一、鑄鐵
常用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)鑄鐵(tie)(tie)有(you)可(ke)(ke)鍛鑄鐵(tie)(tie)和球墨(mo)(mo)鑄鐵(tie)(tie)兩種。一般限制(zhi)條件(jian):使用(yong)(yong)(yong)(yong)在介(jie)質溫(wen)(wen)度(du)為-29~343℃的(de)受(shou)壓(ya)或非(fei)受(shou)壓(ya)管(guan)道;不得用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)輸送(song)介(jie)質溫(wen)(wen)度(du)高于(yu)150℃或表(biao)壓(ya)大于(yu)2.5MPa的(de)可(ke)(ke)燃流體(ti)管(guan)道;不得用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)輸送(song)任(ren)何溫(wen)(wen)度(du)壓(ya)力條件(jian)的(de)有(you)毒介(jie)質;不得用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)輸送(song)溫(wen)(wen)度(du)和壓(ya)力循環變化或管(guan)道有(you)振動的(de)條件(jian)下。實際上(shang),可(ke)(ke)鍛鑄鐵(tie)(tie)經常被用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)不受(shou)壓(ya)的(de)閥門(men)手輪和地(di)下管(guan)道;球墨(mo)(mo)鑄鐵(tie)(tie)經常被用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)工業用(yong)(yong)(yong)(yong)管(guan)道中的(de)閥門(men)閥體(ti)。奧氏體(ti)球墨(mo)(mo)鑄鐵(tie)(tie)經低溫(wen)(wen)沖擊試驗合格后,可(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)-196℃。
二、普通(tong)碳素鋼
限(xian)制條(tiao)件(jian):沸騰(teng)鋼(gang)應限(xian)用(yong)(yong)在設(she)計(ji)(ji)壓力(li)不(bu)超(chao)過0.6MPa、設(she)計(ji)(ji)溫(wen)度(du)為(wei)0℃的(de)條(tiao)件(jian)下,不(bu)得(de)用(yong)(yong)于(yu)易燃或有(you)毒流體的(de)管道,不(bu)得(de)用(yong)(yong)于(yu)石油液化(hua)氣(qi)介質和(he)有(you)應力(li)腐蝕的(de)環境中(zhong);鎮靜鋼(gang)限(xian)用(yong)(yong)在設(she)計(ji)(ji)溫(wen)度(du)為(wei)0~400℃范圍內,當用(yong)(yong)于(yu)有(you)應力(li)腐蝕開裂敏感的(de)環境時(shi),本(ben)體硬(ying)(ying)度(du)及焊縫硬(ying)(ying)度(du)應不(bu)大(da)于(yu)200HB,并對本(ben)體和(he)焊縫進行100%無損(sun)探傷。
三、優質碳素鋼(gang)
優質(zhi)碳素鋼是(shi)工(gong)業管(guan)道中(zhong)應(ying)用(yong)最廣的(de)(de)碳鋼,對應(ying)的(de)(de)材料標準(zhun)有:GB/T 699、GB/T 8163、GB 3087、GB 5310、GB 9948、GB6479等。這些標準(zhun)是(shi)根據不同的(de)(de)使用(yong)工(gong)況(kuang)而(er)提出了不同的(de)(de)質(zhi)量要求(qiu)。它(ta)們(men)共(gong)性的(de)(de)使用(yong)限制條件如下。
①. 輸(shu)送堿(jian)性(xing)或苛(ke)性(xing)堿(jian)介(jie)質時應(ying)考慮有發生堿(jian)脆的可(ke)能,錳鋼(如(ru)16Mn)不得(de)用于該環境。
②. 在有應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕開(kai)裂傾向的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)中工作時,應(ying)(ying)進(jin)行(xing)焊后(hou)應(ying)(ying)力(li)消除(chu)熱處(chu)理(li),熱處(chu)理(li)后(hou)的(de)(de)(de)焊縫(feng)硬度不(bu)得大于(yu)200HB,焊縫(feng)應(ying)(ying)進(jin)行(xing)100%無損(sun)探傷。錳鋼(如16Mn)不(bu)宜用于(yu)有應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕開(kai)裂傾向的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)中。
③. 在均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質環(huan)境(jing)下工(gong)作時,應(ying)根(gen)據腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率、使用壽(shou)命等進(jin)行經濟核算(suan),如果核算(suan)結果證明選用碳素鋼(gang)是合適的(de),應(ying)給出足夠的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)余(yu)量,并(bing)采(cai)取相應(ying)的(de)其他防(fang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)措(cuo)施(shi)。
