太鋼雙相不銹鋼的發(fā)展及在壓力容器中的應(yīng)用

太鋼緊緊圍繞雙相不銹鋼的應(yīng)用推廣，做了大量工作，依次通過了CCS、LR、GR、BV、DNV、ABS等多國船級社認(rèn)證，并成為殼牌機(jī)油、嘉實(shí)多的合格供應(yīng)商，可按照GB24511、ASTM、EN、JIS等多國規(guī)范及其API標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)制造雙相不銹鋼商品，并且在石油化工、制鹽、造船業(yè)、造紙工業(yè)、核電廠、水利、海水淡化設(shè)備、離心水泵、交通出行、天燃?xì)饧瘹夤芫€、金屬幕墻等多領(lǐng)域獲得取得成功運(yùn)用。下列就太鋼雙相不銹鋼在壓力容器行業(yè)中的應(yīng)用做一介紹。

3.1 造紙?jiān)O(shè)備在造紙行業(yè)領(lǐng)域中,蒸制與漂白劑是兩個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，與之相關(guān)的機(jī)器設(shè)備均遭受不同程度的腐蝕。傳統(tǒng)的硫氰酸鉀法蒸制加工工藝中蒸制液的主要成分是NaOH和Na2S，還有一些來自于堿回收系統(tǒng)的Na2CO3、Na2SO4、Na2SO3和Na2S2O3，假如封閉式循環(huán)用水，蒸制液中的NaCl成分會(huì)大量提升。傳統(tǒng)式蒸制機(jī)器設(shè)備大多是高壓容器，在160～180℃的工作溫度下，上述的酸鹽對設(shè)備都是有腐蝕功效。而漂白劑廢水對環(huán)境危害較大、環(huán)境污染最嚴(yán)重，漂白劑設(shè)備的腐蝕物質(zhì)通常是氰酸鈉段Cl-、H 及其氧化物Cl2、ClO2，在氰酸鈉塔上或洗漿機(jī)上都有比較嚴(yán)重腐蝕狀況，不可以用316L。

太鋼產(chǎn)2304、2205雙相不銹鋼大批量用以世界知名的美卓集團(tuán)公司（Mesco）、安德里茨（Andritz）的紙廠新項(xiàng)目，蒸煮器、氧脫木質(zhì)素反應(yīng)釜等用2304、2205雙相不銹鋼生產(chǎn)制造，較切實(shí)解決了防腐蝕難題，同時(shí)在厚度的薄化方面具有明顯優(yōu)點(diǎn)。

3.2 PTA新項(xiàng)目2000年聚脂產(chǎn)業(yè)化取得成功，我國的聚脂生產(chǎn)能力獲得了迅猛發(fā)展，聚脂原材料精對苯二甲酸（PTA）設(shè)備還在以一年30％以上的增速快速建造，變成石油化工行業(yè)項(xiàng)目投資的熱點(diǎn)。伴隨著設(shè)計(jì)產(chǎn)能的提升（從900kt/a到2000kt/a）,機(jī)器設(shè)備外觀設(shè)計(jì)主要參數(shù)也會(huì)跟著變大,因此需要在耐腐蝕性和經(jīng)濟(jì)效益中間尋找均衡，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在PTA加工工藝中，由于有冰醋酸和溴離子的存在，介質(zhì)的腐蝕性很強(qiáng)，在溫度高過135℃的場合下，工藝技術(shù)均選用了鋯材，但在別的場所，依據(jù)物質(zhì)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)有效的原則[22]，更多地選用2205取代316L、3l7L以及904L。在PTA設(shè)備中，運(yùn)用雙相不銹鋼的典型機(jī)器設(shè)備見表8[23]。

除此之外，雙相不銹鋼都是旋轉(zhuǎn)蒸汽管道烘干機(jī)的加溫傳熱管的理想選料。在含溴離子和TA顆粒的冰醋酸物質(zhì)中，與304、3l6L、3l7L對比，盡管耐腐蝕損壞特性在低溫時(shí)差別不大，但當(dāng)溫度超出80℃，耐腐蝕損壞特性的差異逐漸增加，在其中304最爛，3l7L，3l6L其次，2205最好是[24]。

太鋼的2205中厚板根據(jù)中國化工設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)方案，在嘉興市60萬噸級/年、大連市逸盛150萬噸級/年P(guān)TA新項(xiàng)目獲得取得成功運(yùn)用。

3.3 筒體制做生產(chǎn)加工因?yàn)殡p相不銹鋼具有較高的抗拉強(qiáng)度，因而筒體成型后的回彈力極強(qiáng)；與此同時(shí)延伸率稍低（一般25%～30%），因此需要更大的彎曲半徑及必要的中間退火。筒體生產(chǎn)加工一般分為冷成型、熱成型。

在冷成型時(shí)由于雙相不銹鋼的各種各樣，因而開料規(guī)格比標(biāo)準(zhǔn)大4%，避免因包邊條力不足而產(chǎn)生起包。變形硬底化隨冷拉水平擴(kuò)大，后面生產(chǎn)加工更加艱難，故對形變度超出15％須分?jǐn)?shù)次成型。充分考慮475℃延性及其σ相延性，因而冷成型正中間生產(chǎn)加工賠償溫度一般控制在150～200℃中間，而熱成型終結(jié)溫度務(wù)必控制在950℃之上[25]。

筒體冷成型一般不做時(shí)效處理，但是當(dāng)變形量超出20%的時(shí)候應(yīng)采用固溶熱處理。熱成型筒體必須進(jìn)行時(shí)效處理，加溫到1020～1100℃后，快冷（水冷散熱）。太鋼生產(chǎn)的2101、2304、2205、2507等系列雙相不銹鋼均取得成功作出了筒體抑制，并且在石油化工、高壓容器中得到廣泛運(yùn)用。

