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什么是尿素級(jí)不銹鋼，316L Mod用在什么方面
發(fā)布者：江蘇涌華金屬科技有限公司 閱讀：679次
眾所周知，尿素可作化肥使用，但你知道嗎？尿素也是重要的化工原料，以及醫(yī)藥藥劑原材料。但是，尿素設(shè)備廠家制造尿素生產(chǎn)設(shè)備所用的材料，尤其是尿素級(jí)超低碳奧氏體不銹鋼（簡(jiǎn)稱(chēng)尿素級(jí)不銹鋼），則長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口。國(guó)內(nèi)外一般大量采用二氧化碳汽提工藝來(lái)生產(chǎn)尿素，在14~25MPa高壓和180~210溫度條件下，由二氧化碳和氨合成。在高溫高壓條件下，尿素生產(chǎn)過(guò)程中的中間反應(yīng)物——氨基甲酸銨（尿素甲銨液）等。
由于尿素級(jí)不銹鋼在尿素生產(chǎn)設(shè)備中高溫、高壓下的甲銨液強(qiáng)烈腐蝕介質(zhì)中服役，因此要求十分苛刻。良好的抗腐蝕性能要求低碳、低硫、低磷。普通的奧氏體不銹鋼在尿素介質(zhì)中的耐腐蝕性能并不理想，隨著國(guó)內(nèi)特殊鋼冶煉新技術(shù)的進(jìn)步，采用“爐外精煉+電渣重熔”工藝冶煉超低碳不銹鋼，可提高鋼的純凈度，使尿素級(jí)不銹鋼的國(guó)產(chǎn)化成為可能。延長(zhǎng)AOD熔化時(shí)間可以降低碳、硫的含量，但是不會(huì)降低磷的含量。制造商只能選用低磷原材料。這些要求造成尿素級(jí)不銹鋼價(jià)格相當(dāng)高。
最主要的尿素級(jí)不銹鋼牌號(hào)是尿素級(jí)25.22.2（中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)00Cr25Ni22Mo2，歐洲EN標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)X2CrNiMoN25-22-2，商業(yè)牌號(hào)310MoLN，）美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)牌號(hào)UNS S31050，美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)牌號(hào)ASME CODE CASE 2038）和尿素級(jí)316L Mod（中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)022Cr17Ni14Mo2，歐洲EN標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)X2CrNiMoN18-14-3，美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)牌號(hào)UNS S31603，3R60 U.G.）。
尿素級(jí)25.22.2不銹鋼的主要特點(diǎn)是低硅、高氮，并具有穩(wěn)定的奧氏體組織及高抗腐蝕性；尿素級(jí)316L Mod不銹鋼的主要特點(diǎn)是低硅、高鉬，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。
尿素級(jí)不銹鋼材料國(guó)外生產(chǎn)廠家如下——板材：瑞典Outokumpu；鋼管：瑞典Sandvik、德國(guó)SMST、日本住友金屬（已被合并至日本新日鐵住金）等；圓棒和管坯：瑞典Outokumpu、瑞典Sandvik和德國(guó)SMST；配套焊接材料：瑞典Sandvik和Avesta（已被并入奧鋼聯(lián)伯樂(lè)焊接集團(tuán)）。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)尿素級(jí)不銹鋼尚未形成國(guó)家級(jí)或協(xié)會(huì)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，只有一些尿素工程公司制定的企業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如中國(guó)五環(huán)工程有限公司的14-A32S-95《尿素廠X2CrNiMo25-22-2不銹鋼的材料要求》、30-A10S-95《尿素廠316L Mod不銹鋼的材料要求》，以及意大利Snamprogetti公司的《SPC.CR.UR.510 Rev.03一般規(guī)范尿素裝置用奧氏體不銹鋼高壓部分》等。上述規(guī)范對(duì)尿素級(jí)不銹鋼的化學(xué)成分、金相組織、耐腐蝕性能提出了特殊要求，但其本身不是一個(gè)獨(dú)立的材料標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)與各國(guó)的不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)配合使用。
