上海申弘閥門有限公司
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金屬的腐蝕形態(tài)可分為兩大類:均勻(全面)腐蝕和局部腐蝕,均勻(全面)腐蝕包括全面成膜腐蝕和無膜腐蝕。
(1)全面成膜腐蝕:腐蝕在金屬的全部或大部分面積上進行,而且生成保護膜,具有保護性。例如:碳素鋼在稀硫酸中腐蝕很快,當硫酸濃度大于50%時,腐蝕率達到zui大值,此后濃度再繼續(xù)增大腐蝕率反而下降。這是由于濃硫酸的強氧化性,在鋼鐵的表面生成一層組織致密的鈍化膜,這種鈍化膜不溶于濃硫酸,從而起到了阻礙腐蝕作用。
(2)無膜腐蝕:無膜全面腐蝕很危險,因為它保持一定速度全面進行腐蝕。
(3)局部腐蝕:局部腐蝕的形態(tài)有十三種,如縫隙腐蝕、脫層腐蝕、晶間腐蝕與應(yīng)力腐蝕等等。據(jù)調(diào)查,化工裝置中局部腐蝕約占70%。在諸多局部腐蝕的形態(tài)中與閥門制造有關(guān)且常見的是晶間腐蝕。
一般對均勻腐蝕的程度用腐蝕率表示,但如何評價則有不同規(guī)定。
按《石油化工企業(yè)管道設(shè)計器材選用通則》規(guī)定,介質(zhì)對金屬材料的腐蝕速率,管道金屬材料的耐腐蝕能力可分為下列四類:
年腐蝕率不超過0.05mm的材料為充分耐腐蝕性材料;
年腐蝕率在0.05~0.1mm的材料為耐腐蝕性材料;
年腐蝕率在0.1~0.5mm的材料為尚耐腐蝕性材料;
年腐蝕率超過0. 5mm的材料為不耐腐蝕性材料。
《腐蝕數(shù)據(jù)手冊》對均勻(全面)腐蝕的耐蝕性用均勻腐蝕率來評價,見表1-2。
耐蝕性能的評價 表1-2
腐蝕率,mm/a | 評 價 |
<0.05 | 優(yōu)良 |
0.05~0.5 | 良好 |
0.5~1.5 | 可用,但腐蝕較重 |
>1.5 | 不適用,腐蝕嚴重 |
據(jù)《金屬防腐蝕手冊》(中國腐蝕與防護學會)對金屬材料耐腐蝕性規(guī)定見表1-3。
金屬材料耐腐蝕性的10級標準 表1-3
耐蝕等級 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
腐蝕率,mm/a | <0.001 | 0.001 ~ 0.005 | 0.005 ~ 0.01 | 0.01 ~ 0.05 | 0.05 ~ 0.1 | 0.1 ~ 0.5 | 0.5 ~ 1.0 | 1.0~5.0 | 5.0 ~ 10.0 | >10 |
耐蝕性類別 | *耐蝕 | 很耐蝕 | 耐蝕 | 尚耐蝕 | 欠耐蝕 | 不耐蝕 |
(4)晶間腐蝕:局部地沿著結(jié)晶粒子邊界向深度方向腐蝕的形式稱晶間腐蝕。這種腐蝕,外面看不出腐蝕跡象。嚴重的晶間腐蝕可以穿過整個機體厚度。
產(chǎn)生晶間腐蝕的原因是由于沿晶粒邊界析出碳化鉻Cr23C6或FeCr化合物——稱σ相,使晶界周圍貧格,在適合的腐蝕介質(zhì)(產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì))中,就形成碳化鉻(陰極)——貧鉻區(qū)(陽級)電池,使晶界貧鉻區(qū)產(chǎn)生腐蝕。
由上述可看出晶間腐蝕是有條件的。其內(nèi)因是必須有碳化鉻或σ相沿晶界析出使晶界貧鉻。其外因是必須有腐蝕貧鉻區(qū)的介質(zhì)。水和一些中性溶液并不腐蝕貧鉻區(qū),所以即使存在貧鉻區(qū)也不會產(chǎn)生晶間腐蝕。如果晶界不貧鉻,即使有產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì)也不會產(chǎn)生晶間腐蝕。所以產(chǎn)生晶間腐蝕的內(nèi)因、外因缺一不可。
產(chǎn)生貧鉻的原因:一是鋼水化學成分不合格,如碳高、鉻低或含鈦、鈮的不銹鋼中碳鈦比或碳鈮比不夠。二是熱處理工藝不正確或焊接或加工時加熱至碳化物析出溫度,而在900℃至400℃冷卻速度不夠快而析出碳化物造成貧鉻。
2.1.2控制晶間腐蝕的方法
控制奧氏體不銹鋼晶間腐蝕有三種方法:
(1)執(zhí)行正確的熱處理工藝,將鋼加熱至1100℃水淬(急冷)使碳化物向固溶體中溶解。但是,不同牌號的奧氏體不銹鋼其淬火加熱溫度不完全都是1100℃,執(zhí)行中要按標準規(guī)定。
(2)加入固定碳的元素鈦或鈮;
(3)采用含碳量≤0.03%的超低碳不銹鋼。
2.1.3晶間腐蝕檢驗
晶間腐蝕檢驗的前題是試樣的化學成分合格并經(jīng)固溶處理。晶間腐蝕檢驗用的試片是80×18×3(長×寬×厚),上下兩平面磨至Ra0.8的薄片,并分為敏化狀態(tài)試片和交貨產(chǎn)品狀態(tài)試片兩種。
敏化試片:將試片在650℃下加熱,保溫2小時(壓力加工件)或1小時(鑄件)空冷。之所以在650℃加熱是因為奧氏體不銹鋼在500~700℃碳化鉻zui易沿晶界析出造成晶界貧鉻從而在產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì)中發(fā)生晶間腐蝕。
交貨產(chǎn)品試片:即試片經(jīng)固溶處理,實際上是和鑄件一同處理的試樣上取下來的試片。
判別:試片在酸中浸泡后彎曲90°(鑄件)或180°(鍛件)若有裂紋則不合格。不合格時鑄件要重新處理,然后再作試驗,但固溶處理的次數(shù)不得超過兩次。
奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕是很嚴重的,因此一定要按合同要求或按執(zhí)行的標準來生產(chǎn)不銹鋼閥門。
常用奧氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料見表1-4。
訂貨須知:
一、①減壓閥產(chǎn)品名稱與型號②口徑③是否帶附件以便我們的為您正確選型④使用壓力⑤使用介質(zhì)的溫度。
二、若已經(jīng)由設(shè)計單位選定公司的截止閥型號,請球閥型號直接向我司銷售部訂購。
三、當使用的場合非常重要或環(huán)境比較復雜時,請您盡量提供設(shè)計圖紙和詳細參數(shù),由我們的閥門公司專家為您審核把關(guān)。如有疑問:請:,,,,:,.
