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我國雙相不銹鋼管的發(fā)展

發(fā)布時(shí)間:2021-04-27

近十年來(lái)有關(guān)國家如美國,南非等研究以錳代鎳雙相不銹鋼的開(kāi)發(fā),但除鑄件外,所開(kāi)發(fā)的新鋼種多具有介穩的奧氏體,藉冷變形后馬氏體的轉變 提高強度,很難作焊接件使用,也很難適應某些環(huán)境,例如會(huì )產(chǎn)生應力腐蝕的環(huán)境,這樣使用很局限。近年瑞典開(kāi)發(fā)的低錳低鎳雙相不銹鋼則比較成熟,目標明確,為了節鎳以取代用途很廣的304,甚至可能代替價(jià)格與304相當,目前使用并不廣的2304雙相不銹鋼,具有實(shí)際推廣的價(jià)值,值得注意。

 

瑞典Avesta Polarit AB開(kāi)發(fā)的LDX 2101 雙相不銹鋼管(21.5%Cr,5%Mn,1.5%Ni,0.22%N),由于提高了鋼中的氮,獲得了穩定的奧氏體,相的平衡與組織穩定性都較好,對金屬間相的析出不敏感,在析出最敏感的溫度650℃,保溫10h后的沖擊值才降至50J,其組織穩定性較2205鋼好。該鋼的強度高,耐腐蝕性與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(jìn)行工業(yè)試制,在A(yíng)OD/CLU爐精煉后進(jìn)行連鑄,生產(chǎn)長(cháng)材鑄胚和板胚,只是目前尚未大量推廣應用,鑒于它具有較好的綜合性能,潛在的用途范圍很寬,尤其用作結構件很有前途,例如可代替 2205雙相不銹鋼用作橋梁結構,還可用制混凝土中的鋼筋,解決在有氯離子污染環(huán)境中材料的腐蝕問(wèn)題,此外,還可取代304和316鋼制造容器、塔器、熱水貯罐和加熱器等。

 

從世界不銹鋼的消耗量來(lái)看,雙相不銹鋼只占很少的份額,它的價(jià)格還是較高的,從價(jià)格比來(lái)看:若304,304L為1,則 316L為1.3,而2205則為1.6,說(shuō)明要想增加雙相不銹鋼的市場(chǎng)份額,應當有更廉價(jià)的,能與應用最普遍的304(304L)鋼相競爭的新鋼種還是有價(jià)值的,當然這方面還有許多工作要做。

 

值得一述的還有含錳超級雙相不銹鋼管的開(kāi)發(fā),在德國開(kāi)發(fā)了含25%Cr,6%Mn,6%Ni,3%Mo,2%W和~0.5%N,還有Cu的高合金鑄鋼,該鋼靠固溶強化,0.2可達到550MPa,比含0.15%N的類(lèi)似鋼種高出近70MPa,臨界孔蝕溫度(CPT)達到70℃,耐磨損腐蝕性能好。在奧地利也開(kāi)發(fā)了BO A920(26%Cr,7%Ni,3%Mn,4%Mo,0.35%N)超級雙相不銹鋼,PREN值達45,0.2為~600MPa,AK為100~200J,適合用制小尺寸高速運轉的部件。這兩種鋼目前還處于試驗室階段。

 

一:化學(xué)和石化加工工業(yè):

 

這一領(lǐng)域涉及的范圍很寬,工況情況復雜,介質(zhì)多種多樣,也是使用雙相不銹鋼較早和較多的領(lǐng)域。目前20萬(wàn),的大型和多套10萬(wàn)t以下的中小型的甲醇合成反應器的觸媒管都是采用雙相不銹鋼,大中型裝置采用2205鋼管,使用進(jìn)口管較多,小型裝置多采用18-5Mo型國產(chǎn)鋼管。 齊魯石化公司氯乙烯裝置的氧氯化反應器中的冷卻蛇管的介質(zhì)條件(HCI,水蒸汽)苛刻,目前已使用進(jìn)口的2205雙相不銹鋼管,使用結果有待觀(guān)察。乙烯裝置的催化劑再生冷卻器采用國產(chǎn)類(lèi)似DP3鋼的00C25Ni7Mo3WCuN雙相不銹鋼做海水冷卻器管,海水出口溫度40t,至今已間歇使用15年,效果很好。 河南煤化工廠(chǎng)的粉煤氣化裝置的數臺冷卻器都是采用進(jìn)口2205鋼管制造。未來(lái)5年中國石化工業(yè)發(fā)展迅速,在建、擬建大型石化項目遍布全國,按照目前掌握的在建工程和計劃建設的項目,而2005年石化行業(yè)對不銹鋼管的年需求量約為1.6萬(wàn)t。隨著(zhù)國產(chǎn)不銹鋼產(chǎn)品質(zhì)量的提高及特殊牌號產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),未來(lái)的5年中國內石化工業(yè)方面不銹鋼的應用將會(huì )不斷增加。