尿素鋼的關(guān)鍵點(diǎn)：
（1）成品鋼管的組織為奧氏體，鐵素體含量嚴(yán)格控制在≤0.6%，并且沒(méi)有其他相析出。
（2）固溶處理狀態(tài)下，按照ASTM A-262中進(jìn)行HUEY休氏試驗(yàn)（65%沸騰硝酸失重檢驗(yàn)）。
尿素級(jí)25.22.2不銹鋼：48h、10個(gè)沸騰周期的平均總腐蝕率不超過(guò)1μm；第9、10周期的腐蝕率不得超過(guò)第8、9周期值中最低值的50%；休氏試驗(yàn)后，通過(guò)顯微鏡檢測(cè)測(cè)定的選擇性腐蝕的浸蝕在任何地方不超過(guò)70μm。
尿素級(jí)316L Mod不銹鋼：48h、5個(gè)沸騰周期的平均總腐蝕率不超過(guò)3.3μm；第4、5周期的腐蝕率不得超過(guò)第3、4周期值中最低值的50%；休氏試驗(yàn)后，通過(guò)顯微鏡檢測(cè)測(cè)定的選擇性腐蝕的浸蝕在垂直于軋制方向不超過(guò)70μm，在平行于軋制方向不超過(guò)200μm。
尿素級(jí)不銹鋼都要求通過(guò)晶間腐蝕檢驗(yàn)。晶間腐蝕評(píng)定的目的是為了檢驗(yàn)鋼種的化學(xué)成分和鋼材在生產(chǎn)過(guò)程中工藝控制的好壞。休氏試驗(yàn)是一種檢測(cè)晶間腐蝕傾向的方法，在某種程度上可反映出選擇性腐蝕和C、Si、P等有害元素對(duì)晶間腐蝕的影響，用于評(píng)定尿素介質(zhì)中使用的Cr-Ni-Mo奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕敏感性，現(xiàn)是國(guó)際公認(rèn)的通用方法。
影響尿素級(jí)不銹鋼休氏試驗(yàn)腐蝕傾向的因素有很多，可以概括為：鋼的內(nèi)在品質(zhì)和表面質(zhì)量要受鋼的冶煉、加工等過(guò)程各方面的影響。大量的研究和試驗(yàn)表明：對(duì)于尿素級(jí)不銹鋼，除化學(xué)成分、組織、性能外，鋼的純凈度和表面質(zhì)量對(duì)尿素級(jí)不銹鋼的成功研發(fā)有極其重要的影響。
在3R60 U.G.尿素鋼中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)選擇性腐蝕，類(lèi)似的情況在Huey檢測(cè)中也會(huì)被看到。當(dāng)更換設(shè)備或是進(jìn)行焊接修理時(shí)，對(duì)腐蝕較嚴(yán)重的地方用2RE69 來(lái)抗腐蝕。
由于尿素級(jí)不銹鋼在尿素生產(chǎn)設(shè)備中高溫、高壓下的甲銨液強(qiáng)烈腐蝕介質(zhì)中服役，因此要求十分苛刻。良好的抗腐蝕性能要求低碳、低硫、低磷。普通的奧氏體不銹鋼在尿素介質(zhì)中的耐腐蝕性能并不理想，隨著國(guó)內(nèi)特殊鋼冶煉新技術(shù)的進(jìn)步，采用“爐外精煉+電渣重熔”工藝冶煉超低碳不銹鋼，可提高鋼的純凈度，使尿素級(jí)不銹鋼的國(guó)產(chǎn)化成為可能。延長(zhǎng)AOD熔化時(shí)間可以降低碳、硫的含量，但是不會(huì)降低磷的含量。制造商只能選用低磷原材料。這些要求造成尿素級(jí)不銹鋼價(jià)格相當(dāng)高。
最主要的尿素級(jí)不銹鋼牌號(hào)是尿素級(jí)25.22.2（中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)00Cr25Ni22Mo2，歐洲EN標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)X2CrNiMoN25-22-2，商業(yè)牌號(hào)310MoLN，）美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)牌號(hào)UNS S31050，美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)牌號(hào)ASME CODE CASE 2038）和尿素級(jí)316L Mod（中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)022Cr17Ni14Mo2，歐洲EN標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)X2CrNiMoN18-14-3，美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)牌號(hào)UNS S31603，3R60 U.G.）。
