双相不锈钢2205.doc

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1、Duplex SAF 2205:双相不锈钢双相不锈钢(Duplex Stainless Steel,简称DSS),指铁素体与奥氏体各约占50%,一般较少相的含量最少也需要达到3O%的不锈钢。双相不锈钢从20世纪40年代在美国诞生以来,已经发展到第三代。它的主要特点是屈服强度可达400-550MPa,是普通不锈钢的2倍,因此可以节约用材,降低设备制造成本。在抗腐蚀方面,特别是介质环境比较恶劣(如海水,氯离子含量较高)的条件下,双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢,可以与高合金奥氏体不锈钢媲美。双相不锈钢具有良好的焊接性能,与铁素体不锈钢及奥氏体不锈钢相比

2、,它既不像铁素体不锈钢的焊接热影响区,由于晶粒严重粗化而使塑韧性大幅降低,也不像奥氏体不锈钢那样,对焊接热裂纹比较敏感。双相不锈钢由于其特殊的优点,广泛应用于石油化工设备、海水与废水处理设备、输油输气管线、造纸机械等工业领域,近年来也被研究用于桥梁承重结构领域,具有很好的发展前景。双相不锈钢与奥氏体以及铁素体不锈钢的比较所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各占一半,一般最少相的含量也许要达到30%。 由于两相组织的特点,通过正确控制化学成分和热处理工艺,使DSS兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。 与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的优势如下: (1)屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍

3、多,且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%,有利于降低成本。 (2)具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力,即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力,尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。 (3)在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的 316L奥氏体不锈钢,而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性,再一些介质中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢,乃至耐蚀合金。 (4)具有良好的耐局部腐蚀性能,与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比,它的耐磨损腐蚀和疲劳

4、腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。 (5)比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低,和碳钢接近,适合与碳钢连接,具有重要的工程意义,如生产复合板或衬里等。 (6)不论在动载或静载条件下,比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力,这对结构件应付突发事故如冲撞,爆炸等,双相不锈钢优势明显,有实际应用价值。 与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的弱势如下: (1)应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢,例如其使用温度必须控制在250摄氏度以下。 (2)其塑韧性较奥氏体不锈钢低,冷,热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。 (3)存在中温脆性区,需要严格控制热处理和焊接的工艺制度,以避免有害相的出现,损害性能。 与铁素体不锈钢相比,

5、双相不锈钢的优势如下: (1)综合力学性能比铁素体不锈钢好,尤其是塑韧性,不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。 (2)除耐应力腐蚀性能外,其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。 (3)冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。 (4)焊接性能也远优于铁素体不锈钢,一般焊前不需预热,焊后不需热处理。 (5)应用范围较铁素体不锈钢宽。 与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的弱势如下: 合金元素含量高,价格相对高,一般铁素体不含镍。 综上所述,可以概括地看出DSS的使用性能和工艺性能的概貌,它以其优越的力学与耐腐蚀综合性能赢得了使用者的青睐,已成为既节省重量又节省投资的优良的耐蚀工程材料。双相不锈钢为什么

6、称双相?奥氏体+铁素体双相不锈钢是指不锈钢中既有奥氏体又有铁素体组织结构的钢种,而且此二相组织要独立存在,含量都较大,一般认为最少相的含量应大于15%。而实际工程中应用的奥氏体+铁素双相不锈钢(习惯称+双相不锈钢或双相不锈钢)多以奥氏体为基并含有不小于30%的铁素体,最常见的是两相各约占50%的双相不锈钢。双相不锈钢英文简写是DSS(Duplex Stainless Steel)。 由于具有+双相组织结构,双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。与铁素体不锈钢相比,+双相不锈钢的韧性高,脆性转变温度低。耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高;同时又保留了铁素体不锈钢的一些特点,如4750C

7、脆性、导热系数高、线膨胀系数小、具有超塑性、有磁性等。与奥氏体不锈钢相比,+双相不锈钢的强度高,特别是屈服强度显著提高,且耐晶间腐蚀、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能有明显的改善。 +双相不锈钢又分为Cr-Ni型和Cr-Mn-N型。目前实际工程最常用的+双相不锈钢是Cr-Ni型,可分为四类,低合金型、中合金型、高合金型及超级双相不锈钢型,见表1-5。 +双相不锈钢的性能主要受和相比例影响,研究结果表明:和相各占50%时,+双相不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和焊接性能。在平衡状态下,+双相不锈钢两相比例主要是由钢中合金元素的含量来决定的即由铬当量(Creq )和镍当量(Nieq )来决定的。 如图1-7