 

二:石油和天然氣工業(yè):

 

這是國外應用雙相不銹鋼的主要領(lǐng)域之一,目前鋪設的油氣輸送管線(xiàn)已有1000km。國內只有南海油田少量使用,全部進(jìn)口。另外,西氣東輸工程西起塔里木盆地的集氣管線(xiàn)考慮要用雙相不銹鋼焊管,國內已有條件生產(chǎn)和制造。煉油工業(yè)是最早使用國產(chǎn)雙相不銹鋼的部門(mén),在南京、鎮海、天津、濟南等煉化公司多集中用在常減壓蒸餾塔的塔頂襯里(或復合板)、塔內構件、空冷器和水冷器等,最長(cháng)的已使用20年。 對小規格雙相不銹鋼無(wú)縫管的生產(chǎn),國內已比較成熟,當前急需解決的是較大規格的無(wú)縫管和焊管的生產(chǎn),生產(chǎn)工藝有待開(kāi)發(fā)。此外,如何將雙相不銹鋼產(chǎn)品的價(jià)格降下來(lái),也事關(guān)國內雙相不銹鋼的發(fā)展。固然擴大產(chǎn)量,生產(chǎn)對路適銷(xiāo)產(chǎn)品很重要,不容忽視的是要采用新技術(shù)新工藝,采用氧化鉬球代替金屬鉬,氧化鎳代替金屬鎳,降低冶煉成本,推廣采用雙相不銹鋼連鑄技術(shù),提高成材率等。

 

三:在化肥工業(yè)的應用:

 

化肥工業(yè)采用國產(chǎn)0Cr25Ni6Mo3CuN時(shí)效強化雙相不銹鋼,利用其耐磨損腐蝕性能,用于尿素裝置主工藝管路多種規格的高壓截止閥的內件等,效果不錯。目前生產(chǎn)尿素的CO2氣提法和NH3氣提法采用的多是高合金奧氏體不銹鋼,甚至鈦材,國內已開(kāi)始在大型尿素裝置的甲銨泵泵體上采用高鉻雙相不銹鋼以代替316L(尿素級)鋼。80年代以來(lái),日本東洋工程公司開(kāi)發(fā)的ACES法尿素新工藝中氣提塔、甲銨冷凝器和高壓分解塔三臺高壓設備都采用了DP-12(含有微量鎢和銅的25Cr-7Ni-3Mo-N鋼)和R-5(00Cr25Ni6.5Mo1.5N)雙相不銹鋼,前者用于制造氣提管、冷凝管、分解管和輸送管道等,后者則用于高壓設備的殼體。2005年石化行業(yè)對不銹鋼管的年需求量約為7800t,預計2010年將增加到 9600 t。不銹鋼的國家標準已有十多年沒(méi)有修訂,在修訂國標時(shí)必須考慮雙相不銹鋼的納標和修訂。國外對于占產(chǎn)量80%的2205牌號專(zhuān)門(mén)制訂了產(chǎn)品出廠(chǎng)檢驗的用戶(hù)驗收標準,我們也應考慮引進(jìn)和吸收,充實(shí)現有的檢驗方法和標準,以促進(jìn)雙相不銹鋼的生產(chǎn)和定貨。另外,大力開(kāi)拓雙相不銹鋼的工業(yè)用與民用的潛在市場(chǎng)(如建筑業(yè)結構、橋梁、混凝土用鋼筋;如制造業(yè)容器、儲罐、化學(xué)品運輸船、快艇、槽車(chē);又如家用設施高位水箱、電熱水器、住房水汽配管等),并研制、試用、推廣國外開(kāi)發(fā)的又適合我國國情(缺鎳少鉻)的一些新品種(如低鎳節約型雙相不銹鋼),相信中國推廣雙相不銹鋼有著(zhù)非常廣闊的應用前景。


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