一(yi)、鑄鐵(tie)
常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)鑄(zhu)鐵有可鍛(duan)鑄(zhu)鐵和(he)球(qiu)墨(mo)(mo)鑄(zhu)鐵兩種。一般限(xian)制條(tiao)件(jian):使(shi)用(yong)(yong)在介質(zhi)溫(wen)度(du)(du)為-29~343℃的(de)(de)(de)受壓(ya)或(huo)非受壓(ya)管(guan)(guan)道(dao);不得(de)用(yong)(yong)于(yu)輸送介質(zhi)溫(wen)度(du)(du)高于(yu)150℃或(huo)表(biao)壓(ya)大于(yu)2.5MPa的(de)(de)(de)可燃流體管(guan)(guan)道(dao);不得(de)用(yong)(yong)于(yu)輸送任何溫(wen)度(du)(du)壓(ya)力條(tiao)件(jian)的(de)(de)(de)有毒介質(zhi);不得(de)用(yong)(yong)于(yu)輸送溫(wen)度(du)(du)和(he)壓(ya)力循環變化或(huo)管(guan)(guan)道(dao)有振動的(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下。實際上,可鍛(duan)鑄(zhu)鐵經(jing)(jing)常被用(yong)(yong)于(yu)不受壓(ya)的(de)(de)(de)閥(fa)門(men)手輪和(he)地下管(guan)(guan)道(dao);球(qiu)墨(mo)(mo)鑄(zhu)鐵經(jing)(jing)常被用(yong)(yong)于(yu)工業用(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)中的(de)(de)(de)閥(fa)門(men)閥(fa)體。奧(ao)氏體球(qiu)墨(mo)(mo)鑄(zhu)鐵經(jing)(jing)低溫(wen)沖(chong)擊試驗合格后(hou),可用(yong)(yong)于(yu)-196℃。
二、普(pu)通碳素鋼
限(xian)制條件:沸騰鋼(gang)應限(xian)用(yong)在設計(ji)壓力不超過0.6MPa、設計(ji)溫(wen)度為(wei)0℃的(de)條件下,不得用(yong)于(yu)(yu)易燃或有毒流體(ti)的(de)管道,不得用(yong)于(yu)(yu)石油液化氣介質和(he)有應力腐蝕的(de)環境中(zhong);鎮靜鋼(gang)限(xian)用(yong)在設計(ji)溫(wen)度為(wei)0~400℃范圍內(nei),當用(yong)于(yu)(yu)有應力腐蝕開裂敏感的(de)環境時,本體(ti)硬度及焊(han)縫硬度應不大于(yu)(yu)200HB,并對本體(ti)和(he)焊(han)縫進行(xing)100%無損探傷。
三、優質碳素鋼(gang)
優質(zhi)碳素(su)鋼是工業管道中應用(yong)(yong)最(zui)廣的(de)碳鋼,對(dui)應的(de)材料(liao)標準(zhun)有:GB/T 699、GB/T 8163、GB 3087、GB 5310、GB 9948、GB6479等(deng)。這些標準(zhun)是根(gen)據(ju)不同的(de)使用(yong)(yong)工況而提出了不同的(de)質(zhi)量要(yao)求(qiu)。它們共性的(de)使用(yong)(yong)限制條件如下。
①. 輸(shu)送堿性(xing)或苛(ke)性(xing)堿介質時應考慮(lv)有發生堿脆的可能,錳鋼(如16Mn)不得(de)用于該環境。
②. 在有應力腐蝕(shi)開(kai)裂傾向(xiang)的(de)(de)環(huan)境(jing)中(zhong)工作時,應進行焊后應力消除(chu)熱處理(li)(li),熱處理(li)(li)后的(de)(de)焊縫硬度(du)不得大于200HB,焊縫應進行100%無(wu)損(sun)探傷。錳鋼(gang)(如(ru)16Mn)不宜用于有應力腐蝕(shi)開(kai)裂傾向(xiang)的(de)(de)環(huan)境(jing)中(zhong)。
③. 在均勻(yun)腐(fu)(fu)蝕介質環境下工作時,應根據(ju)腐(fu)(fu)蝕速率、使用壽命(ming)等進行經濟核算(suan),如(ru)果核算(suan)結果證(zheng)明(ming)選用碳素鋼是合適的(de),應給出足夠的(de)腐(fu)(fu)蝕余量(liang),并采(cai)取相應的(de)其他防(fang)腐(fu)(fu)蝕措施(shi)。
④. 碳素(su)鋼、碳錳鋼和錳釩鋼在425℃及(ji)以上溫(wen)度(du)下長(chang)期工作時,其碳化物有轉(zhuan)化為石(shi)墨的可能性,因此限制其最高工作溫(wen)度(du)不得超(chao)過425℃(鍋爐規范則(ze)規定該溫(wen)度(du)為450℃)。
