一、鑄(zhu)鐵(tie)
常(chang)(chang)用(yong)的(de)(de)鑄(zhu)鐵(tie)有(you)(you)可鍛(duan)鑄(zhu)鐵(tie)和球墨鑄(zhu)鐵(tie)兩種(zhong)。一般限制條件:使用(yong)在介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)溫度(du)(du)(du)為(wei)-29~343℃的(de)(de)受壓或(huo)(huo)非(fei)受壓管(guan)道;不得(de)用(yong)于輸送(song)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)溫度(du)(du)(du)高于150℃或(huo)(huo)表壓大于2.5MPa的(de)(de)可燃流體管(guan)道;不得(de)用(yong)于輸送(song)任何溫度(du)(du)(du)壓力(li)(li)條件的(de)(de)有(you)(you)毒介(jie)(jie)質(zhi)(zhi);不得(de)用(yong)于輸送(song)溫度(du)(du)(du)和壓力(li)(li)循(xun)環變化或(huo)(huo)管(guan)道有(you)(you)振動的(de)(de)條件下(xia)(xia)。實際上,可鍛(duan)鑄(zhu)鐵(tie)經(jing)常(chang)(chang)被用(yong)于不受壓的(de)(de)閥門(men)手輪和地下(xia)(xia)管(guan)道;球墨鑄(zhu)鐵(tie)經(jing)常(chang)(chang)被用(yong)于工業用(yong)管(guan)道中的(de)(de)閥門(men)閥體。奧氏體球墨鑄(zhu)鐵(tie)經(jing)低(di)溫沖擊試(shi)驗(yan)合格(ge)后,可用(yong)于-196℃。
二、普通碳素鋼(gang)
限(xian)制條件:沸騰(teng)鋼應(ying)限(xian)用(yong)(yong)在設計壓力(li)不(bu)超過0.6MPa、設計溫度為0℃的條件下,不(bu)得用(yong)(yong)于(yu)易燃或(huo)有毒(du)流體(ti)(ti)的管道,不(bu)得用(yong)(yong)于(yu)石油液化氣介質(zhi)和有應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)的環境(jing)(jing)中;鎮(zhen)靜鋼限(xian)用(yong)(yong)在設計溫度為0~400℃范圍內,當用(yong)(yong)于(yu)有應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)開裂(lie)敏感的環境(jing)(jing)時,本(ben)體(ti)(ti)硬(ying)度及(ji)焊(han)縫硬(ying)度應(ying)不(bu)大于(yu)200HB,并對本(ben)體(ti)(ti)和焊(han)縫進行100%無(wu)損(sun)探傷(shang)。
三、優質碳(tan)素鋼
優質碳(tan)素鋼是(shi)工業管(guan)道中應(ying)用最廣的(de)碳(tan)鋼,對應(ying)的(de)材料(liao)標(biao)準有:GB/T 699、GB/T 8163、GB 3087、GB 5310、GB 9948、GB6479等。這(zhe)些標(biao)準是(shi)根據不(bu)同(tong)的(de)使用工況而提(ti)出了(le)不(bu)同(tong)的(de)質量(liang)要求(qiu)。它們共性的(de)使用限制(zhi)條件如(ru)下(xia)。
①. 輸送堿性或苛性堿介質時應考慮有發生(sheng)堿脆(cui)的可能(neng),錳鋼(gang)(如16Mn)不得用于(yu)該環境。
②. 在有(you)應(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂傾(qing)(qing)向的(de)(de)環境(jing)(jing)中工(gong)作時,應(ying)進(jin)行焊(han)(han)后應(ying)力(li)消除熱處理,熱處理后的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)硬度不得(de)大(da)于200HB,焊(han)(han)縫(feng)(feng)應(ying)進(jin)行100%無損探傷(shang)。錳鋼(如(ru)16Mn)不宜用于有(you)應(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂傾(qing)(qing)向的(de)(de)環境(jing)(jing)中。
③. 在均勻(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)介質環境下工作時,應(ying)根據(ju)腐(fu)(fu)蝕(shi)速率(lv)、使用壽(shou)命(ming)等進(jin)行經濟核(he)算,如果核(he)算結(jie)果證明選(xuan)用碳(tan)素鋼是(shi)合(he)適的,應(ying)給出(chu)足夠的腐(fu)(fu)蝕(shi)余量,并采取相(xiang)應(ying)的其他防(fang)腐(fu)(fu)蝕(shi)措施。
④. 碳素鋼(gang)、碳錳(meng)鋼(gang)和錳(meng)釩鋼(gang)在425℃及以上(shang)溫(wen)度下長期工作時,其(qi)碳化物(wu)有轉化為石墨(mo)的可能性,因此限制其(qi)最高工作溫(wen)度不得超過425℃(鍋爐規范則規定該溫(wen)度為450℃)。
⑤. 臨氫操作時,應考慮發生(sheng)氫損(sun)傷(shang)的可能性(xing)。
