當今不銹鋼應(yīng)用的領(lǐng)域極為廣泛，本文主要介紹在石油化工的設(shè)備制造領(lǐng)域不銹鋼材料的應(yīng)用情況，考慮到石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用環(huán)境較常態(tài)下更為惡劣，所以對采用的不銹鋼材料提出了更高的要求，尤其是耐腐蝕性能上面。

不銹鋼壓力容器

低溫H2S-HCl-H2O環(huán)境中不銹鋼石化設(shè)備

在常減壓三頂及其冷凝冷卻系統(tǒng)，低于150℃部位存在H2S-HCl-H2O環(huán)境。因為HCl與H2S會相互促進形成循環(huán)腐蝕。碳鋼的均勻腐蝕比較嚴重，Cr13鋼容易發(fā)生點腐蝕，18-8不銹鋼則容易受到應(yīng)力腐蝕影響。在國外一般采用Monel、HastelloyC-4和鈦作復(fù)合材料與內(nèi)件，現(xiàn)在國內(nèi)對塔頂殼體大量應(yīng)用碳鋼和0Cr13Al，內(nèi)件則是0Cr13Al，有時也使用3RE60與2205雙相不銹鋼。0Cr13Al的含碳量小于0.08%，在鋼中加鋁后金屬組織就會含有很多鐵素體，在焊接或熱處理后會產(chǎn)生少量的馬氏體組織，形成較強的抗硫腐蝕能力，因為其較18-8不銹鋼便宜，并且抗應(yīng)力腐蝕能力也更強，還增加了抗點蝕能力，0Cr13Al不僅對氯脆，而且對連多硫酸腐蝕也不敏感。不過這種不銹鋼復(fù)合鋼板和不銹鋼管大多數(shù)靠進口。也有國內(nèi)廠家應(yīng)用2205的，使用效果還不錯。 　　

低溫HCN-H2S-H2O環(huán)境中不銹鋼石化設(shè)備

催化吸收解吸系統(tǒng)存在HCN-H2S-H2O腐蝕環(huán)境。碳鋼容易產(chǎn)生均勻腐蝕、氫鼓泡與SCC，18-8不銹鋼容易發(fā)生SCC。國內(nèi)主要采用0Cr13Al，比如分餾塔、吸收塔、解吸塔與穩(wěn)定塔都是使用碳鋼和0Cr13Al，塔盤則采用0Cr13或1Cr13。也能采用12Cr2AlMoV、08Cr2AlMo，但不能用奧化體不銹鋼焊條焊接鉻鉬鋼或0Cr13鋼，因為易發(fā)生SCC。 　　

低溫RNH2（乙醇胺）-H2S-CO2-H2O環(huán)境中不銹鋼石化設(shè)備

在干氣及液化石油氣脫硫的再生塔、氣體吸收塔重沸器等部位會形成RNH2-H2S-CO2-H2O環(huán)境。盡管碳鋼容易受到均勻腐蝕與SCC的影響，但通常也是大量采用碳鋼來制作設(shè)備，不過此時一定要在焊接后進行消除應(yīng)力處理。但在環(huán)境腐蝕嚴重的重沸器等設(shè)備中最好選擇18-8不銹鋼，如321不銹鋼。

低溫H2S+H2O環(huán)境中不銹鋼石化設(shè)備

濕硫化氫環(huán)境在含硫原油加工中普遍存在。對于H2S＞50×10-6的環(huán)境，為抗SCC與SOHIC（定向應(yīng)力氫誘導(dǎo)開裂）最選擇性能更好的20R16MnR（Ni＜1%，碳當量≤0.43，控制S、P含量），設(shè)備要在焊接后進行熱處理，硬度不能大于HB200，金相組織是鐵素體和珠光體；對H2S＞500×10-6，氰化物＞20×10-6環(huán)境，適合使用20R或16MnR+0Cr13Al復(fù)合殼體，0Cr13作內(nèi)件。對H2S+H2O環(huán)境通常不會選擇18-8不銹鋼，也不能用18-8不銹鋼焊條焊接碳鋼或低合金鋼。如選擇奧氏體不銹鋼，就不能進行冷加工，硬度值不能大于HRC20.5，不然容易受到SCC影響。

