一(yi)、鑄鐵
常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)鑄鐵有可(ke)鍛鑄鐵和球墨(mo)(mo)鑄鐵兩種。一般限制條件(jian):使用(yong)(yong)(yong)在介質溫度(du)(du)(du)為-29~343℃的(de)(de)受壓(ya)或非(fei)受壓(ya)管(guan)(guan)道(dao)(dao);不得用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)輸送介質溫度(du)(du)(du)高于(yu)(yu)150℃或表壓(ya)大于(yu)(yu)2.5MPa的(de)(de)可(ke)燃流體(ti)管(guan)(guan)道(dao)(dao);不得用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)輸送任何溫度(du)(du)(du)壓(ya)力條件(jian)的(de)(de)有毒介質;不得用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)輸送溫度(du)(du)(du)和壓(ya)力循(xun)環變(bian)化或管(guan)(guan)道(dao)(dao)有振動的(de)(de)條件(jian)下。實際上(shang),可(ke)鍛鑄鐵經常被(bei)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)不受壓(ya)的(de)(de)閥門手輪和地下管(guan)(guan)道(dao)(dao);球墨(mo)(mo)鑄鐵經常被(bei)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)工業用(yong)(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)(dao)中的(de)(de)閥門閥體(ti)。奧氏體(ti)球墨(mo)(mo)鑄鐵經低溫沖擊試(shi)驗合格(ge)后(hou),可(ke)用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)-196℃。
二、普(pu)通碳(tan)素(su)鋼
限制條件:沸騰(teng)鋼應限用(yong)在設計(ji)壓力不超過0.6MPa、設計(ji)溫(wen)度(du)(du)為0℃的條件下,不得用(yong)于(yu)(yu)易(yi)燃或有毒(du)流體的管道,不得用(yong)于(yu)(yu)石油(you)液化氣(qi)介質和有應力腐蝕(shi)的環境中;鎮靜鋼限用(yong)在設計(ji)溫(wen)度(du)(du)為0~400℃范(fan)圍內(nei),當用(yong)于(yu)(yu)有應力腐蝕(shi)開裂敏感(gan)的環境時(shi),本體硬(ying)度(du)(du)及焊縫硬(ying)度(du)(du)應不大于(yu)(yu)200HB,并對本體和焊縫進(jin)行100%無損(sun)探傷(shang)。
三、優質碳素鋼
優(you)質(zhi)碳素鋼(gang)是(shi)工業(ye)管(guan)道中應(ying)(ying)用最(zui)廣的(de)(de)碳鋼(gang),對(dui)應(ying)(ying)的(de)(de)材料標(biao)(biao)準(zhun)有(you):GB/T 699、GB/T 8163、GB 3087、GB 5310、GB 9948、GB6479等(deng)。這些(xie)標(biao)(biao)準(zhun)是(shi)根據不(bu)同的(de)(de)使用工況而提出了不(bu)同的(de)(de)質(zhi)量要求。它們共性的(de)(de)使用限制(zhi)條件(jian)如下。
①. 輸送堿(jian)性或苛性堿(jian)介質時應(ying)考慮有(you)發(fa)生堿(jian)脆的(de)可(ke)能,錳鋼(如16Mn)不得用于該環(huan)境。
②. 在有(you)應(ying)力腐(fu)蝕開裂傾向的(de)環境中(zhong)工作(zuo)時,應(ying)進行(xing)焊后應(ying)力消(xiao)除熱(re)處理,熱(re)處理后的(de)焊縫(feng)硬度不得大于200HB,焊縫(feng)應(ying)進行(xing)100%無損探(tan)傷。錳鋼(如(ru)16Mn)不宜用于有(you)應(ying)力腐(fu)蝕開裂傾向的(de)環境中(zhong)。
③. 在均勻腐蝕(shi)介(jie)質環境下(xia)工作時,應(ying)根(gen)據腐蝕(shi)速率、使用壽命(ming)等進行經濟核算,如果核算結果證明(ming)選用碳素(su)鋼是合適的,應(ying)給(gei)出足夠的腐蝕(shi)余量,并采(cai)取(qu)相應(ying)的其他防腐蝕(shi)措施。
④. 碳素鋼、碳錳(meng)鋼和錳(meng)釩鋼在425℃及以上溫度(du)下長期工(gong)作時,其(qi)碳化(hua)物(wu)有轉化(hua)為石(shi)墨的可能(neng)性,因此(ci)限(xian)制(zhi)其(qi)最高工(gong)作溫度(du)不得超過425℃(鍋爐規范(fan)則規定該溫度(du)為450℃)。