3.4 真空泵制鹽真空制鹽是把鹽漿根據(jù)多效燒開揮發(fā)，最后造成鹽結(jié)晶的過程。因?yàn)辂}漿里的Cl-具有很強(qiáng)的腐蝕性，特別在井礦鹽的真空裝置制鹽生產(chǎn)系統(tǒng)中，隨溫度上升，鹵汁濃度值提升，腐蝕也越來越厲害。最典型的腐蝕為點(diǎn)腐蝕及其地應(yīng)力腐蝕裂開，在淮安市井繩鹽礦應(yīng)用316L，曾發(fā)生了地應(yīng)力腐蝕裂開。以重慶市索特百萬噸級真空泵制鹽工程項(xiàng)目為例子[26]，鹵汁通過處理后，進(jìn)到揮發(fā)罐鹵汁成份如下所示：

目前國內(nèi)的真空泵制鹽揮發(fā)罐的材質(zhì)均采用雙相不銹鋼及雙相不銹鋼夾芯板，取代傳統(tǒng)的316L低合金鋼，較切實(shí)解決了機(jī)器設(shè)備結(jié)鹽垢、腐蝕及其地應(yīng)力腐蝕毀壞的問題[27]。太鋼產(chǎn)的18-5、2205夾芯板取得成功用于亞洲最大的真空泵制鹽新項(xiàng)目——重慶市索特百萬噸級/年真空泵制鹽、湖北省藍(lán)天白云60萬噸級/年真空泵制鹽等項(xiàng)目。

3.5 工業(yè)級板式熱交換器板式熱交換器因其高效率、緊密、金屬材料耗量減少等特點(diǎn)越來越遭受各行業(yè)的親睞[28]，一般分為全焊式和可拆式二種，現(xiàn)階段雙相不銹鋼在該領(lǐng)域已經(jīng)得到了取得成功運(yùn)用。全焊式原材料的厚度一般為2.0mm，可拆式的厚度為0.6～0.8mm。二者對比，后者的波形板對雙相不銹鋼的冷成型性要求更加嚴(yán)苛。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，因?yàn)殡p相不銹鋼強(qiáng)度大，在45°的 r 值（塑性應(yīng)變比）較0°、90°高，使之承擔(dān)繁雜成型的條件比較有益。

太鋼生產(chǎn)的0.6～2.0mm的2205冷板，仍在中國板式熱交換器制做層面獲得取得成功運(yùn)用，機(jī)器運(yùn)行優(yōu)良。

3.6 天燃?xì)饧瘹夤芫€在油氣開采環(huán)節(jié)中，集氣管線需在含有大量H2S、CO2和Cl－乃至很高的Cl－酸性環(huán)境中服現(xiàn)役[29]。我國的川氣東送首發(fā)站卡拉218公里就選用2205制成的直縫鋼管，在其中煤田天燃?xì)獠沙鏊荂aCl2，Cl-成分是100677mg/l，pH值5.91～7.23，集氣主干線CO2為0.1MPa，運(yùn)輸溫度為-30～80℃[30]。2010～2011年，太鋼通過了殼牌機(jī)油的驗(yàn)證，并帶來了5000噸2205板卷，用于制做PDO（阿曼國家石油公司）天燃?xì)饧瘹夤芫€，設(shè)計(jì)方案溫度為0～120℃，設(shè)計(jì)壓力為13MPa[31]，訂購標(biāo)準(zhǔn)為API-5LC的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

3.7 石油化工中國煉油廠領(lǐng)域從上世紀(jì)80時(shí)代慢慢在硫含量和呈酸性石油的加工設(shè)備中使用雙相不銹鋼。在pH為7～8.5，Cl－≤500ppm，H2S≤1000ppm的常減壓裝置物質(zhì)條件下，以及在REAC（加氫反應(yīng)流出物空冷器）中，NH4HS的含量達(dá)10％，流動(dòng)速度為9.15m/s，應(yīng)用效果良好[32]。最近，山東齊魯260萬噸級/年低溫蠟燭加氫裝置中的熱高分?jǐn)?shù)氣空冷器，實(shí)際操作溫度：100℃；實(shí)際操作物質(zhì)：熱高分?jǐn)?shù)燃?xì)猓ê琀2S、NH3、氯、H2O等）；操作壓力：11.3MPa；選用了太鋼產(chǎn)的2205中板。

4、結(jié)果

4.1 經(jīng)歷過三個(gè)不一樣歷史階段，雙相不銹鋼到目前已經(jīng)形成了通用化，并在今后繼續(xù)向經(jīng)濟(jì)實(shí)用和非常型方向發(fā)展。

4.2 雙相不銹鋼具備高韌性、良好的耐點(diǎn)腐蝕、耐地應(yīng)力腐蝕、焊接性能，完成了成本低與性能卓越的完美融合；同時(shí)由于在不同溫度存有的有危害相進(jìn)行析出，因而使用溫度層面遭到一定限定。

4.3 經(jīng)過不懈奮斗，太鋼達(dá)到了冶煉廠、熱處理、熱處理工藝等多項(xiàng)重要瓶頸問題，取得成功開發(fā)了不一樣鋁合金的雙相不銹鋼系列產(chǎn)品種類，并且在造紙?jiān)O(shè)備、PTA化工廠、板式熱交換器、筒體制做、天然氣管線、真空泵制鹽等多個(gè)高壓容器行業(yè)獲得取得成功運(yùn)用。