8、,当双相不锈钢加热温度足够时,就会发生-转变,当达到12001300OC时,某些钢种可以呈现单相铁素体,急冷时会出现单相铁素体,冷却速度较慢时,析出的奥氏体量仍有可能不完全。在重新热处理后,新析出的奥氏体称为二次奥氏体2,析出速度相当快,其形态呈针状呈羽毛状。二次奥氏体量随回火温度的提高和保温时间的延长而逐渐增加,而且体积也长大,这种状态的+双相组织一般比较粗大,性能不好。 当加热温度低于10500C时,碳化物可在-相界上形成,由于有相对高铬的铁素体供铬,相对高碳的奥氏体供碳,最易形成Cr23 C6 型碳化物。碳化物的长大消耗了相邻区域的铬量,加之铬在铁素体中的扩散速度很快,于是,这部分原来为

9、铁素体随即转变为奥氏体,这样便形成了碳化物和奥氏体的聚集区。由于双相不锈钢绝大部分为超低碳,所以能析出的碳化物有限,尚不足以在-晶间(相界)上形成网状碳化物。因此,对超低碳双相不锈钢而言,一般不必担心碳化物析出带来的危害。 合金元素的含量直接影响到双相不锈钢的相比例和有关性能。Ni的主要作用是调整双相不锈钢有一个合理的相比例。N是强烈形成奥氏体的元素,在双相不锈钢中,高温时N稳定奥氏体的能力也比Ni大,N还能提高双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能。Cr是保证双相不锈钢有合理相比例的主要铁素体形成元素,随着Cr含量的增加,双相不锈钢耐蚀性也提高.Mo是铁素体形成元素,Mo能提高双相不锈钢的耐孔蚀和

10、缝隙腐蚀性能,但Mo含量较高时,会增加钢的脆性。W是铁素体形成元素,W能提高双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能。Cu能提高钢在还原性介质中的耐蚀性。 在氯化物环境中影响孔蚀主要合金元素是Cr Mo和N,为了描述合金元素含量与腐蚀性能之间的关系,学者们建立了数学关系式,其中应用最普遍的是称之为孔蚀力当量值(PRE)或称孔蚀指数的数学关系式: PRE(PREN)=%Cr+3.3x%Mo+Xx%N (其中 X=1030,通常 X=16) 此关系式只考虑Cr Mo和N的影响时,可表示为PREN; 随后又建立了考虑其他元素的数学关系式。考虑W的影响时,表示为PREW;考虑Mn的影响时,表示为PRE Mn;

11、考虑S P 的影响时,表示为PRE(S+P)。PREW=%Cr+3.3X(%MO+0.5%w)+16x%NPRE Mn=%Cr+3.3x%Mo+30x%N-%MnPRE(S+P)=%Cr+3.3x%Mo+30x%N-123 X%(S+P)这此关系式给出了一个快捷的评估孔蚀抗力的方法。双相不锈钢的国内外应用双相不锈钢已实用化多年,尤其是当代超低碳含氮双相不锈钢克服了焊接方面的一些问题,结合双相不锈钢所具有的耐局部腐蚀和综合力学性能好的一些优点,为焊接结构材料的大量推广应用创造了条件,近年市场销售量增加很快,加之随着超级双相不锈钢的步入市场,扩大了在一些苛刻介质中的应用,使双相不锈钢的应用范围不断

12、拓宽,也积累了不少实际使用经验,为双相不锈钢的选用和新钢种的开发进一步创造了条件。7y2,r+Ftwk%双相不锈钢既有一般不锈钢的共性,也有他本身的特性规律,因此,在双相不锈钢的合理选用方面,除了必须遵循一般不锈钢的选用需要考虑的各种因素外,还需要考虑双相不锈钢的特性规律。,Oadht机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机器人技术,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表本讲座将就双相不锈钢安全使用的几点