⑥. 含碳量(liang)大于0.24%的(de)碳鋼不宜用(yong)于焊連接(jie)的(de)管(guan)子及其(qi)元件。
⑦. 用于-20℃及以(yi)下溫(wen)度時,應做低(di)溫(wen)沖(chong)擊韌性試驗。
⑧. 用于高壓臨氫(qing)、交變載荷情況下的碳素鋼材(cai)料應是經過爐外精煉的材(cai)料。
四(si)、鉻鉬合(he)金鋼(gang)
常用(yong)的(de)鉻鉬(mu)合金鋼材料(liao)(liao)標(biao)準有(you)(you)(you)GB 9948、GB 5310、GB 6479、GB 3077、GB1221等,其(qi)使(shi)用(yong)限(xian)制條件為:碳鉬(mu)鋼(C-0.5Mo)在(zai)(zai)468℃溫度下(xia)長(chang)期(qi)工作(zuo)(zuo)時(shi)(shi)(shi),其(qi)碳化(hua)物(wu)有(you)(you)(you)轉化(hua)為石墨的(de)傾向,因此限(xian)制其(qi)最高長(chang)期(qi)工作(zuo)(zuo)溫度不超過468℃;在(zai)(zai)均勻腐(fu)蝕環(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)工作(zuo)(zuo)時(shi)(shi)(shi),應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)根據(ju)腐(fu)蝕速率、使(shi)用(yong)壽命等進行經濟核算,同時(shi)(shi)(shi)給出足夠的(de)腐(fu)蝕余(yu)量;臨氫(qing)操作(zuo)(zuo)時(shi)(shi)(shi),應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)考(kao)(kao)慮發生氫(qing)損(sun)傷的(de)可能性(xing);在(zai)(zai)高溫H2+H2S介(jie)質環(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)工作(zuo)(zuo)時(shi)(shi)(shi),應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)根據(ju)Nelson 曲線和(he)Couper 曲線確(que)定其(qi)使(shi)用(yong)條件;應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)避(bi)免在(zai)(zai)有(you)(you)(you)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕開裂(lie)的(de)環(huan)(huan)境(jing)(jing)中使(shi)用(yong);在(zai)(zai)400~550℃溫度區間內長(chang)期(qi)工作(zuo)(zuo)時(shi)(shi)(shi),應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)考(kao)(kao)慮防止回火脆性(xing)問題;鉻鉬(mu)合金鋼一般應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)是電爐冶煉或經過爐外精煉的(de)材料(liao)(liao)。
五(wu)、不銹耐熱鋼
壓力管道中常用的不銹耐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銹鋼在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,在應用上述不銹(xiu)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(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)使用溫度超(chao)過525℃時,其含碳(tan)量(liang)應大于(yu)0.04%,否則鋼(gang)的強度會顯著下降。
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)16%以上的(de)高(gao)鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼和(he)含鉻(ge)18%以上的(de)高(gao)鉻(ge)鎳不(bu)銹(xiu)鋼在540~900℃溫度區(qu)間長期工作時,應考慮防止產生(sheng)。相析出(chu),從而引起室溫下材料(liao)(liao)的(de)脆(cui)化和(he)高(gao)溫下材料(liao)(liao)蠕(ru)變強度的(de)下降(jiang)。一般情況(kuang)下,應控(kong)制(zhi)其鐵素(su)體含量小(xiao)于8%。
⑦. 奧氏體不銹鋼應避免與鉛(qian)、鋅(xin)或其(qi)化合物在其(qi)熔點溫度以(yi)(yi)上接觸(chu),以(yi)(yi)防止(zhi)晶間腐(fu)蝕破壞的發生。
⑧. 奧氏體不銹鋼(gang)使(shi)用溫度(du)超(chao)過525℃時(shi),其(qi)含(han)碳量(liang)應大于0.04%。
⑨. 對有(you)劇(ju)烈(lie)環烷酸腐(fu)蝕的環境,應選(xuan)用含鉬的奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(如0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2)或其復合(he)材料(復合(he)板(ban)或復合(he)管)。