在石化行業(yè)較有推廣前景的現(xiàn)代鐵素體不銹鋼有多個鋼種。
第一種,00Cr18Ti鋼。
00Cr18Ti鐵素體不銹鋼,即美國UNS S43035或439、日本SUS430LX、中國S11863或022Cr18Ti。該鋼種是一種用鈦穩(wěn)定化的超低碳鐵素體不銹鋼,它的化學(xué)成分設(shè)計去除了對晶蝕的敏感性,并且不會在焊接熱影響區(qū)生成馬氏體。嚴(yán)格控制其化學(xué)成分,可得到優(yōu)良的塑性、可焊性和耐蝕性,比早年的0Cr17Ti和Cr17Ti性能得到明顯的改進(jìn)。特別是它具有較高的抗氯化物SCC與抗連多硫酸SCC性能,而且其抗一般點蝕與縫蝕性能接近304L。因此,該鋼種可部分代替304L鋼,用于各種冷凝器、給水加熱器和潤滑系統(tǒng)冷卻器中作換熱管。
該鋼種焊接、卷邊、擴(kuò)管等加工方式與304鋼類似。但該鋼種的缺陷是塑性脆性轉(zhuǎn)變溫度較高(通常為0℃),而且長時間處于260℃~650℃可能會變脆,但加熱至815℃并快速冷卻處理可以恢復(fù)韌性。展望該鋼種可應(yīng)用于腐蝕性不強(qiáng)的化工介質(zhì)中,如輸送稀硝酸、硝銨、化纖(維綸、聚酯、丙烯腈和乙二醇等)的常壓與低壓管線,以及儲存槽。
第二種,0000Cr26Mo鋼。
0000Cr26Mo鋼為高純鐵素體不銹鋼,即美國E-Bite26-1鋼或UNS S44627、日本XM27、中國S12791或008Cr27Mo。該鋼種采用真空感應(yīng)加上電子束熔煉或電渣重熔聯(lián)合精煉,控制間隙元素C和N質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過0.02%,使塑性得到改善,脆性轉(zhuǎn)變溫度降低到-60℃。該鋼種因含有較高的Cr和Mo,在許多環(huán)境中具有優(yōu)異的耐蝕性,特別在氯化物、有機(jī)酸、氧化性酸與熱濃堿液中耐均勻腐蝕性能尤佳。
該鋼種在高純鋼焊后不產(chǎn)生精簡腐蝕,抗點蝕與縫蝕,特別在氯化物、連多硫酸、硫化氫和強(qiáng)堿中也不產(chǎn)生SCC,因此高純Cr26Mo鋼可用于蒸發(fā)器列管,比純鎳管更便宜,且壽命長得多。展望該鋼種可用于醋酸、精對苯二甲酸(PTA)和聚乙烯醇(PVA)的生產(chǎn)裝置中,作為冷卻器解決含雜醋酸腐蝕問題,以取代316L、317L、904L等奧氏體不銹鋼。該鋼種也可用于處理某些氧化性鹽溶液的蒸發(fā)器和次氯酸的漂白設(shè)備。但由于該鋼種采用雙真空熔煉生產(chǎn),成本太高,難以推廣。
第三種,00Cr27Mo4Ni3NbT鋼。
00Cr27Mo4Ni3NbT鋼,即美國Ply?鄄mouth公司的SEA-CuRE(也稱海優(yōu))鋼或UNS S44660及瑞典Naby公司的Monit鋼或UNS S44635,日本與中國無相應(yīng)鋼號。該鋼種用Ti與Nb作為穩(wěn)定化元素并通過AOD精煉達(dá)到超低碳含量,具有高強(qiáng)度、延性佳、加工硬化率低等特性。由于添加了鎳,它的塑性脆性轉(zhuǎn)變溫度達(dá)-84℃,比不含鎳的同類鐵素體鋼低,其特性使它同時具有較高的設(shè)計許用應(yīng)力與優(yōu)良的加工性能。該鋼種在氧化性酸與有機(jī)酸(醋酸、甲酸、草酸)中耐蝕性良好,尤其在氯化物(如海水)環(huán)境中抗點縫隙腐蝕和抗SCC性能較好。該鋼種可用于電廠冷凝器與給水加熱器,以及海水淡化熱交換器等。美國燃?xì)鈪f(xié)會已批準(zhǔn)SEA-CuRE鋼用于燃?xì)饫淠O(shè)備。
此外,該鋼種在石化工業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景,如用于煉化廠的常減壓、催化裂化、脫硫和酸性水汽提等裝置的冷卻器、冷凝器,以及醋酸、PTA和PVA等生產(chǎn)裝置的冷卻器、冷凝器,可代替316L、2205和904L等。
第四種,0Cr13Al鋼。
0Cr13Al鐵素體不銹鋼即美國UNS S40500或405鋼、日本SUS405、中國S11348或06Cr13Al。0Cr13Al鋼的C質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.08%以下,并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)約0.2%的Al,在全溫度范圍會穩(wěn)定鐵素體組織。該鋼種的塑性、韌性、冷成型性、可焊性比其他含鉻高的鐵素體鋼好,而且該鋼種與碳鋼膨脹系數(shù)相近,易于制造復(fù)合鋼板。因此國內(nèi)石化系統(tǒng)煉化裝置已普遍采用0Cr13Al鋼。SH/T3096-2001《加工高硫原油重要裝置主要設(shè)備設(shè)計選材導(dǎo)則》已規(guī)定選用0Cr13Al用作常減壓裝置初餾塔、常壓塔、減壓塔與汽提塔殼體與塔盤,催化裂化裝置分餾塔、吸收塔、解吸塔殼體,加氫裂化裝置脫硫化氫氣體塔、脫乙烷塔殼體。
第五種,低鉻不銹鋼。
由于鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%~30%的鐵素體不銹鋼成本較高,開發(fā)應(yīng)用低鉻不銹鋼符合資源節(jié)約的需要。美國、日本和中國已開發(fā)0Cr11~12或加Mo、Ti、Nb元素,這些鋼可用作汽車排氣、凈化處理裝置與消聲器等。此外,美國已將1Cr5Mo(T5)、1Cr7Mo、1Cr9Mo(T9)列入UNS編號,分別為S50100、S50300和S50400,名義上已把這些CrMo鋼看作不銹鋼。這些低鉻鋼由于含碳量稍高(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10%~0.15%),Cr含量又較低,不是鐵素體鋼,而是馬氏體鋼。這些鋼由于表面形成較穩(wěn)定的尖晶石型化合物FeCr2O4保護(hù)膜,具有較好的高溫化學(xué)穩(wěn)定性能和防氧化、防硫化性能,可廣泛用于煉油廠常減壓、催化裂化、延遲焦化、加氫裂化等裝置的爐管、換熱器、反應(yīng)器和管道。