13、限制和特殊要求以及在主要领域中的国内外应用作一介绍,其中涉及一些在使用中的失效事例分析,以求有助于双相不锈钢的正确选用。%E7t5G/Y I机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机器人技术,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表1. 双相不锈钢安全使用的几点限制和要求mA k*v!机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机器人技术,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械

14、设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表 需要对相比例进行控制,最合适的比例是铁素体相和奥氏体相约各占一半,其中某一相的数量最多不能超过65%,这样才能保证有最佳的综合性能。如果两相比例失调,例如铁素体相数量过多,很容易在焊接HAZ形成单相铁素体,在某些介质中对应力腐蚀破裂敏感。Qr#m*q机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械

15、加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表需要掌握双相不锈钢的组织转变规律,熟悉每一个钢种的TTT和CCT转变曲线,这是正确指导制定双相不锈钢热处理,热成型等工艺的关键,双相不锈钢脆性相的析出要比奥氏体不锈钢敏感的多。?;w-zW4U.z5C2B机械技术|机械大全|机电行业|机械产品|机械设备|机械配件|机械常识|工程材料|机器人技术|数控技术|机械设计|外贸论坛|外贸信息|机械加工|工程机械|木工机械|通用机械|纺织机械|包装机械|食品机械|仪器仪表双相不锈钢的连续使用温度范围为-50250,下限取决于钢的脆性转变温度,上限受到475脆性的限制,上限温度不能超

16、过300。双相不锈钢固溶处理后需要快冷,缓慢冷却会引起脆性相的析出,从而导致钢的韧性,特别是耐局部腐蚀性能的下降。5_3gP4cH$F机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表高铬钼双相不锈钢的热加工与热成型的下限温度不能低于950,超级双相不锈钢不能低于980低铬钼双相不锈钢不能低于900,避免因脆性相的析出在加工过程造成表面裂纹。不能使用奥氏体不锈钢常用的650-80

17、0的消除应力处理,一般采用固溶退火处理。对于在低合金钢的表面堆焊双相不锈钢后,需要进行600-650整体消应处理时,必须考虑到因脆性相的析出所带来的韧性和耐腐蚀性,尤其是耐局部腐蚀性能的下降问题,尽可能缩短在这一温度范围内的加热时间。低合金钢和双相不锈钢复合板的热处理问题也要同此考虑。需要熟悉了解双相不锈钢的焊接规律,不能全部套用奥氏体不锈钢的焊接,双相不锈钢的设备能否安全使用与正确掌握钢的焊接工艺有很大关系,一些设备的失效往往与焊接有关。关键在于线能量和层间温度的控制,正确选择焊接材料也很重要。焊接接头(焊缝金属和焊接HAZ)的两相比例,尤其是焊接HAZ维持必要的奥氏体数量,这对保证焊接接头

18、具有与母材同等的性能很重要。多层焊的有利,不能采用过低的线能量,TIG焊时必须填丝等?这些都是有别于奥氏体不锈钢的焊接。f*O4Z7(q1JG)T/wg机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机器人技术,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表在不同的腐蚀环境中选用双相不锈钢时,要注意钢的耐腐蚀性总是相对的,尽管双相不锈钢有较好的耐局部腐蚀性能,就某一个双相不锈钢而言,他也是有一个适用的介质条件范围,包括温度

19、、压力、介质浓度、pH值等,需要慎重加以选择。从文献和手册中获取的数据很多是实验室的腐蚀试验结果,往往与工程的实际条件有差距,因此在选材时需要注意,必要时需要进行在实际介质中的腐蚀试验或是现场条件下的挂片试验,甚至模拟装置的试验。t4m%?9czm R4F/AK中国机械论坛(中国机械行业门户社区)2.中性氯化物环境在加工工业中经常使用含有少量氯离子的淡水作为冷却水,导致在使用304L,316L等奥氏体不锈钢时,有产生应力腐蚀破裂(SCC)的危险,这方面的损坏事例是相当多的,而双相不锈钢正是可以代替常用的奥氏体不锈钢解决这一问题,尤其适用于由孔蚀引起的SCC场合.e_L)_g_机械技术,机械大全

