我國(guó)雙相不銹鋼管的發(fā)展

發(fā)布時(shí)間:2021-04-27

近十年來(lái)有關(guān)國(guó)家如美國(guó)，南非等研究以錳代鎳雙相不銹鋼的開(kāi)發(fā)，但除鑄件外，所開(kāi)發(fā)的新鋼種多具有介穩(wěn)的奧氏體，藉冷變形后馬氏體的轉(zhuǎn)變 提高強(qiáng)度，很難作焊接件使用，也很難適應(yīng)某些環(huán)境，例如會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的環(huán)境，這樣使用很局限。近年瑞典開(kāi)發(fā)的低錳低鎳雙相不銹鋼則比較成熟，目標(biāo)明確，為了節(jié)鎳以取代用途很廣的304，甚至可能代替價(jià)格與304相當(dāng)，目前使用并不廣的2304雙相不銹鋼，具有實(shí)際推廣的價(jià)值，值得注意。

瑞典Avesta Polarit AB開(kāi)發(fā)的LDX 2101 雙相不銹鋼管(21.5%Cr，5%Mn，1.5%Ni，0.22%N)，由于提高了鋼中的氮，獲得了穩(wěn)定的奧氏體，相的平衡與組織穩(wěn)定性都較好，對(duì)金屬間相的析出不敏感，在析出最敏感的溫度650℃，保溫10h后的沖擊值才降至50J，其組織穩(wěn)定性較2205鋼好。該鋼的強(qiáng)度高，耐腐蝕性與304相當(dāng)，可焊接，其壽命周期成本較奧氏體不銹鋼低。

LDX 2101鋼已進(jìn)行工業(yè)試制，在AOD/CLU爐精煉后進(jìn)行連鑄，生產(chǎn)長(zhǎng)材鑄胚和板胚，只是目前尚未大量推廣應(yīng)用，鑒于它具有較好的綜合性能，潛在的用途范圍很寬，尤其用作結(jié)構(gòu)件很有前途，例如可代替 2205雙相不銹鋼用作橋梁結(jié)構(gòu)，還可用制混凝土中的鋼筋，解決在有氯離子污染環(huán)境中材料的腐蝕問(wèn)題，此外，還可取代304和316鋼制造容器、塔器、熱水貯罐和加熱器等。

從世界不銹鋼的消耗量來(lái)看，雙相不銹鋼只占很少的份額，它的價(jià)格還是較高的，從價(jià)格比來(lái)看：若304，304L為1，則 316L為1.3，而2205則為1.6，說(shuō)明要想增加雙相不銹鋼的市場(chǎng)份額，應(yīng)當(dāng)有更廉價(jià)的，能與應(yīng)用最普遍的304(304L)鋼相競(jìng)爭(zhēng)的新鋼種還是有價(jià)值的，當(dāng)然這方面還有許多工作要做。

值得一述的還有含錳超級(jí)雙相不銹鋼管的開(kāi)發(fā)，在德國(guó)開(kāi)發(fā)了含25%Cr，6%Mn，6%Ni，3%Mo，2%W和～0.5%N，還有Cu的高合金鑄鋼，該鋼靠固溶強(qiáng)化，0.2可達(dá)到550MPa，比含0.15%N的類(lèi)似鋼種高出近70MPa，臨界孔蝕溫度(CPT)達(dá)到70℃，耐磨損腐蝕性能好。在奧地利也開(kāi)發(fā)了BO A920(26%Cr，7%Ni，3%Mn，4%Mo，0.35%N)超級(jí)雙相不銹鋼，PREN值達(dá)45，0.2為～600MPa，AK為100～200J，適合用制小尺寸高速運(yùn)轉(zhuǎn)的部件。這兩種鋼目前還處于試驗(yàn)室階段。

一：化學(xué)和石化加工工業(yè)：

這一領(lǐng)域涉及的范圍很寬，工況情況復(fù)雜，介質(zhì)多種多樣，也是使用雙相不銹鋼較早和較多的領(lǐng)域。目前20萬(wàn)，的大型和多套10萬(wàn)t以下的中小型的甲醇合成反應(yīng)器的觸媒管都是采用雙相不銹鋼，大中型裝置采用2205鋼管，使用進(jìn)口管較多，小型裝置多采用18-5Mo型國(guó)產(chǎn)鋼管。 齊魯石化公司氯乙烯裝置的氧氯化反應(yīng)器中的冷卻蛇管的介質(zhì)條件(HCI，水蒸汽)苛刻，目前已使用進(jìn)口的2205雙相不銹鋼管，使用結(jié)果有待觀察。乙烯裝置的催化劑再生冷卻器采用國(guó)產(chǎn)類(lèi)似DP3鋼的00C25Ni7Mo3WCuN雙相不銹鋼做海水冷卻器管，海水出口溫度40t，至今已間歇使用15年，效果很好。 河南煤化工廠的粉煤氣化裝置的數(shù)臺(tái)冷卻器都是采用進(jìn)口2205鋼管制造。未來(lái)5年中國(guó)石化工業(yè)發(fā)展迅速，在建、擬建大型石化項(xiàng)目遍布全國(guó)，按照目前掌握的在建工程和計(jì)劃建設(shè)的項(xiàng)目，而2005年石化行業(yè)對(duì)不銹鋼管的年需求量約為1.6萬(wàn)t。隨著國(guó)產(chǎn)不銹鋼產(chǎn)品質(zhì)量的提高及特殊牌號(hào)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，未來(lái)的5年中國(guó)內(nèi)石化工業(yè)方面不銹鋼的應(yīng)用將會(huì)不斷增加。

