压力管道材料(第四章3).ppt

* 1.3 铬钼钢（即合金钢） 为了提高钢的机械性能、工艺性能或物理、化学性能，人为地在钢中 加入一些合金元素，以适应一些特定条件的需要，这种钢就叫合金钢。 合金钢根据用途不同可分为三大类，即: 合金结构钢:合金结构钢又分为普通低合金钢、易切钢、渗碳钢、调质 钢、弹簧钢和滚动轴承钢。 合金工具钢:合金工具钢又分为刀具钢、模具钢、量具钢。 特殊性能钢:特殊性能钢又分为不锈钢、耐热钢和耐磨钢。 压力管道常用的是普通低合金钢、调质钢（用于紧固件）、弹簧钢（ 用于弹簧支吊架和阀门）、不锈钢（用于各种腐蚀工况）、耐热钢（用 于高温工况下）五类。其中不锈钢作为特殊的合金钢具有很多特点（常 用的材料标准有GB9948、GB5310、GB6479、GB/T3077、GB/T1221 等）。有关使用限制条件有以下几点： （l）碳钼钢（C-0.5M。）在468℃温度下长期工作时，其碳化物有转化 为石墨化的倾向。因此限制其最高工作温度不超过468℃。 （2）在均匀腐蚀环境下工作时，应根据腐蚀速率、使用寿命和经济性进 行选材，同时给出足够的腐蚀余量。 （3）临氢操作时，应考虑发生氢损伤的可能性。 1.4 不锈钢（铬钼钢） (1)不锈钢种类 1)按化学成分可分为：铬不锈钢和铬镍不锈钢。 2)按使用状态下钢的组织类型可分为：铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢 、奥氏体-铁素体双相型不锈钢、马氏体型不锈钢等。 ①铁素体型不锈钢：这类钢具有单相铁素体组织，具有耐蚀性好、塑性好 、强度低等优点。典型的铁素体型不锈钢是1Cr17。 ②奥氏体型不锈钢：这类钢室温下具有单相奥氏体组织，具有优良的力学 性能、耐蚀性和良好的塑性等特点。典型的奥氏体型不锈钢是0Cr19Ni9。 ③奥氏体-铁素体双相型不锈钢：当钢中含有5～20%铁素体时，由于铁素 体大多沿晶界形成，含铬量又较高，因此敏化处理后所导致的贫铬程度不 足以产生晶间腐蚀。典型的奥氏体-铁素体双相型不锈钢是: 1Cr17Mn9Ni3Mo3Cu2N、 0Cr26Ni7Mo3CuSiN。 ④马氏体型不锈钢：这类钢具有较高的力学性能和适中的耐蚀性能等。 典型的马氏体型不锈钢是1Cr13、2Cr13和3Cr13。 * (2) 压力管道中常用的不锈钢材料标准主要有GB/T14976、GB/T4237、GB/T4238、GB/T1220等。其共性的使用 限制条件有以下几点： l）在高温H2＋H2S介质环境下工作时，应根据Nelson曲线和Couper曲 线确定其使用条件。 2）含铬12％以上的铁素体和马氏体不锈钢在400～550℃温度区间内长 期工作时，应考虑防止475℃回火脆性破坏。这个脆性表现为室温下材料 的脆化。因此在应用上述不锈钢时，应将其弯曲应力、振动和冲击载荷 降到最少，或者不在400℃以上温度下使用。 3）含铬16％以上的高铬不锈钢和含铬18％以上的高铬镍不锈钢在540～ 900℃温度区间长期工作时，应考虑防止产生σ相析出，从而引起室温下 材料的脆化和高温下材料蠕变强度的下降。这种现象可以通过将其加热 至1000℃以上进行退火处理来消除。通常在高铬不锈钢、铬镍奥氏体不 锈钢及耐热合金中，伴随着σ相的析出，材料的塑性和韧性显著下降，脆 性增加。σ相具有高硬度，在Fe-Cr合金中，σ相属于正方晶系。σ相（ FeCr）是脆性的金属间化合物相。 * 4)奥氏体不锈钢经过540～ 900℃温度区间时，应考虑防止产生晶间腐 蚀倾向。当有氧化性较强的腐蚀介质存在时，应选用稳定型（含稳定化 元素Ti和Nb）或超低碳型（C≤0.03％）奥氏体不锈钢。 5)不锈钢在接触湿的氯化物时，有应力腐蚀开裂和点蚀的可能。应避免 接触湿的氯化物，或者控制介质中的氯离子浓度不超过25PPm。 6)奥氏体不锈钢与铅、锌或其化合物在其溶点温度以上接触时，有晶间 腐蚀破坏的敏感性。 7)奥氏体不锈钢使用温度超过525℃时，其含碳量应不小于0.04％。若 含碳量太低，钢的强度会显著下降。 8)对有剧烈环烷酸腐蚀的环境，应选用含钼的奥氏体不锈钢（如316、 316L）或其复合材料（复合板或复合管）。 9)一般规定超低碳奥氏体不锈钢使用温度，304L控制在400℃以下， 316L控制在450℃以下。 * * 2.材料代用 2.1 材料代用的原则 (1)拟代用的管道器材应满足管道的设计条件（如设计压力、设计温度、结 构要求）以及介质对管道的耐蚀性、磨蚀性的要求。 (2)拟代用的材料应符合现行国家、行业或者国外有关的标准的规定以