20、,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机器人技术,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表影响氯化物SCC的主要因素是:H6PL*Y S b机械技术|机械大全|机电行业|机械产品|机械设备|机械配件|机械常识|工程材料|机器人技术|数控技术|机械设计|外贸论坛|外贸信息|机械加工|工程机械|木工机械|通用机械|纺织机械|包装机械|食品机械|仪器仪表在特殊环境-材料组合的条件下,产生SCC的临界应力.d:cl&nHBO介质的浓

21、度,pH值,介质氧化还原的性质,特别是溶氧或其他氧化杂质. %Xnw机械技术|机械大全|机电行业|机械产品|机械设备|机械配件|机械常识|工程材料|机器人技术|数控技术|机械设计|外贸论坛|外贸信息|机械加工|工程机械|木工机械|通用机械|纺织机械|包装机械|食品机械|仪器仪表温度:随温度升高,SCC倾向加重,产生SCC的临界温度值是重要的参数,但也不是绝对的,还受其他因素的制约,例如通常认为60是300系不锈钢的SCC临界温度,但是在pH值很低的情况下,316钢可以在远低于60就发生SCC.TpO70EJ机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机器人技术,机械常识,机械技

22、术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表正是由于影响SCC的因素复杂,因此,在考虑双相不锈钢的使用条件时,除了实验室的各种SCC数据和性能曲线外,值得重视的是实际使用的经验极其与实验室的SCC数据的对比与汇总.瑞典针对在通气的中性氯化物溶液中大量使用的SAF2304,SAF2205以及Sanico28钢作了氯离子浓度与温度关系的汇总图.jtceON$kyks温度是一个很重要的参数,在较宽的Cl浓度范围内SCC是否发生取决于温度,在通气的氯化物环

23、境中几种双相不锈钢和奥氏体不锈钢的产生SCC的临界温度值分别为:I2iaw.T6uv中国机械论坛(中国机械行业门户社区)钢种 临界(极限)温度2IrU,f#?-QY.z机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机器人技术,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表304/304L 60!m 316/316L 60-x.K4kmg*yU机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,机械技术,

24、机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表SAF 2304 (00Cr23Ni4N) 1502h!t1s2|R&+X机械技术|机械大全|机电行业|机械产品|机械设备|机械配件|机械常识|工程材料|机器人技术|数控技术|机械设计|外贸论坛|外贸信息|机械加工|工程机械|木工机械|通用机械|纺织机械|包装机械|食品机械|仪器仪表3RE60 (00Cr18Ni5Mo3Si2) 175wSAF 2205(00Cr22Ni5Mo3N) 175-200中Sani

25、cro 28 (00Cr27Ni31Mo3.5Cu) 200-250降低氧含量将显著提高临界温度值,根据试验数据和实际使用经验,3RE60钢在高于175不发生SCC的Cl、O浓度关系为:ClO40ppm2 . Dn ?g /l(Z机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表以上数据对双相不锈钢在中性氯化物环境中的选材有参考价值。有关文献根据一些厂家提出的双相不锈钢供货的指导

26、意见,汇总出双相不锈钢氯化物SCC的判据如下:#y%eTHU,ZQi机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表 环境 结果;Y1o#1ma机械技术|机械大全|机电行业|机械产品|机械设备|机械配件|机械常识|工程材料|机器人技术|数控技术|机械设计|外贸论坛|外贸信息|机械加工|工程机械|木工机械|通用机械|纺织机械|包装机械|食品机械|仪器仪表18Cr型0.1-1% C

27、l,7-10ppm O 175无破裂中20ppm Cl,1ppmO 295无破裂*w54ml0b9bh-A机械技术|机械大全|机电行业|机械产品|机械设备|机械配件|机械常识|工程材料|机器人技术|数控技术|机械设计|外贸论坛|外贸信息|机械加工|工程机械|木工机械|通用机械|纺织机械|包装机械|食品机械|仪器仪表100ppm Cl 200无破裂nMh,h机械技术|机械大全|机电行业|机械产品|机械设备|机械配件|机械常识|工程材料|机器人技术|数控技术|机械设计|外贸论坛|外贸信息|机械加工|工程机械|木工机械|通用机械|纺织机械|包装机械|食品机械|仪器仪表22Cr型100ppm Cl 2