高溫S-H2S-RSH環(huán)境中不銹鋼石化設(shè)備

在常減壓塔下部，轉(zhuǎn)油線和高溫換熱器高于24℃部位，隨溫度升高，會產(chǎn)生S-H2S-RSH型腐蝕，所以一般采用的是Cr5Mo、Cr9Mo、Cr13。Cr13不銹鋼就能完全達到抗高溫S-H2S-RSH腐蝕要求。含Cr不銹鋼因為表面生成Cr2O 3、FeCr2S4混合尖晶石型硫化物保護層，所以能有效抗高溫硫腐蝕。要求低的也可以采用加Al、Mo的低合金鋼；要求較高的最好使用18-8不銹鋼。

高溫S-H2S-RSH-RCOOH（環(huán)烷酸）環(huán)境中不銹鋼石化設(shè)備

采用高硫高酸（酸值≥0.5mgKOH/g）原油加工的設(shè)備，如常壓塔下部、減壓塔，催化與焦化的分餾塔、重油管線（尤其彎管）、爐管等，溫度超過240℃就會受到腐蝕，腐蝕速度在270~280℃最大，超過343℃則大幅下降。RCOOH與Fe起作用生成的Fe(RCOO)2是可溶性的，而且對表面FeS膜還有清洗作用。環(huán)烷酸腐蝕主要與酸值、溫度與流速有關(guān)。當酸值小于0.5時，則不考慮影響。在環(huán)烷酸腐蝕環(huán)境下，碳鋼腐蝕率為7~9mm/a，鐵素體不銹鋼與雙相不銹鋼通常超過它們的使用溫度范圍，不適合使用，最好選擇含Mo量大于2%~3%的316與317，304不銹鋼雖然對硫不起作用，但環(huán)烷酸對其仍然會產(chǎn)生一定程度腐蝕，雖然中石化的“選材導(dǎo)則”規(guī)定也可用304不銹鋼，但最好采用316不銹鋼，如仍出現(xiàn)腐蝕，那就要使用317不銹鋼。如遼河原油含酸較高，錦西等煉廠大量使用316與317進行防腐改造。如減壓塔采用20R+316L復(fù)合板，內(nèi)件全部用316L不銹鋼。

高溫H2＋H2S環(huán)境中不銹鋼石化設(shè)備

加氫精制與加氫裂化裝置都是存在高于240℃的H2+H2S環(huán)境，它比單獨的H2與H2S的腐蝕強烈，反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備與管道根據(jù)操作條件，要按照庫柏（Couper）曲線與納爾遜（Nelson）曲線選材。如果反應(yīng)器及反應(yīng)流出物換熱器殼體采用1.0~3.0Cr、0.5~1.0Mo鋼復(fù)層堆焊309S+316L或309S+347，內(nèi)件與管子為0Cr18Ni10Ti。內(nèi)壁不銹鋼堆焊層作用是防止母材CrMo不銹鋼發(fā)生高溫H2+H2S腐蝕，采用雙層堆焊，309S不銹鋼為過渡層，347不銹鋼或316L不銹鋼為防護層，抗裂性優(yōu)于單層堆焊。采用穩(wěn)定化不銹鋼比超低碳鋼好，因為其高溫強度較強。穩(wěn)定化不銹鋼適用于≤450℃，如用于更高溫度則要采用25~20鋼。影響腐蝕主要因素是溫度和H2S濃度。所以作業(yè)要保持謹慎，防止CrMo鋼回火脆性與堆焊層剝離與氫致裂紋。 　　

連多硫酸環(huán)境中不銹鋼石化設(shè)備

連多硫酸是由加工含硫原料的不銹鋼部件在停工時殘留的硫化物遇水與氧反應(yīng)而生成。對奧化體不銹鋼會產(chǎn)生SCC，尤其是長期處于300~400℃而進行敏化處理會促進晶間應(yīng)力腐蝕破裂。主要發(fā)生于臨氫反應(yīng)器不銹鋼堆焊層與內(nèi)件，催化的旋風(fēng)分離器，煙道氣膨脹節(jié)等。工程設(shè)計多選用Ti/C=7~8穩(wěn)定化不銹鋼，但SCC仍時有發(fā)生，一般停工期間應(yīng)即按NECE-RP-OI-75的要求與步驟進行中和堿洗，再用氮封。又如催化高溫?zé)煹罋夤艿郎嫌?21鋼制波紋管膨脹節(jié)，普遍發(fā)生SCC。國外多用Incoloy800合金解決，中科院金屬所開發(fā)B315合金，足以Cr20Ni25為基，加Mo、N、Cu、Nb等元素，已在茂名、上海、廣州等石化廠成功應(yīng)用。