是接(jie)觸鹽酸,超級雙相不銹鋼(gang)多用(yong)制關鍵
設備如氧氯化反應器,HCl冷卻器和(he)氯乙烯塔等。
國(guo)內齊魯(lu)石化公司的氧氯化反應(ying)器中冷(leng)卻盤管采用的是進口的SAF 2205鋼管,
在(zai)本(ben)網站已有(you)該公(gong)司(si)的詳細介紹文章,我(wo)國(guo)沒有(you)使(shi)用(yong)超級雙相不銹鋼,使(shi)用(yong)結果如何,有(you)待進一
步觀察.
? 氧(yang)氯化反應(ying)(ying)器為盤管式,二氯乙(yi)烷(wan)與HCl在催化劑(ji)作用下反應(ying)(ying)生成氯乙(yi)烯(xi),介(jie)質條件(jian):
管程:水
? 殼程:HCl,水蒸汽,二氯(lv)乙烷(wan),230℃,0.2MPa
? 從氧氯化反應(ying)器出來(lai)的氣體經急冷(leng)和洗滌后,進入預冷(leng)凝(ning)器(空冷(leng)器),帶(dai)有鋁制翅片
的(de)管束國外多由3RE60鋼或2205鋼制(zhi)造。氯乙烯再(zai)沸器(qi)也如此(ci),管內走EDC,含微量鹽(yan)酸,100
℃,1.2MPa;殼程通蒸(zheng)汽200-230℃,1.3MPa。3RE60鋼(gang)5年無損壞。
? ②甲醇合(he)成反應器
? 甲醇是重(zhong)要的(de)基本有機(ji)化工(gong)原料(liao),是一(yi)炭化學的(de)重(zhong)要產(chan)品(pin),也(ye)是合(he)成氣化學加工(gong)的(de)起點
還可作溶劑,車用燃料等。80年代初期國內國內已建低壓(ya)合成甲醇試驗裝(zhuang)置,至(zhi)今以(yi)煤為原料
的(de)20萬噸大(da)型(xing)合成甲醇裝(zhuang)置(zhi)早(zao)已投產運行數(shu)年(nian),其他幾十(shi)套中小型(xing)的(de)裝(zhuang)置(zhi)都(dou)在生產。甲醇合成
反(fan)應器是(shi)國內使用雙相不(bu)銹鋼管*多(duo)的設備,小型反(fan)應器的觸媒(mei)管多(duo)由00Cr18Ni5Mo3Si2 鋼制
造,大中型的則使(shi)用00Cr22Ni5Mo3N鋼。使(shi)用條件:
? 管程:CO,H2,CH3OH合成氣,265℃,5.2MPa
? 殼程:蒸(zheng)汽,脫鹽水,250-265℃,3.9-5.1MPa
? 雙相不銹鋼的高壓設備(bei)使用10年無腐蝕.
? 國外除(chu)反應器(qi)外,其他如物料(liao)/流出(chu)物熱交換(huan)器(qi),管路系(xi)統等也(ye)都使(shi)用(yong)雙相不(bu)銹鋼。
? ③醋酸(suan)等(deng)有機(ji)酸(suan)的生(sheng)產裝置(zhi)
? 雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼在有機酸(suan)中有較好的(de)耐腐蝕性,在醋酸(suan)生(sheng)產中往往加入各(ge)種(zhong)鹽類的(de)觸媒,即
使(shi)是超(chao)級(ji)雙(shuang)相不(bu)銹鋼也不(bu)耐含(han)Fe3+,Cu2+氧(yang)化性離子的氯化物觸媒的腐蝕,但在用(yong)還原性觸媒
如MnCl2,MnAC(醋(cu)(cu)酸錳)的(de)醋(cu)(cu)酸中,SAF2507卻(que)有好的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性。
? 在生產對(dui)苯二(er)甲酸(suan)二(er)甲脂(zhi)時,采(cai)用NaBr和MnAC的(de)觸媒,工(gong)藝中(zhong)醋酸(suan)也是雙(shuang)產品,它(ta)回收
后的濃度可達90%,125℃,使用904L和825合金(jin)都不是很理想(xiang),超級雙(shuang)相不銹(xiu)鋼Zeron100和SA
F 2507可用(yong)作(zuo)第(di)一冷卻器和觸媒再生設備。在(zai)甲醛生產(chan)介質中SAF 2507鋼有很好(hao)的耐腐蝕性,