28、00无破裂e超级双相不锈钢100ppm Cl,通气 200无破裂Z8ff*C9 1z机械技术|机械大全|机电行业|机械产品|机械设备|机械配件|机械常识|工程材料|机器人技术|数控技术|机械设计|外贸论坛|外贸信息|机械加工|工程机械|木工机械|通用机械|纺织机械|包装机械|食品机械|仪器仪表纸浆生产中的“白液” 在屈服应力下150无破裂30%NaCl,110 在90%屈服应力下30d无破裂zt,p$X%1%NaCl,pH 4.8,5-10ppm O 在屈服应力下250无破裂国内外积多年的使用经验,双相不锈钢在中性氯化物的介质中,尤其大量用作接触含Cl机冷却水的热交换器的管材,损坏事例不多,但

29、是在有氯离子富集处或是含有H2S的酸性氯化物溶液中也会出现应力腐蚀破裂现象。此外,值得注意的是问题往往发生在制造工艺不恰当或是选材不配套而使设备失效的,举例如下:冷却水的热交换器的管材,损坏事例不多,但是在有氯离子富集处或是含有H2S的酸性氯化物溶液中也会出现应力腐蚀破裂现象。此外,值得注意的是问题往往发生在制造工艺不恰当或是选材不配套而使设备失效的,举例如下:中国机械论坛(中国机械行业门户社区)一是一台聚乙烯混合气体冷却器,采用SAF 2205换热管,304L的管板,壳程介质为含10v0ppm Cl的淡水。短期使用后发现始于管与管板间的缝隙腐蚀导致304L管板产生SCC损坏,这是选材不配套造

30、成的失效。Z 另一是一台反应器的同心盘管,8个月使用后,在管外壁的弯曲部位(拱背)出现SCC裂机纹。冷凝水含Cl很低(10ppm,操作温度220。检查发现断裂发生在高塑性的形变区,硬度由250HV提高到420HV,这是由于弯管(管外径60mm)时的强烈冷变形导致残余拉应力过高,在高温含Cl环境中引起的SCC。管芯在装配前应进行消除应力处理。2. 炼油工业 ? HA-Ce这是双相不锈钢使用较多的领域之一,主要用在常减压蒸馏,催化裂化和加氢脱硫等装置。国内外都有成功的使用经验,也存在失效的事例。Qf?j;)j1Q机械技术|机械大全|机电行业|机械产品|机械设备|机械配件|机械常识|工程材料|机器人

31、技术|数控技术|机械设计|外贸论坛|外贸信息|机械加工|工程机械|木工机械|通用机械|纺织机械|包装机械|食品机械|仪器仪表常减压装置在塔顶的低温轻油部位及冷凝冷却系统处于温度120的 HCl-H2S-H2O腐蚀环境,尤其在炼制含盐、含硫高的原油时,Cl含量最高可达2000-4000 mg/L,一般为100 mg/L左右,H2S一般为32-65 mg/L,在此环境中碳钢会产生严重的均匀腐蚀,0Cr13表现为点蚀,奥氏体不锈钢则为应力腐蚀破裂。当采用原油深度脱盐及综合工艺防腐后,Cl可控制在20-30mg/L ,H2S32mg/L,如果油品较杂,破乳剂不能很好适应时,脱盐达不到控制的Cl含量,仍

32、会带来设备的腐蚀问题。早在70年代采用鲁宁输油管线油的南京炼油厂和济南炼油厂在这一系统中即采用了00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢,主要集中用于常减压塔顶衬里(或复合板),塔内构件,常顶空冷器,减顶增湿空冷器,减顶后冷水冷器管芯,油水分离器衬里等,取得良好的使用使用效果,最长的已使用20年。典型介质条件(以减顶冷凝水为例):pH:7-8.3,Cl:16.51-499mg/L,一般150mg/L,H2S: 52.7-175.93mg/L(最高1055mg/L)电 80年代以后,在沿海的天津炼油厂先后使用了4台00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢的减顶后冷水冷器管芯,现在仍在服役。 使用

