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国内外双相ManBetx的应用分析

来源:至德钢业 日期:2020-09-29 04:29:20 人气:117

 双相ManBetx的实用化已经有近三十年的历史,尤其是当代超低碳含氮双相ManBetx克服了焊接方面的一些问题,结合双相ManBetx所具有的耐局部腐蚀和综合力学性能好的一些优点,为作为焊接结构材料的大量推广应用创造了条件,近十几年市场销售量增加很快,加之随着超级双相ManBetx的步入市场,扩大了在一些苛刻介质中的应用,使双相ManBetx的应用范围不断拓宽,也积累了不少实际使用经验,为双相ManBetx的选用和新钢种的开发进一步创造了条件。


 国外双相ManBetx已广泛地应用于各工业领域,诸如纸浆和造纸、陆上和海上的油气 工业、化学加工工业、运输业(化学品船和槽车)、制药和食品工业以及建筑业等,多用于制造反应容器,各种工业设备和输送管道等。在大多数应用中,双相ManBetx被认为是具有性能成本效益的材料,填补了普通奥氏体manbetx998管如316LManBetx和高合金奥氏体ManBetx之间的空白。


 尽管一般认为使用双相ManBetx是因为它们有耐化学产品的腐蚀性能,例如尿素和化肥生产、有机酸生产以及含硫化氢天然气的加工等遇到的一些介质,但最重要的应用是用在那些奥氏体ManBetx不具有足够耐孔蚀和应力腐蚀断裂性能的含氯离子热水溶液介质中,诸如热交换器、冷凝器和各种容器等设备。以下是双相ManBetx在各工业领域应用的例子:


一、中性氯化物环境


 双相ManBetx在加工工业中应用广泛,特别适用于有可能产生局部腐蚀的环境。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ManBetx时产生应力腐蚀破裂(SCC)的危险,而双相ManBetx恰恰可以代替常用奥氏体ManBetx解决这一问题,尤其适用于由孔蚀引起的应力腐蚀破裂的场合,因此可以说,在诸多的应用当中双相ManBetx在这方面的应用是首要的。


二、炼油工业


 这是双相ManBetx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。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就采用了00Cr18Ni5Mo3Si2双相ManBetx,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、减顶增湿空冷器等,取得良好的使用效果。


 80年代以后,在沿海的天津炼油厂和镇海炼油厂陆续各使用了4台00Cr18Ni5Mo3Si2双相ManBetx的减顶后冷水冷器管心。80年代以来国外采用3RE60和SAF2205双相钢(与国产的00Cr22Ni5Mo3N钢相当)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。


三、化学和石化加工工业


 这一领域涉及的范围很宽,工况情况复杂,介质多种多样,也是使用双相ManBetx较早和较多的领域。它一方面是利用自身的耐腐蚀能力,特别是耐应力腐蚀能力强的特点。在高温高浓度醋酸介质条件下,使用高合金奥氏体ManBetx,甚至耐蚀合金都不是很理想,超级双相ManBetx却可用制冷却器,触媒再生设备等。尤其在含氯离子的环境下,奥氏体ManBetx304L和316L因应力腐蚀断裂无法使用,而双相ManBetx却能解决问题,例如在聚氯乙烯生产中回收末反应的氯乙烯单体的设备,氧氯化法生产氯乙烯的反应器等,都采用2205或超级双相ManBetx。在化工和石化这一领域类似的许多塔器、热交换器、冷却器等也都是双相ManBetx的很好的用途。另一则是利用它的高强度特点,这反映在制造各种储槽、容器、反应器等,可以减轻重量。


 国内在这一领域应用较多,诸如20万吨的大型和多套中小型的甲醇合成反应器的触媒管都是采用双相ManBetx。此外,用含氯离子水的换热设备使用的也较多,例如尿素装置中二氧化碳压缩机三段冷却器原使用的304L奥氏体ManBetx管束1个月后即因废力腐蚀断裂而泄漏,双相ManBetx可用5年以上。在部分大型尿素生产厂的关健设备—甲铵泵泵体(大锻件)以及高压截止阀内件都是使用耐腐蚀疲劳或耐磨损腐蚀的双相ManBetx,国内也在供应。


四、石油和天然气工业


 这是国外应用双相ManBetx的主要领域之一,目前铺设的油气输送管线已大于854km。其中400km属于海上油气田,这方面的开发前景很大,绝大多数采用2205牌号。80年代以来双相ManBetx在酸性气和油的生产中用量逐渐增多,主要用作生产管衬里、岸上和近海的管道系统以及热交换器等,尤其是在天然气的生产中,固溶态和冷加工态的双相ManBetx多数面临的是含有大量的氯离子、二氧化碳和一些硫化氢的环境,即所谓的酸性环境,但也有不含硫化氢,含有氯离子、二氧化碳,其分压高达6MPa,即所谓的“甜气”。