優于(yu)904L和(he)含(han)6%Mo的高合金奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼,可用(yong)作(zuo)塔器(qi)和(he)蒸發器(qi),使用(yong)條件:
? 管(guan)程:甲(jia)醛,微(wei)量甲(jia)酸,200℃,0.8MPa
? 殼程:蒸汽(qi),230℃,1.7MPa
④德士(shi)古(gu)水煤漿(jiang)加壓氣化裝置
? 德士古氣(qi)化裝(zhuang)置(zhi)的(de)后續設備其中有生產(chan)甲醇的(de)裝(zhuang)置(zhi),已如前述.氣(qi)化裝(zhuang)置(zhi)中的(de)中壓閃蒸罐
頂冷(leng)凝器也是使用(yong)雙相不銹鋼(gang)管多的設(she)備(bei).目(mu)前上(shang)海"三聯供"工程(cheng)在該(gai)兩臺(tai)設(she)備(bei)上(shang)使用(yong)的都是
進口的(de)SAF 2205鋼管,在(zai)天津天辰化工設計院選用(yong)該(gai)鋼時,它(ta)的(de)使用(yong)條件(jian)已近(jin)2205鋼的(de)使用(yong)臨界(jie)
條件(參見講座(4)),但是(shi)在保證母材和焊后熱(re)影響區合適相比(bi)例時(shi),經過近8年的使用,多次檢
查,沒有發現問題.
? 同(tong)樣,在(zai)(zai)河(he)南煤化(hua)工(gong)廠(chang)的粉煤氣化(hua)裝置的幾臺后續(xu)冷卻器也都是在(zai)(zai)90年代上的使用雙(shuang)
相不銹鋼進口管的(de)設備,目前使(shi)用正常.
4 石油和天然氣工業(ye)
? 這是國外應(ying)用(yong)雙相不(bu)銹鋼的主(zhu)要領(ling)域之一,目前(qian)鋪設的油(you)氣輸送管線已(yi)有(you)
1000km. 雙相不(bu)銹鋼多(duo)用作陸上(shang)(shang)和海上(shang)(shang)輸(shu)送(song)(song)油,氣(qi)(qi)的集氣(qi)(qi)管,輸(shu)送(song)(song)管線以及熱交換器等,尤其在天(tian)然氣(qi)(qi)的生(sheng)產中,雙相不(bu)銹鋼多(duo)數面臨的是含有大量H2S,
Clˉ的酸性環境,也有(you)的是含CO2 和Clˉ的環境,甚至(zhi)是只含高Clˉ的環境.
? 在酸(suan)性(xing)環境中影(ying)響雙相不(bu)銹鋼對硫化氫應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感性(xing)的主要(yao)因素(su)有溫度、
H2S濃度、pH值(zhi)和Clˉ含量,CO2通(tong)常(chang)起的(de)是緩蝕作用(yong).
? 雙相不(bu)銹(xiu)鋼在酸(suan)性環境(jing)中(zhong)的(de)應用主(zhu)要是要確定他的(de)使用安全(quan)界限,Cr18和Cr22型雙相不(bu)
銹鋼(gang)(gang)的應用(yong)相(xiang)對(dui)較(jiao)成熟,NACE MR0175材料技術要(yao)求中給出SAF 2205鋼(gang)(gang)在酸性環境中的使用(yong)安全界限:
使用(yong)溫(wen)度≤232℃,H2S分壓≤0.**si(2.1×10-3 MPa),σ0.2≤145ksi(1015 MPa),HRC
≤34
? 美國Shell公司(si)進(jin)一步提出SAF 2205鋼(gang)的使(shi)用(yong)指導準則(ze),除按(an)MR0175規定(ding)(ding)外,還補充規定(ding)(ding):當溫(wen)度處于177-232℃之間,可(ke)以將H2S分壓(ya)提高至≤0.9psi(6.3×10-3MPa)(只允許(xu)用(yong)于生(sheng)產管的襯里),此外,使(shi)用(yong)雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)時(shi),避(bi)免用(yong)鹽酸酸化和(he)應使(shi)用(yong)脫氣(qi)的凈(jing)鹽水. ?