⑤. 臨(lin)氫操作時,應(ying)考慮發生氫損傷的可能性。
⑥. 含碳(tan)量大于(yu)0.24%的碳(tan)鋼不宜用于(yu)焊連(lian)接(jie)的管子及其元件。
⑦. 用于(yu)-20℃及以下(xia)溫度時,應做低溫沖(chong)擊韌性試驗。
⑧. 用于高壓臨氫、交(jiao)變(bian)載荷(he)情況下的碳素鋼(gang)材料應是經(jing)過爐外精煉的材料。
四(si)、鉻鉬合(he)金鋼
常用(yong)的鉻鉬(mu)合金(jin)鋼材(cai)(cai)料(liao)標準有GB 9948、GB 5310、GB 6479、GB 3077、GB1221等,其使(shi)用(yong)限(xian)制條(tiao)件(jian)為(wei):碳鉬(mu)鋼(C-0.5Mo)在468℃溫(wen)(wen)度下(xia)長期(qi)工作(zuo)時,其碳化(hua)(hua)物有轉化(hua)(hua)為(wei)石(shi)墨的傾向(xiang),因(yin)此限(xian)制其最高(gao)長期(qi)工作(zuo)溫(wen)(wen)度不超(chao)過468℃;在均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)環境(jing)下(xia)工作(zuo)時,應(ying)(ying)根據腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)率(lv)、使(shi)用(yong)壽(shou)命等進行經濟核算,同時給(gei)出(chu)足夠的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)余(yu)量;臨氫(qing)操作(zuo)時,應(ying)(ying)考慮發生氫(qing)損傷的可能性;在高(gao)溫(wen)(wen)H2+H2S介質(zhi)環境(jing)下(xia)工作(zuo)時,應(ying)(ying)根據Nelson 曲線(xian)和Couper 曲線(xian)確定其使(shi)用(yong)條(tiao)件(jian);應(ying)(ying)避(bi)免在有應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂的環境(jing)中(zhong)使(shi)用(yong);在400~550℃溫(wen)(wen)度區間內長期(qi)工作(zuo)時,應(ying)(ying)考慮防止回火(huo)脆性問題;鉻鉬(mu)合金(jin)鋼一(yi)般應(ying)(ying)是電爐(lu)冶煉(lian)或(huo)經過爐(lu)外精(jing)煉(lian)的材(cai)(cai)料(liao)。
五、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(shi)體不(bu)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(ao)氏體不(bu)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. 奧氏體不銹(xiu)鋼使用溫度超過525℃時,其含碳(tan)量應大于0.04%,否則鋼的強度會顯著下降(jiang)。
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(han)鉻16%以(yi)上的高鉻不銹鋼和含(han)鉻18%以(yi)上的高鉻鎳(nie)不銹鋼在540~900℃溫(wen)(wen)度區間長(chang)期工(gong)作(zuo)時,應(ying)考(kao)慮防止(zhi)產生。相(xiang)析出,從(cong)而引起室溫(wen)(wen)下材料的脆化和高溫(wen)(wen)下材料蠕變強度的下降。一般情(qing)況下,應(ying)控制其鐵素體含(han)量小(xiao)于8%。
⑦. 奧氏體(ti)不銹鋼應避免與(yu)鉛、鋅或其化合物(wu)在其熔點溫度以上接觸(chu),以防止晶間腐蝕破(po)壞的發生。
⑧. 奧氏體不(bu)銹鋼使用(yong)溫度超過525℃時,其(qi)含碳量應大于0.04%。
⑨. 對有劇烈環烷酸(suan)腐(fu)蝕的環境,應(ying)選用含鉬(mu)的奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(如0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2)或其復(fu)(fu)(fu)合(he)材(cai)料(liao)(復(fu)(fu)(fu)合(he)板或復(fu)(fu)(fu)合(he)管)。