 在含有氯离子的湿二氧化碳环境中,双相ManBetx是一个理想的材料,可耐高流速的磨损腐蚀,能够代替加缓蚀剂的碳钢使用,用于井上管道系统,减少可观的材料重量。


 超级双相ManBetx也已经在油、气工业中使用,如UR52N+已用在北海油田的油气集合管和输送管线上,SAF2507超级双相manbetx998用在阿拉斯加、北海、墨西哥湾等地的油气井生产、海上采油平台设施以及油气输送管线等,多用在没有缓蚀剂的苛刻酸性环境。国内仅南海油田少量使用,全部进口。


六、纸浆和造纸工业


 双相ManBetx在纸浆和造纸工业中的应用已经有三十几年的历史了,3RE60钢最早就是在这一领域起步应用的。除3RE60钢外,其他如SAF2205(UR45N)、UR47N(00Cr25Ni6.5Mo3N)、UR52N+(00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN)等都已获得了应用。主要是利用双相ManBetx优秀的力学性能、耐磨损腐蚀和空泡腐蚀、耐腐蚀疲劳以及耐应力腐蚀等的特点。制造纸浆和造纸工业用的木屑预蒸器、间歇式和连续式纸浆蒸煮器,造纸压力滚筒机和回收设备等,都得到了良好的使用效果。


七、化肥工业


 随着双相ManBetx的发展,在尿素和磷肥工业中的应用逐渐增多。尿素工业中多用变形材,磷肥工业中多用铸件。针对双相ManBetx在尿素中的应用,日本开发了尿素专用双相ManBetx牌号DP-12,是含有微量钨和铜的25Cr-7Ni-3Mo-N的超低碳钢,用于大中型装置上气提塔的气提管、高压冷凝器的冷凝管、高压分解塔的分解管以及输送管道等。


 从80年代开始,我国就已经开始研究和使用双相ManBetx在尿素介质中的应用。目前国内尿素厂大多使用00Cr18Ni5Mo3Si2钢,也有一些厂家使用00Cr25Ni6Mo2N钢。Cr18型钢虽然不能通过Huey法的检测,但是价格相对较低,寿命高于以往使用0Cr18Ni12Mo2Ti或316钢。


八、海水环境


 海水是自然环境中腐蚀性最强的一种介质,尤其是在金属表面黏附有微生物层时,使其腐蚀电位增加,因此也增加产生了孔蚀和缝隙腐蚀的危险性。对于热海水介质,微生物层的增厚会导致海水热交换器的热效率损失。早在70年代日本就开始使用329J1和NTK R-4(00Cr25Ni5Mo1.5~2.5含氮(或不含氮)的钢制造化工厂用或船用海水热交换器或海水冷却器管束。


 国内于1986年采用00Cr25Ni7Mo3WCuN双相ManBetx制造了一台用于乙烯装置的催化剂再生冷却器。目前就热海水用钢而言,大多数都是使用25Cr-3Mo型的双相ManBetx。


九、能源与环保工业


 北美、欧洲和日本等国家为了减少发电厂煤的燃烧对大气造成的污染,防止酸雨,自80年代末期广泛采用FGD(烟气脱硫)法脱去燃烧气体中的硫。FGD装置中的一些重要部件,如容器、风扇叶片、搅拌器、泵、阀和离心机等就是用双相ManBetx制备的,以防止氯化物腐蚀和防止苛刻的磨粒磨损和泥浆的磨损腐蚀。


十、轻工和食品工业


 在这一领域中多使用低牌号的Cr18型和Cr22型双相ManBetx,国内主要用在盐化工装置上,国外多用在食品工业上。


 由于00Cr18Ni5Mo3Si2钢在中性氯化物溶液中有较好的耐孔蚀和缝隙腐蚀的能力,利用这一特点,国内开发了该钢在真空制盐和盐硝联产装置上的应用。双相ManBetx用于大型真空制盐装置国内已有成熟的经验。


 国外将3RE60钢用于人造奶油冷却器的盘底,发酵罐的加热/冷却盘管和制药蒸馏塔,用SAF2205双相manbetx998用于制造植物油热交换器的管束。


十一、高强度结构件


 双相ManBetx具有比奥氏体ManBetx更高的强度,许多欧洲国家利用双相ManBetx的高强度特性将其用于醋酸、羰基化工艺生产过程中的压缩机与反应器之间的连接管道系统。


 双相ManBetx作为结构件多数用在如油气井的仪表管路,录井钢丝,油气集合管道,油气分离器以及工艺管道等;滨海采油平台上钻井架的张拉系统,工艺管道,消防系统的管道等;海底输送流体的管道,潜水器,船用螺旋推进器,锚的支撑板以及海上或陆上运输的驳船,槽车等。双相ManBetx能够满足这些构件既要求强度又要求耐腐蚀性的需要。


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本文标签:双相ManBetx 

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