? 超(chao)級雙相不銹鋼也已(yi)在油(you)、氣工業中(zhong)使(shi)用,如UR52N+已(yi)用在北海油(you)田的油(you)氣集合(he)管和輸
送管線,SAF 2507鋼用在(zai)阿拉(la)斯加,北海,墨西(xi)哥(ge)灣(wan)等(deng)地的油(you)氣井(jing)生產,海上采油(you)平臺設施以及油(you)氣輸送管線等(deng),多用在(zai)沒有(you)緩蝕劑的苛刻酸性環境(jing).
? 雙相不銹鋼在國內(nei)很難推廣用于油氣管線(xian),畢竟(jing)它的價格是(shi)太高(gao)了,但(dan)是(shi)制造(zao)有關油氣田(tian)
需(xu)要的(de)(de)耐(nai)Clˉ和(he)(he)H2S的(de)(de)裝置,象集(ji)氣(qi)管線(xian)和(he)(he)換熱設備等還是(shi)可(ke)以采用(yong)(yong)的(de)(de),目前(qian)只有南海(hai)油田(tian)少量使(shi)用(yong)(yong),全部進口. 有關西(xi)部開(kai)發(fa)重大(da)的(de)(de)西(xi)氣(qi)東輸(shu)工程項目,西(xi)起塔里(li)木盆地的(de)(de)集(ji)氣(qi)管線(xian)有可(ke)能考慮要用(yong)(yong)雙相(xiang)不銹鋼大(da)口徑焊管,國內已有條(tiao)件生產和(he)(he)制造.
5 紙漿和造紙工業
? 雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在國外紙(zhi)漿(jiang)和(he)造(zao)紙(zhi)工(gong)業(ye)(ye)中的(de)(de)應用(yong)(yong)已(yi)有30年的(de)(de)歷史了,也(ye)是使用(yong)(yong) 雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼*多的(de)(de)領(ling)域之一. 北歐造(zao)紙(zhi)業(ye)(ye)發達,目前幾(ji)乎紙(zhi)漿(jiang)和(he)造(zao)紙(zhi)的(de)(de)壓力容(rong)(rong)器都是用(yong)(yong)雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼制(zhi)(zhi)造(zao). 芬蘭Pori制(zhi)(zhi)造(zao)廠就生(sheng)產了百(bai)多個壓力容(rong)(rong)器,**的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)煮器容(rong)(rong)積為400m3. 多數采(cai)用(yong)(yong)2205鋼制(zhi)(zhi)造(zao),其他如UR47N(00Cr25Ni6.5Mo3N)、UR52N+ (00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN)等(deng)雙相(xiang)(xiang)和(he)超級雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼都已(yi)獲得了應用(yong)(yong).要制(zhi)(zhi)造(zao)木屑預蒸(zheng)(zheng)器、間歇(xie)式和(he)連續式紙(zhi)漿(jiang)蒸(zheng)(zheng)煮器,造(zao)紙(zhi)壓力滾筒機和(he)回收(shou)設備(bei)等(deng),都取(qu)得了良好的(de)(de)使用(yong)(yong)效果.?
? 在連(lian)(lian)續(xu)式(shi)硫(liu)酸蒸(zheng)煮(zhu)(zhu)裝(zhuang)置中木屑(xie)預蒸(zheng)器的(de)(de)Clˉ高達(da)8000ppm,316L鋼只能(neng)用(yong)1年,UR47N使用(yong)4年無腐蝕.連(lian)(lian)續(xu)式(shi)蒸(zheng)煮(zhu)(zhu)器的(de)(de)腐蝕情(qing)況較間歇式(shi)蒸(zheng)煮(zhu)(zhu)器輕,常采用(yong)304L或316L復合板(ban),近年因磨損腐蝕,應(ying)力腐蝕增加,換用(yong)了2205鋼,主要用(yong)在蒸(zheng)煮(zhu)(zhu)器的(de)(de)下部.
? 在(zai)(zai)間歇式(shi)蒸(zheng)煮器(qi)中蒸(zheng)煮液介質由(you)含(han)有(you)Na2S、Na2SO4、Na2C03、NaCl和20%NaOH組成,目前世界上有(you)數十(shi)臺由(you)UR45N(相當2205)和UR47N復合鋼板或整板制造(zao)的間歇式(shi)蒸(zheng)煮器(qi)在(zai)(zai)使用,壽(shou)命在(zai)(zai)10年以上.