⑤. 臨氫操作時(shi),應考慮發生氫損傷(shang)的可能性。
⑥. 含碳量(liang)大于0.24%的碳鋼不宜(yi)用于焊連接的管(guan)子(zi)及(ji)其元(yuan)件。
⑦. 用(yong)于(yu)-20℃及以下溫度(du)時,應做低(di)溫沖擊韌性試驗(yan)。
⑧. 用(yong)于高壓臨(lin)氫、交(jiao)變載(zai)荷(he)情(qing)況下(xia)的碳素鋼材(cai)(cai)料(liao)應是經(jing)過爐(lu)外精(jing)煉的材(cai)(cai)料(liao)。
四(si)、鉻鉬合(he)金鋼
常用的(de)鉻鉬(mu)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)材料標準有(you)(you)GB 9948、GB 5310、GB 6479、GB 3077、GB1221等,其使用限制(zhi)條(tiao)件(jian)為:碳鉬(mu)鋼(gang)(gang)(C-0.5Mo)在468℃溫度(du)下(xia)(xia)(xia)長期(qi)工(gong)(gong)(gong)作時,其碳化物有(you)(you)轉化為石墨的(de)傾向,因此限制(zhi)其最高(gao)(gao)長期(qi)工(gong)(gong)(gong)作溫度(du)不(bu)超過468℃;在均勻(yun)腐(fu)蝕環境下(xia)(xia)(xia)工(gong)(gong)(gong)作時,應(ying)(ying)根據腐(fu)蝕速率、使用壽命等進行(xing)經濟核算,同時給出足夠的(de)腐(fu)蝕余量;臨氫操(cao)作時,應(ying)(ying)考慮發生氫損傷(shang)的(de)可能性(xing)(xing);在高(gao)(gao)溫H2+H2S介質環境下(xia)(xia)(xia)工(gong)(gong)(gong)作時,應(ying)(ying)根據Nelson 曲(qu)線和(he)Couper 曲(qu)線確定其使用條(tiao)件(jian);應(ying)(ying)避免(mian)在有(you)(you)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕開裂的(de)環境中使用;在400~550℃溫度(du)區(qu)間內長期(qi)工(gong)(gong)(gong)作時,應(ying)(ying)考慮防止回火脆性(xing)(xing)問題;鉻鉬(mu)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)一般應(ying)(ying)是電爐(lu)冶(ye)煉或經過爐(lu)外精煉的(de)材料。
五、不銹(xiu)耐熱鋼(gang)
壓力管道中常用的不銹(xiu)耐熱(re)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(ti)不銹鋼(gang)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. 奧氏體(ti)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)氏體不銹鋼(gang)使用溫(wen)度超(chao)過525℃時,其含碳量(liang)應(ying)大于0.04%,否則鋼(gang)的強度會顯著下(xia)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. 含鉻(ge)(ge)16%以上的高鉻(ge)(ge)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)含鉻(ge)(ge)18%以上的高鉻(ge)(ge)鎳(nie)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)540~900℃溫(wen)度區(qu)間(jian)長期工作時(shi),應考慮防止產生。相析出,從而引起室溫(wen)下(xia)材(cai)料的脆化和(he)高溫(wen)下(xia)材(cai)料蠕(ru)變(bian)強度的下(xia)降。一般情況下(xia),應控制(zhi)其鐵素體含量小于8%。
⑦. 奧氏體不銹鋼應避(bi)免(mian)與鉛(qian)、鋅或其(qi)(qi)化合物在其(qi)(qi)熔點溫度以上接觸,以防止(zhi)晶間腐(fu)蝕破壞(huai)的發生。
⑧. 奧氏(shi)體不銹鋼(gang)使用溫度超過525℃時(shi),其含碳量應大于(yu)0.04%。
⑨. 對(dui)有劇烈環烷酸腐(fu)蝕(shi)的(de)環境,應選用含鉬(mu)的(de)奧氏(shi)體不銹鋼(如0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2)或其復(fu)(fu)合材料(liao)(復(fu)(fu)合板(ban)或復(fu)(fu)合管)。