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奧氏體不銹鋼作高溫鋼用
高溫是指溫度超過350℃以上,高溫用鋼是指在高溫下具有較高強度的鋼材。在石油化工裝置里,高溫并伴有腐蝕的場合就必須使用既耐高溫又耐腐蝕的材料。不銹鋼18Cr—8Ni、25Cr—20Ni的高溫強度高,特別是18—8Ti、18—8Nb等合金元素影響使耐高溫性能更為*。一般在沒有耐腐蝕性問題的場合,在規(guī)定范圍內(nèi),含碳量高的不銹鋼,其高溫強度也高。若在18—8鋼內(nèi)添加Mo、Nb、Ti等元素可強化基體,Nb、Ti則形成碳化物,從而可改善高溫強度。具體何種牌號的不銹鋼其zui高使用的溫度值,要查材料的溫壓表。
2.2馬氏體不銹鋼
馬氏體不銹鋼是一種鉻不銹鋼,其金相組織為馬氏體,可通過熱處理進行強化,具有良好的力學性能和高溫抗氧化性。該鋼種在大氣、水和弱腐蝕介質(zhì)如加鹽水溶液、稀硝酸及某些濃度不高的有機酸,在溫度不高的情況下均有良好的耐腐蝕性。但該鋼種不耐強酸如硫酸、鹽酸、濃硝酸等的腐蝕,常用于水、蒸汽、油品等弱腐蝕性介質(zhì)。由于鉻不銹鋼可通過熱處理強化,因此為了避免強度過高產(chǎn)生脆性,應(yīng)采用正確的熱處理工藝。如ASTM A 217 CA15規(guī)定其zui低回火溫度為595℃。
常用馬氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料見表1-5。
2.3奧氏體——鐵素體雙相不銹鋼
雙相不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕破壞性好,適用于含氯離子環(huán)境的腐蝕,并具有較高的強度,常用于化肥、煉油、海上采油、海水淡化等工況條件。
目前制造閥門主體(承壓件)的雙相不銹鋼材料大多采用美國材料,常用的奧氏體—鐵素體雙相不銹鋼鑄件、鍛件材料見表1-6。
3、鉻—鉬鋼和鉻—鉬—釩鋼
鉻—鉬鋼和鉻—鉬—釩鋼主要用在高溫、高壓的場合,要求鋼在高溫下具有較好的抗蠕變強度和抗高溫氧化性,適用溫度-29~650℃,主要用于火力發(fā)電的高溫、高壓蒸汽,煉油企業(yè)的石油裂解、催化裂化、加氫等含有硫化物、氫腐蝕的石油介質(zhì)。例如催化系統(tǒng)采用5Cr—0.5Mo鋼,加氫系統(tǒng)溫度較低的采用1.25Cr—0.5Mo鋼,溫度較高的加氫裂化、加氫脫硫煤液化等裝置中采用2.25Cr—1Mo鋼。
在Cr—Mo鋼中需要說明的是ZG1Cr5Mo,過去稱鑄鋼鉻5鉬(ZGCr5Mo)用該鋼制作的閥門習慣上都稱鉻5鉬閥,可是鑄鋼鉻5鉬這個牌號在1999年以前即無國家標準也無專業(yè)標準,長期以來各制造廠均參照前蘇聯(lián)標準來制訂自己的工廠標準其牌號為ZGCr5Mo,其含碳量為0.15~0.25%,因此實際牌號應(yīng)定為ZG2Cr5Mo。中石化在制訂SH 3064-94《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗及驗收》標準時參照JIS G 5151中的SCPH61、BS 3100中的B5、ASTM A 217中的C5及我國GB/T 1221中的1Cr5Mo的化學成分將這種材料定為ZG1Cr5Mo,但同樣只有牌號并無相關(guān)標準規(guī)定它的化學成分、力學性能、熱處理規(guī)范等。70年代末引進裝置中這類閥門的材料為ASTM A 217 C5,從化學成分上看相當鑄鋼1鉻5鉬,故建議用ASTM A 217 C5來制造這類閥門,一直到1999年在制訂JB/T 9625《鍋爐管道附件承壓鑄鋼件 技術(shù)條件》時才將ZG1Cr5Mo納入該標準中。
ZG1Cr5Mo稱5Cr—0.5Mo鋼,這種鋼具有良好的抗石油裂化過程介質(zhì)腐蝕的性能,對含有硫化物的熱石油介質(zhì)耐蝕性良好,具有抗氫腐蝕的能力,并有良好的熱強性。