? 二氧化氯漂(piao)白液筒的(de)典(dian)型的(de)介質條件為pH6-7,70℃,≥600ppmClˉ,300ppmClO3ˉ和(he)2
0-200ppmClO2.在(zai)此介質中UR45N(SAF 2205)盡管較316L鋼好(hao),但仍有(you)孔蝕,**是使(shi)用超(chao)級雙相不(bu)銹(xiu)鋼UR52N+,SAF 2507等,可以和含6%Mo的奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼相媲美(mei).
? 國內的應(ying)用幾(ji)乎是空白(bai),近(jin)年個(ge)別有(you)從國外引進(jin)的造紙(zhi)裝(zhuang)置.
6 化肥工業
? 隨著(zhu)雙相不銹鋼的發展在尿(niao)素和磷肥工(gong)業(ye)中的應用逐漸(jian)增(zeng)多(duo),尿(niao)素工(gong)業(ye)中多(duo)用變形材(cai),磷肥工(gong)業(ye)中多(duo)用鑄件.
? ①尿素工業
? 目前(qian)生產尿素的CO2氣(qi)提法和NH3氣(qi)提法采用的多是高(gao)合金奧氏體不銹鋼,甚至鈦材(cai),國(guo)
內已(yi)開(kai)(kai)始在(zai)大型尿素(su)裝置(zhi)(zhi)的(de)(de)甲(jia)銨泵泵體(ti)上(shang)采用(yong)高鉻雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)以(yi)代替316L(尿素(su)級)鋼(gang). 80年代以(yi)來,日(ri)本東洋工程公司開(kai)(kai)發的(de)(de)ACES法(fa)尿素(su)新(xin)工藝中氣提塔,甲(jia)銨冷凝(ning)器和(he)高壓(ya)分(fen)解(jie)塔三臺高壓(ya)設(she)備(bei)都采用(yong)了DP-12(含有微量鎢和(he)銅的(de)(de)25Cr-7Ni-3Mo-N鋼(gang)和(he)R-5(00Cr25Ni6.5Mo1.5N)雙相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang),前(qian)者用(yong)制氣提管、冷凝(ning)管、分(fen)解(jie)管和(he)輸送管道等(deng),后者則(ze)用(yong)于高壓(ya)設(she)備(bei)的(de)(de)殼(ke)體(ti)。ACES法(fa)的(de)(de)成套裝置(zhi)(zhi)已(yi)出口到西(xi)班牙(ya)、韓國(guo)(guo)、印(yin)尼等(deng)國(guo)(guo),中國(guo)(guo)也引(yin)進(jin)了年產52萬(wan)噸(dun)尿素(su)的(de)(de)大型裝置(zhi)(zhi).
? 從80年(nian)代(dai)開(kai)始(shi)(shi),國內(nei)就(jiu)已(yi)開(kai)始(shi)(shi)在(zai)尿素介質中研究和使(shi)用(yong)雙相不(bu)銹鋼,首(shou)先在(zai)棲霞山(shan)化肥
廠法(fa)式裝置CO2壓縮機(ji)三(san)段冷卻(que)器(qi)(qi)上代(dai)替304L管(guan)束使用了00Cr18Ni5Mo3Si2雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),304L鋼(gang)原(yuan)用一(yi)個(ge)月(yue)后即出(chu)(chu)現泄漏,該設備的(de)(de)工藝條(tiao)件(jian)苛刻,管(guan)程濕(shi)CO2的(de)(de)進(jin)口(kou)溫度為(wei)180℃,出(chu)(chu)口(kou)溫度為(wei)45-50℃,壓力8-9MPa,殼(ke)程冷卻(que)水含Clˉ量(liang)為(wei)80-100ppm,含O2量(liang)為(wei)6-10ppm,進(jin)口(kou)溫度為(wei)32-34℃,出(chu)(chu)口(kou)溫度為(wei)80℃,壓力0.4MPa.管(guan)子裂紋(wen)發生(sheng)在高溫端管(guan)板(ban)與管(guan)子的(de)(de)脹(zhang)管(guan)交(jiao)界部(bu)位及管(guan)板(ban)縫(feng)隙口(kou)的(de)(de)部(bu)位,屬于典型(xing)的(de)(de)穿晶型(xing)SCC.雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)*長的(de)(de)使用近5年,隨后二、三(san)段冷卻(que)器(qi)(qi)也都換用了雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),目前(qian)采(cai)用的(de)(de)是(shi)00Cr22Ni5Mo3N鋼(gang).