33、最多的当属现在的镇海炼化公司,该公司是我国最大的炼油基地,加工能力为1600万吨,进入世界百强.该公司早在80年代就使用了4台00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢的减压塔一,二级抽空冷却器管束的换热管.1998年在800万吨/年常压塔塔顶部位全部换用了2205+20R复合板, 8台减压塔顶冷凝冷却器的管芯全部使用了国产2205焊管和2205+16MnR复合板管板,已连续运行5年.4M5Y!cK. yd催化裂化装置PWy1a,lA?机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机

34、械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表原油中除盐、硫等杂质外,在二次加工原料油中还含有0.5%以上的氮化合物,经催化剂作用热解后,在催化裂化的分馏和吸收稳定部位出现HCN-H2S-H2O的腐蚀环境。国内南京、济南等炼油厂先后用00Cr18Ni5Mo3Si2钢制作了催化吸收解吸塔的衬里,塔盘板和浮伐等,取得了良好的使用效果。国外在催化裂化装置的汽油再热器使用3RE60(与国产00Cr18Ni5Mo3Si2钢相当)钢。加氢裂化,加氢处理装置54p7zFX4TBq机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,

35、机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表80年代以来国外采用3RE60和SAF 2205(与国产的00Cr22Ni5Mo3N钢相当)钢用作加氢裂化,加氢脱硫等二次加工装置中的空冷器,热交换器等的管束、管板和封头的较多,这方面既有不少成功的经验,也有失败的事例,国内采用的不多。这些设备处于H2S-H2-NH3-H20并含有Cl的环境,也是湿H2S的系统。械技术在加氢裂化装置中空冷器的腐蚀是比较严重的, (Cv&Jo中国机械论坛(中国机械行业

36、门户社区)瑞典自1983年开始有10台空冷器使用的是SAF 2205钢,流出物的KP值(流出物的腐蚀系数KP=mol%NH3mol%H2S)范围为0.1-1,Cl20ppm,压力12MPa,入口流速6 m/s,入口温度130,设备经数年的运行,没有发生腐蚀或磨损腐蚀。美国在California一个炼油厂的三台热交换器管芯陆续都使用了3RE60钢,1992年检查时,情况良好。另一家US石油公司的几台空冷器(工艺物流中含65-85%H2,炭氢化合物,H2S,5-8MPa,110-205 )已使用了8-11年,其上游和下游的几台热交换器也同样未发生问题。但是也有失败的事例,美国另一炼油厂的3RE60

37、钢热交换器,管程入口温度285,维持210,从低压分离器来的液体组分进入壳程的温度88,维持220,管程压力11.5MPa,壳程压力0.6MPa。该设备于1994年使用3年后泄漏,裂纹出现在近管板处的管子内外壁上。经分析管外壁为FeS腐蚀产物所覆盖,Cl高达1%,管内壁较干净,只有少数点坑。外壁裂纹较少,属氯化物应力腐蚀破裂,内壁裂纹多,属硫化物应力腐蚀破裂(SSCC)。 q| Z(cA 其他在中东,东欧个别炼油厂的3RE60空冷器运转几年后,于1992年也出现了类似问题,裂纹均发生在管与管板焊接处的热影响区,该处的铁素体量分别高达100%和75%,这样的组织必然对氢致开裂(HIC)敏感。通观

38、这几个失效事例,多数都是与设备制造技术有关,但是看来双相不锈钢尽管有多年的使用经验,在加氢系统中尚未建立起安全可靠的使用介质的上限条件也是一个原因。3.石油化学和化学工业-|?X机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表石油化学和化学工业腐蚀环境的特征是反应温度较高,介质中常含有高浓度或中等浓度的氯化物,容易诱发不锈钢的应力腐蚀破裂。在这一领域中不仅使用双相不锈钢,更多的

39、还要使用超级双相不锈钢。氯乙烯生产装置4Y2g_#hg8W(CQ1O机械技术|机械大全|机电行业|机械产品|机械设备|机械配件|机械常识|工程材料|机器人技术|数控技术|机械设计|外贸论坛|外贸信息|机械加工|工程机械|木工机械|通用机械|纺织机械|包装机械|食品机械|仪器仪表氧氯化法生产氯乙烯的腐蚀环境是相当苛刻的,各种级别的双相不锈钢用于制造该装置中的容器,热交换器和管道系统,最苛刻的腐蚀条件是接触盐酸,超级双相不锈钢多用制关键设备如氧氯化反应器,HCl冷却器和氯乙烯塔等。 国内齐鲁石化公司的氧氯化反应器中冷却盘管采用的是进口的SAF 2205钢管,在本网站已有该公司的详细介绍文章,我国没