④. 碳素(su)鋼(gang)(gang)、碳錳鋼(gang)(gang)和錳釩(fan)鋼(gang)(gang)在425℃及以上(shang)溫(wen)度下長期工(gong)作時,其(qi)碳化物有(you)轉化為石(shi)墨的(de)可能性,因此限制其(qi)最高工(gong)作溫(wen)度不得超過425℃(鍋(guo)爐規范則規定該溫(wen)度為450℃)。
⑤. 臨(lin)氫操作時,應考慮發生氫損傷的可能性。
⑥. 含碳(tan)量大于0.24%的碳(tan)鋼不宜(yi)用于焊連(lian)接的管子及其(qi)元(yuan)件。
⑦. 用于-20℃及以下(xia)溫(wen)度時,應做低溫(wen)沖(chong)擊韌性試驗。
⑧. 用于高壓臨氫、交變載荷(he)情(qing)況下的(de)碳素鋼材(cai)料應是經過爐(lu)外精(jing)煉的(de)材(cai)料。
四、鉻鉬合金鋼
常用(yong)的(de)(de)鉻鉬合金鋼(gang)材料標準有GB 9948、GB 5310、GB 6479、GB 3077、GB1221等,其(qi)使(shi)(shi)用(yong)限制條(tiao)件為:碳鉬鋼(gang)(C-0.5Mo)在468℃溫度(du)下長(chang)(chang)期工(gong)作(zuo)(zuo)時(shi),其(qi)碳化(hua)物有轉(zhuan)化(hua)為石墨的(de)(de)傾向,因此限制其(qi)最高長(chang)(chang)期工(gong)作(zuo)(zuo)溫度(du)不(bu)超過468℃;在均勻腐(fu)蝕環(huan)境下工(gong)作(zuo)(zuo)時(shi),應(ying)根據(ju)腐(fu)蝕速(su)率、使(shi)(shi)用(yong)壽命(ming)等進行經(jing)濟核(he)算,同時(shi)給出足(zu)夠的(de)(de)腐(fu)蝕余量;臨氫操作(zuo)(zuo)時(shi),應(ying)考(kao)慮發生氫損傷的(de)(de)可(ke)能(neng)性;在高溫H2+H2S介(jie)質(zhi)環(huan)境下工(gong)作(zuo)(zuo)時(shi),應(ying)根據(ju)Nelson 曲線和(he)Couper 曲線確定其(qi)使(shi)(shi)用(yong)條(tiao)件;應(ying)避免在有應(ying)力腐(fu)蝕開(kai)裂的(de)(de)環(huan)境中使(shi)(shi)用(yong);在400~550℃溫度(du)區間內長(chang)(chang)期工(gong)作(zuo)(zuo)時(shi),應(ying)考(kao)慮防止(zhi)回火脆性問題(ti);鉻鉬合金鋼(gang)一般應(ying)是電爐冶煉或經(jing)過爐外精煉的(de)(de)材料。
五(wu)、不銹耐熱(re)鋼
壓力管道中常用的不銹耐(nai)熱鋼材料標準主要有GB/T 14976、GB 4237、GB 4238、GB1220、GB1221等。其共性的使用限制條件如下。
①. 含鉻12%以上的鐵素體和馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼在400~550℃溫度區間內長期工作時,應考慮防止475℃回火脆性破壞,這個脆性表現為室溫下材料的脆化。因此,在應用上述不(bu)銹鋼時,應將其彎曲應力、振動和沖擊載荷降到敏感載荷以下,或者不在400℃以上溫度使用。
②. 奧氏(shi)體不銹鋼在加熱冷卻的過程中,經過540~900℃溫度區間時,應考慮防止產生晶間腐蝕傾向。當有還原性較強的腐蝕介質存在時,應選用穩定型(含穩定化元素Ti和Nb)或超低碳型(C<0.003%)奧氏體不銹鋼。
③. 不銹鋼在接觸濕的氯化物時,有應力腐蝕開裂和點蝕的可能,應避免接觸濕的氯化物,或者控制物料和環境中的氯離子濃度不超過25×10-6。
④. 奧(ao)氏體不(bu)銹鋼使用(yong)溫度(du)超過(guo)525℃時,其含碳量應(ying)大于0.04%,否則鋼的強度(du)會顯著(zhu)下降。
⑤. 在高溫、高壓、H2+H2S介質環境下工作時,應根據Couper 曲線確定其使用條件。
⑥. 含鉻(ge)(ge)16%以(yi)上的(de)高鉻(ge)(ge)不銹鋼(gang)和含鉻(ge)(ge)18%以(yi)上的(de)高鉻(ge)(ge)鎳不銹鋼(gang)在540~900℃溫度區(qu)間長期工作時(shi),應(ying)考(kao)慮(lv)防(fang)止產生。相析出,從(cong)而引(yin)起室溫下材料的(de)脆化(hua)和高溫下材料蠕變強度的(de)下降。一般情(qing)況下,應(ying)控(kong)制其鐵素(su)體(ti)含量小(xiao)于8%。
⑦. 奧氏體不銹鋼應(ying)避免與鉛、鋅(xin)或其化合(he)物在(zai)其熔(rong)點溫度(du)以(yi)上接觸(chu),以(yi)防止晶間腐(fu)蝕(shi)破壞的發生。
⑧. 奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼使用溫度(du)超過525℃時,其(qi)含(han)碳量(liang)應大于(yu)0.04%。
⑨. 對(dui)有劇(ju)烈環烷酸腐(fu)蝕的環境,應選用含鉬的奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(如0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2)或其(qi)復合(he)材料(復合(he)板或復合(he)管)。