? 關于雙(shuang)相不銹鋼(gang)的(de)泵和閥,由于雙(shuang)相組織的(de)特點(dian),抗腐(fu)蝕(shi)疲勞性(xing)能(neng)好,很適合制造尿(niao)素(su)
? ?國內牌號0Cr17Mn13Mo2N。 A4鋼為(wei)其俗稱,它是一種(zhong)(zhong)(zhong)節鎳(nie)鋼種(zhong)(zhong)(zhong),雙相不銹鋼。耐蝕性(xing)優于常用的(de)Mo 2%-3%的(de)Cr-Ni奧氏體鋼。可運用在(zai)小化肥,全循環法(fa)尿素設備等方(fang)面(mian)。該鋼種(zhong)(zhong)(zhong)熱塑(su)性(xing)差(cha),成材率低,妨礙了大(da)量生產和應(ying)用。
生(sheng)產(chan)的(de)(de)關鍵設備?甲銨(an)泵(beng)(beng)泵(beng)(beng)體。甲銨(an)泵(beng)(beng)泵(beng)(beng)體材(cai)料的(de)(de)選擇取決(jue)于尿素的(de)(de)生(sheng)產(chan)工藝路(lu)線(xian),目前(qian)國(guo)內(nei)大(da)化肥廠很(hen)多采用(yong)(yong)氣提法(fa)生(sheng)產(chan)工藝,泵(beng)(beng)體所處溫度約為(wei)75℃,中小化肥廠一般采用(yong)(yong)全循環法(fa)生(sheng)產(chan)工藝,溫度約為(wei)95℃,以(yi)上兩種工藝路(lu)線(xian)使(shi)(shi)用(yong)(yong)316L(尿素級)鋼(gang)是可行的(de)(de),不(bu)(bu)過(guo)使(shi)(shi)用(yong)(yong)耐腐蝕(shi)疲勞(lao)性能更好的(de)(de)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)效果會(hui)更佳,大(da)泵(beng)(beng)體結(jie)構和操作條件復雜,要求材(cai)料必(bi)須通(tong)過(guo)Huey法(fa)的(de)(de)晶(jing)間腐蝕(shi)傾向檢驗,因此(ci),使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)是Cr25型(xing)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),如329(0Cr25Ni5Mo2)、00Cr25Ni6Mo2N甚(shen)至(zhi)00Cr25Ni7Mo3N鋼(gang)等(deng),國(guo)內(nei)多使(shi)(shi)用(yong)(yong)后兩種,如棲霞(xia)山(shan)化肥廠自1987年開(kai)始使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)是00Cr25Ni6Mo2N鋼(gang)單缸體式,隨后洞庭氮肥廠和黑(hei)龍江化肥廠使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)是00Cr25Ni7Mo3N鋼(gang)三缸一體式的(de)(de)大(da)泵(beng)(beng)體.國(guo)內(nei)中小化肥廠使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)多是00Cr18Ni5Mo3Si2鋼(gang),也有(you)不(bu)(bu)少廠家使(shi)(shi)用(yong)(yong)00Cr25Ni6Mo2N鋼(gang),Cr18型(xing)鋼(gang)不(bu)(bu)能通(tong)過(guo)Huey法(fa)的(de)(de)檢驗,但價格相對較(jiao)低,壽命高于以(yi)往使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)0Cr18Ni12Mo2Ti或(huo)316鋼(gang).