40、有使用超级双相不锈钢,使用结果如何,有待进一步观察.)Sz5e3kIqWb0r$uX机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表氧氯化反应器为盘管式,二氯乙烷与HCl在催化剂作用下反应生成氯乙烯,介质条件:管程:水壳程:HCl,水蒸汽,二氯乙烷,230,0.2MPaF,Mnyr8Zjg机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,机械技术,机械大全,

41、机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表从氧氯化反应器出来的气体经急冷和洗涤后,进入预冷凝器(空冷器),带有铝制翅片的管束国外多由3RE60钢或2205钢制造。氯乙烯再沸器也如此,管内走EDC,含微量盐酸,100,1.2MPa;壳程通蒸汽200-230,1.3MPa。3RE60钢5年无损坏。G gE C甲醇合成反应器甲醇是重要的基本有机化工原料,是一炭化学的重要产品,也是合成气化学加工的起点还可作溶剂,车用燃料等。80年代初期国内国内已建低压合成甲醇试验装置

42、,至今以煤为原料的20万吨大型合成甲醇装置早已投产运行数年,其他几十套中小型的装置都在生产。甲醇合成反应器是国内使用双相不锈钢管最多的设备,小型反应器的触媒管多由00Cr18Ni5Mo3Si2 钢制造,大中型的则使用00Cr22Ni5Mo3N钢。使用条件:.c5pE管程:CO,H2,CH3OH合成气,265,5.2MPaF5A/T a中国机械论坛(中国机械行业门户社区)壳程:蒸汽,脱盐水,250-265,3.9-5.1MPa$bs I,x0H机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控

43、技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表双相不锈钢的高压设备使用10年无腐蚀. 国外除反应器外,其他如物料/流出物热交换器,管路系统等也都使用双相不锈钢。K/3kVuFjB 醋酸等有机酸的生产装置Eo/Hf;D双相不锈钢在有机酸中有较好的耐腐蚀性,在醋酸生产中往往加入各种盐类的触媒,即使是超级双相不锈钢也不耐含Fe3+,Cu2+氧化性离子的氯化物触媒的腐蚀,但在用还原性触媒如MnCl2,MnAC(醋酸锰)的醋酸中,SAF2507却有好的耐腐蚀性。x;IAb/F*eDp机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械

44、配件,机器人技术,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表在生产对苯二甲酸二甲脂时,采用NaBr和MnAC的触媒,工艺中醋酸也是双产品,它回收后的浓度可达90%,125,使用904L和825合金都不是很理想,超级双相不锈钢Zeron100和SAF 2507可用作第一冷却器和触媒再生设备。在甲醛生产介质中SAF 2507钢有很好的耐腐蚀性,优于904L和含6%Mo的高合金奥氏体不锈钢,可用作塔器和蒸发器,使用条件:&y5lgw6u

45、X Y)jp机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,机械技术,机械大全,机电行业,机械产品,机械设备,机械配件,机械常识,工程材料,数控技术,机械设计,外贸论坛,外贸信息,机械加工,工程机械,木工机械,通用机械,纺织机械,包装机械,食品机械,仪器仪表管程:甲醛,微量甲酸,200,0.8MPa壳程:蒸汽,230,1.7MPa2Q)QaDDIU-l中国机械论坛(中国机械行业门户社区)德士古水煤浆加压气化装置德士古气化装置的后续设备其中有生产甲醇的装置,已如前述.气化装置中的中压闪蒸罐顶冷凝器也是使用双相不锈钢管多的设备.目前上海三联供工程在该两台设备上使用的都是进口的SAF 2205钢管,在天津天辰化工设计院选用该钢时,它的使用条件已近2205钢的使用临界条件(参见讲座(4),但是在保证母材和焊后热影响区合适相比例时,经过近8年的使用,多次检查,没有发

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