一、鑄鐵


  常用的鑄鐵有可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵兩種。一般限制條件:使用在介質溫度為-29~343℃的受壓或非受壓管道;不得用于輸送介質溫度高于150℃或表壓大于2.5MPa的可燃流體管道;不得用于輸送任何溫度壓力條件的有毒介質;不得用于輸送溫度和壓力循環(huán)變化或管道有振動的條件下。實際上,可鍛鑄鐵經常被用于不受壓的閥門手輪和地下管道;球墨鑄鐵經常被用于工業(yè)用管道中的閥門閥體。奧氏體球墨鑄鐵經低溫沖擊試驗合格后,可用于-196℃。



二、普通碳素鋼


  限制條件:沸騰鋼應限用在設計壓力不超過0.6MPa、設計溫度為0℃的條件下,不得用于易燃或有毒流體的管道,不得用于石油液化氣介質和有應力腐蝕的環(huán)境中;鎮(zhèn)靜鋼限用在設計溫度為0~400℃范圍內,當用于有應力腐蝕開裂敏感的環(huán)境時,本體硬度及焊縫硬度應不大于200HB,并對本體和焊縫進行100%無損探傷。



三、優(yōu)質碳素鋼


  優(yōu)質碳素鋼是工業(yè)管道中應用最廣的碳鋼,對應的材料標準有:GB/T 699、GB/T 8163、GB 3087、GB 5310、GB 9948、GB6479等。這些標準是根據(jù)不同的使用工況而提出了不同的質量要求。它們共性的使用限制條件如下。


   ①. 輸送堿性或苛性堿介質時應考慮有發(fā)生堿脆的可能,錳鋼(如16Mn)不得用于該環(huán)境。


   ②. 在有應力腐蝕開裂傾向的環(huán)境中工作時,應進行焊后應力消除熱處理,熱處理后的焊縫硬度不得大于200HB,焊縫應進行100%無損探傷。錳鋼(如16Mn)不宜用于有應力腐蝕開裂傾向的環(huán)境中。


   ③. 在均勻腐蝕介質環(huán)境下工作時,應根據(jù)腐蝕速率、使用壽命等進行經濟核算,如果核算結果證明選用碳素鋼是合適的,應給出足夠的腐蝕余量,并采取相應的其他防腐蝕措施。


   ④. 碳素鋼、碳錳鋼和錳釩鋼在425℃及以上溫度下長期工作時,其碳化物有轉化為石墨的可能性,因此限制其最高工作溫度不得超過425℃(鍋爐規(guī)范則規(guī)定該溫度為450℃)。


   ⑤. 臨氫操作時,應考慮發(fā)生氫損傷的可能性。


   ⑥. 含碳量大于0.24%的碳鋼不宜用于焊連接的管子及其元件。


   ⑦. 用于-20℃及以下溫度時,應做低溫沖擊韌性試驗。


   ⑧. 用于高壓臨氫、交變載荷情況下的碳素鋼材料應是經過爐外精煉的材料。



四、鉻鉬合金鋼


  常用的鉻鉬合金鋼材料標準有GB 9948、GB 5310、GB 6479、GB 3077、GB1221等,其使用限制條件為:碳鉬鋼(C-0.5Mo)在468℃溫度下長期工作時,其碳化物有轉化為石墨的傾向,因此限制其最高長期工作溫度不超過468℃;在均勻腐蝕環(huán)境下工作時,應根據(jù)腐蝕速率、使用壽命等進行經濟核算,同時給出足夠的腐蝕余量;臨氫操作時,應考慮發(fā)生氫損傷的可能性;在高溫H2+H2S介質環(huán)境下工作時,應根據(jù)Nelson 曲線和Couper 曲線確定其使用條件;應避免在有應力腐蝕開裂的環(huán)境中使用;在400~550℃溫度區(qū)間內長期工作時,應考慮防止回火脆性問題;鉻鉬合金鋼一般應是電爐冶煉或經過爐外精煉的材料。



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體不銹鋼在400~550℃溫度區(qū)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(xiàn)為室溫下材料的脆化。因此,在應用上述不銹鋼時,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. 奧氏體不銹鋼在加熱冷卻的過程中,經過540~900℃溫度區(qū)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(wěn)定型(含穩(wěn)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(huán)境中的氯離子濃度不超過25×10-6


   ④. 奧氏體不銹鋼使用溫度超過525℃時,其含碳量應大于0.04%,否則鋼的強度會顯著下降。


   ⑤. 在高溫、高壓、H2+H2S介質環(huán)境下工作時,應根據(jù)Couper 曲線確定其使用條件。


   ⑥. 含鉻16%以上的高鉻不銹鋼和含鉻18%以上的高鉻鎳不銹鋼在540~900℃溫度區(qū)間長期工作時,應考慮防止產生。相析出,從而引起室溫下材料的脆化和高溫下材料蠕變強度的下降。一般情況下,應控制其鐵素體含量小于8%。


   ⑦. 奧氏體不銹鋼應避免與鉛、鋅或其化合物在其熔點溫度以上接觸,以防止晶間腐蝕破壞的發(fā)生。


   ⑧. 奧氏體不銹鋼使用溫度超過525℃時,其含碳量應大于0.04%。


   ⑨. 對有劇烈環(huán)烷酸腐蝕的環(huán)境,應選用含鉬的奧氏體不銹鋼(如0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2)或其復合材料(復合板或復合管)。



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