? 尿素裝置的(de)甲銨泵進(jin)出口單(dan)向(xiang)閥和主(zhu)工(gong)藝管(guan)路的(de)高壓(ya)截止(zhi)閥的(de)用材也是一個問題,要考(kao)
慮鋼(gang)能耐(nai)(nai)(nai)磨損(sun)腐蝕(shi),國內有的(de)(de)廠(chang),如赤水天(tian)然氣化(hua)(hua)肥(fei)廠(chang),瀘州(zhou)天(tian)然氣化(hua)(hua)工廠(chang)等廠(chang)的(de)(de)甲(jia)銨泵(beng)(beng)(beng)和液銨泵(beng)(beng)(beng)使(shi)用的(de)(de)是(shi)00Cr25Ni6Mo2N鋼(gang)的(de)(de)閥門內件,四川(chuan)化(hua)(hua)工集(ji)團公司三胺廠(chang)甲(jia)銨泵(beng)(beng)(beng)單向閥和寶雞氮(dan)肥(fei)廠(chang)裝置(zhi)的(de)(de)主工藝管路上多(duo)種規格的(de)(de)高壓截止(zhi)閥的(de)(de)內件使(shi)用的(de)(de)是(shi)0Cr25Ni6Mo3CuN鋼(gang),使(shi)用效(xiao)果(guo)都不錯(cuo),但是(shi)從(cong)材料(liao)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)性(xing)能來分析(xi),0Cr25Ni6Mo3CuN鋼(gang)屬(shu)于時(shi)效(xiao)強化(hua)(hua)雙相不銹鋼(gang),耐(nai)(nai)(nai)磨損(sun)腐蝕(shi)性(xing)能優于00Cr25Ni6Mo2N鋼(gang),后者耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)疲勞(lao)性(xing)能更(geng)突出(chu),更(geng)適合制(zhi)造甲(jia)銨泵(beng)(beng)(beng)泵(beng)(beng)(beng)體.
? ②磷肥工業
? 純(chun)磷酸(suan)的腐蝕性不是很強,但是介質(zhi)中的雜質(zhi)如:氫氟(fu)酸(suan),氟(fu)硅酸(suan),過量硫酸(suan),氯(lv)化物(wu)
和(he)氟(fu)化(hua)物等會(hui)使其腐(fu)蝕(shi)(shi)性變強(qiang)。目前(qian)95%以上(shang)的(de)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)都(dou)是(shi)(shi)用硫酸(suan)(suan)浸蝕(shi)(shi)磷(lin)(lin)礦石所謂濕法生產的(de),溫度的(de)效應,Fˉ、Clˉ等雜質(zhi)(zhi)以及料(liao)漿(jiang)的(de)磨(mo)損腐(fu)蝕(shi)(shi)都(dou)會(hui)提(ti)高介質(zhi)(zhi)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)性。因(yin)此,磷(lin)(lin)礦的(de)組(zu)成(cheng)和(he)工(gong)藝條件對(dui)材料(liao)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)有很(hen)大(da)的(de)影響.濕法磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)生產中料(liao)漿(jiang)泵和(he)濃磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)泵,尤其是(shi)(shi)過流(liu)件的(de)磨(mo)損腐(fu)蝕(shi)(shi)*為(wei)嚴重,是(shi)(shi)磷(lin)(lin)肥生產的(de)關鍵設備.
? 國內大(da)部(bu)分磷礦中含10%以(yi)上的(de)SiO2,對腐蝕(shi)有加速作用的(de)Clˉ,Fˉ等差別很大(da),如Cl
ˉ含(han)(han)量在(zai)100-1000ppm之間變化,而對腐蝕有抑制(zhi)作用的(de)(de)Mg2+,Al3+,Fe3+ 等含(han)(han)量也(ye)不(bu)相同(tong),總的(de)(de)屬于中(zhong)等腐蝕性(xing)礦,但(dan)由于含(han)(han)硅(gui)高,磨(mo)損(sun)性(xing)強(qiang).因此,耐磨(mo)損(sun)腐蝕性(xing)較好的(de)(de)雙相不(bu)銹鋼(gang)是(shi)有使用前(qian)途的(de)(de).
? 國(guo)內生產硝酸磷肥的裝(zhuang)置,介質條件不是很苛(ke)刻,料漿泵等采(cai)用的是美國(guo)ACI CD-4MCu(
0Cr26Ni5.5Mo2Cu3)鑄鋼,這種材料(liao)國(guo)外(wai)使用(yong)(yong)的很成(cheng)熟了.于二水(shui)法生產(chan)(chan)磷(lin)銨裝置中的濃磷(lin)酸和稀磷(lin)酸臥式離心泵的過(guo)流(liu)件都是使用(yong)(yong)國(guo)產(chan)(chan)的CD-4MCu鑄件