尿素級(jí)25.22.2不銹鋼的主要特點(diǎn)是低硅、高氮，并具有穩(wěn)定的奧氏體組織及高抗腐蝕性；尿素級(jí)316L Mod不銹鋼的主要特點(diǎn)是低硅、高鉬，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。
尿素級(jí)不銹鋼材料國(guó)外生產(chǎn)廠家如下——板材：瑞典Outokumpu；鋼管：瑞典Sandvik、德國(guó)SMST、日本住友金屬（已被合并至日本新日鐵住金）等；圓棒和管坯：瑞典Outokumpu、瑞典Sandvik和德國(guó)SMST；配套焊接材料：瑞典Sandvik和Avesta（已被并入奧鋼聯(lián)伯樂(lè)焊接集團(tuán)）。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)尿素級(jí)不銹鋼尚未形成國(guó)家級(jí)或協(xié)會(huì)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，只有一些尿素工程公司制定的企業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如中國(guó)五環(huán)工程有限公司的14-A32S-95《尿素廠X2CrNiMo25-22-2不銹鋼的材料要求》、30-A10S-95《尿素廠316L Mod不銹鋼的材料要求》，以及意大利Snamprogetti公司的《SPC.CR.UR.510 Rev.03一般規(guī)范尿素裝置用奧氏體不銹鋼高壓部分》等。上述規(guī)范對(duì)尿素級(jí)不銹鋼的化學(xué)成分、金相組織、耐腐蝕性能提出了特殊要求，但其本身不是一個(gè)獨(dú)立的材料標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)與各國(guó)的不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)配合使用。
尿素鋼的關(guān)鍵點(diǎn)：
（1）成品鋼管的組織為奧氏體，鐵素體含量嚴(yán)格控制在≤0.6%，并且沒(méi)有其他相析出。
（2）固溶處理狀態(tài)下，按照ASTM A-262中進(jìn)行HUEY休氏試驗(yàn)（65%沸騰硝酸失重檢驗(yàn)）。
尿素級(jí)25.22.2不銹鋼：48h、10個(gè)沸騰周期的平均總腐蝕率不超過(guò)1μm；第9、10周期的腐蝕率不得超過(guò)第8、9周期值中最低值的50%；休氏試驗(yàn)后，通過(guò)顯微鏡檢測(cè)測(cè)定的選擇性腐蝕的浸蝕在任何地方不超過(guò)70μm。
尿素級(jí)316L Mod不銹鋼：48h、5個(gè)沸騰周期的平均總腐蝕率不超過(guò)3.3μm；第4、5周期的腐蝕率不得超過(guò)第3、4周期值中最低值的50%；休氏試驗(yàn)后，通過(guò)顯微鏡檢測(cè)測(cè)定的選擇性腐蝕的浸蝕在垂直于軋制方向不超過(guò)70μm，在平行于軋制方向不超過(guò)200μm。
尿素級(jí)不銹鋼都要求通過(guò)晶間腐蝕檢驗(yàn)。晶間腐蝕評(píng)定的目的是為了檢驗(yàn)鋼種的化學(xué)成分和鋼材在生產(chǎn)過(guò)程中工藝控制的好壞。休氏試驗(yàn)是一種檢測(cè)晶間腐蝕傾向的方法，在某種程度上可反映出選擇性腐蝕和C、Si、P等有害元素對(duì)晶間腐蝕的影響，用于評(píng)定尿素介質(zhì)中使用的Cr-Ni-Mo奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕敏感性，現(xiàn)是國(guó)際公認(rèn)的通用方法。
影響尿素級(jí)不銹鋼休氏試驗(yàn)腐蝕傾向的因素有很多，可以概括為：鋼的內(nèi)在品質(zhì)和表面質(zhì)量要受鋼的冶煉、加工等過(guò)程各方面的影響。大量的研究和試驗(yàn)表明：對(duì)于尿素級(jí)不銹鋼，除化學(xué)成分、組織、性能外，鋼的純凈度和表面質(zhì)量對(duì)尿素級(jí)不銹鋼的成功研發(fā)有極其重要的影響。
在3R60 U.G.尿素鋼中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)選擇性腐蝕，類(lèi)似的情況在Huey檢測(cè)中也會(huì)被看到。當(dāng)更換設(shè)備或是進(jìn)行焊接修理時(shí)，對(duì)腐蝕較嚴(yán)重的地方用2RE69 來(lái)抗腐蝕。
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