二：石油和天然氣工業(yè)：

這是國(guó)外應(yīng)用雙相不銹鋼的主要領(lǐng)域之一，目前鋪設(shè)的油氣輸送管線(xiàn)已有1000km。國(guó)內(nèi)只有南海油田少量使用，全部進(jìn)口。另外，西氣東輸工程西起塔里木盆地的集氣管線(xiàn)考慮要用雙相不銹鋼焊管，國(guó)內(nèi)已有條件生產(chǎn)和制造。煉油工業(yè)是最早使用國(guó)產(chǎn)雙相不銹鋼的部門(mén)，在南京、鎮(zhèn)海、天津、濟(jì)南等煉化公司多集中用在常減壓蒸餾塔的塔頂襯里(或復(fù)合板)、塔內(nèi)構(gòu)件、空冷器和水冷器等，最長(zhǎng)的已使用20年。 對(duì)小規(guī)格雙相不銹鋼無(wú)縫管的生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)已比較成熟，當(dāng)前急需解決的是較大規(guī)格的無(wú)縫管和焊管的生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝有待開(kāi)發(fā)。此外，如何將雙相不銹鋼產(chǎn)品的價(jià)格降下來(lái)，也事關(guān)國(guó)內(nèi)雙相不銹鋼的發(fā)展。固然擴(kuò)大產(chǎn)量，生產(chǎn)對(duì)路適銷(xiāo)產(chǎn)品很重要，不容忽視的是要采用新技術(shù)新工藝，采用氧化鉬球代替金屬鉬，氧化鎳代替金屬鎳，降低冶煉成本，推廣采用雙相不銹鋼連鑄技術(shù)，提高成材率等。

三：在化肥工業(yè)的應(yīng)用：

化肥工業(yè)采用國(guó)產(chǎn)0Cr25Ni6Mo3CuN時(shí)效強(qiáng)化雙相不銹鋼，利用其耐磨損腐蝕性能，用于尿素裝置主工藝管路多種規(guī)格的高壓截止閥的內(nèi)件等，效果不錯(cuò)。目前生產(chǎn)尿素的CO2氣提法和NH3氣提法采用的多是高合金奧氏體不銹鋼，甚至鈦材，國(guó)內(nèi)已開(kāi)始在大型尿素裝置的甲銨泵泵體上采用高鉻雙相不銹鋼以代替316L(尿素級(jí))鋼。80年代以來(lái)，日本東洋工程公司開(kāi)發(fā)的ACES法尿素新工藝中氣提塔、甲銨冷凝器和高壓分解塔三臺(tái)高壓設(shè)備都采用了DP-12(含有微量鎢和銅的25Cr-7Ni-3Mo-N鋼)和R-5(00Cr25Ni6.5Mo1.5N)雙相不銹鋼，前者用于制造氣提管、冷凝管、分解管和輸送管道等，后者則用于高壓設(shè)備的殼體。2005年石化行業(yè)對(duì)不銹鋼管的年需求量約為7800t，預(yù)計(jì)2010年將增加到 9600 t。不銹鋼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已有十多年沒(méi)有修訂，在修訂國(guó)標(biāo)時(shí)必須考慮雙相不銹鋼的納標(biāo)和修訂。國(guó)外對(duì)于占產(chǎn)量80%的2205牌號(hào)專(zhuān)門(mén)制訂了產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)的用戶(hù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，我們也應(yīng)考慮引進(jìn)和吸收，充實(shí)現(xiàn)有的檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)雙相不銹鋼的生產(chǎn)和定貨。另外，大力開(kāi)拓雙相不銹鋼的工業(yè)用與民用的潛在市場(chǎng)(如建筑業(yè)結(jié)構(gòu)、橋梁、混凝土用鋼筋；如制造業(yè)容器、儲(chǔ)罐、化學(xué)品運(yùn)輸船、快艇、槽車(chē)；又如家用設(shè)施高位水箱、電熱水器、住房水汽配管等)，并研制、試用、推廣國(guó)外開(kāi)發(fā)的又適合我國(guó)國(guó)情(缺鎳少鉻)的一些新品種(如低鎳節(jié)約型雙相不銹鋼)，相信中國(guó)推廣雙相不銹鋼有著非常廣闊的應(yīng)用前景。