石油煉化行業生產具有操作溫度范圍寬(低溫條件時可達-196℃,高溫時可達500℃以上)、操作壓力復雜(有外壓、真空、常壓、中壓、高壓、超高壓)、操作環境中介質復雜(存在腐蝕性、磨損性、易燃、易爆、有毒等固態、氣態、液態及各種混合介質氯化物、硫化物和其他鹽類)的特點。由于石化行業復雜的溫度、壓力及介質環境,目前使用的多為奧氏體不銹鋼(含耐熱鋼)。雙相不銹鋼由于具有特殊的耐腐蝕性能,在石化行業中正迅速拓展運用;其他如鐵素體、馬氏體及沉淀硬化(hua)不銹鋼、鑄造不銹鋼等也在石化裝置的壓縮機缸體、泵殼和攪拌軸等需要高強度、耐磨損的部件上得到應用。
針對石化系統不同的腐蝕環境,應正確合理選用不銹鋼(gang)。按生產裝置設備設計要求,對于普通環境多采用普通不銹鋼,以304類奧氏體不銹鋼為主;高強度時采用加氮或馬氏體、沉淀硬化不銹鋼;需耐熱時采用含碳較高的高Cr-Ni鋼,需低溫時多采用300系列不銹鋼;特別對于有耐腐蝕要求的,如抗晶間腐蝕時采用超低碳或穩定化不銹鋼,抗鹵素離子點蝕與縫隙腐蝕的采用高CrNiMo不銹鋼,抗應力腐蝕破 裂的采用雙相不銹鋼、超級奧(ao)氏體不銹鋼與某些鐵素(su)體不銹(xiu)鋼等。
在幾個不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)類中(zhong),目前(qian)使(shi)(shi)用(yong)的(de)多為奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)類不(bu)銹(xiu)鋼(gang),特別是在煉油(you)、油(you)氣(qi)儲(chu)存(cun)及集輸、化工等設(she)備中(zhong)應用(yong)廣泛。在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)品(pin)種的(de)選擇上,一般以304為主,其中(zhong)304(18-8類)牌號(hao)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板(ban)、管(guan)(guan)鍛件(jian)用(yong)量最大(da),316、304L、316L的(de)板(ban)、管(guan)(guan)、鍛件(jian)用(yong)量較(jiao)(jiao)大(da),還有TP321、TP347、TP316牌號(hao)的(de)鍋爐管(guan)(guan)、換熱器(qi)(qi)用(yong)量也(ye)較(jiao)(jiao)大(da)。例如,304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)用(yong)于(yu)建造聚合物儲(chu)罐、熱交(jiao)換器(qi)(qi)外殼等;部分(fen)反應器(qi)(qi)塔(ta)(ta)內件(jian)使(shi)(shi)用(yong)316L、TP347等;輸送冰醋酸的(de)液(ye)(ye)體(ti)(ti)汽(qi)車(火車罐車)一般使(shi)(shi)用(yong)304和(he)(he)306鋼(gang)板(ban);在500~600℃使(shi)(shi)用(yong)的(de)石化裝置(zhi),其設(she)備與(yu)管(guan)(guan)道材(cai)料一般以選用(yong)各種奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)為主,如304H、316、321等奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)已得到了廣泛應用(yong);對于(yu)生產(chan)尿素的(de)裝置(zhi),由(you)于(yu)存(cun)在氨基(ji)甲酸銨冷凝液(ye)(ye),有較(jiao)(jiao)強(qiang)的(de)腐蝕性,一般在汽(qi)提塔(ta)(ta)、分(fen)離器(qi)(qi)、冷凝器(qi)(qi)中(zhong)使(shi)(shi)用(yong)316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang);在原(yuan)油(you)勘探和(he)(he)開發中(zhong)常(chang)用(yong)含Cr22以上的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)無磁鉆鋌和(he)(he)鉆桿。表3-1-1給(gei)出了部分(fen)常(chang)用(yong)于(yu)石化行業的(de)304、316類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)應用(yong)情況。
石化行業中的還原性介質、強氧化性介質及含鹵素離子且溫度較高的腐蝕介質,會引起點蝕、縫隙腐蝕與應力腐蝕破裂(SCC)。為解決其局部腐蝕問題,主要通過采用雙相不銹鋼與高NiCrMo合金含量的超級奧氏體不銹鋼。例如,海水凈化工藝裝置用904L不銹鋼板材及不銹鋼管材、煉油工藝常減壓裝置的常壓塔塔頂采用Al-6XN超級襯里的復合材料、上海石化醋酸回收塔為904L塔體。在國外,瑞典選用了6Mo超級奧氏體不銹鋼254SMO制造了濕法工業磷酸儲罐及化肥工業氯酸鹽結晶器。
雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)通常含有較(jiao)高(gao)(gao)含量(liang)(liang)的(de)鉻(ge)、鉬、氮(dan),而(er)且具有奧氏體和鐵素體各(ge)約(yue)占一半的(de)雙(shuang)(shuang)相組織特點,這賦予其(qi)優良(liang)的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)能(尤其(qi)是在含氯環境中(zhong)優良(liang)的(de)耐(nai)點蝕(shi)及(ji)應力腐蝕(shi)性(xing)能)、較(jiao)高(gao)(gao)的(de)強度和良(liang)好的(de)焊接(jie)性(xing)能等(deng)。隨著國(guo)內加(jia)工(gong)高(gao)(gao)含硫(liu)原油(you)數量(liang)(liang)的(de)激增,以及(ji)原料油(you)直接(jie)加(jia)氫(qing)等(deng)新工(gong)藝(yi)的(de)應用,雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)在介質腐蝕(shi)性(xing)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)石(shi)(shi)化工(gong)業設備、加(jia)熱爐(lu)及(ji)管(guan)道的(de)應用越來(lai)越廣(guang)。由于具有特殊的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)能,雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)在石(shi)(shi)化行業中(zhong)正迅速(su)得到推廣(guang)與(yu)運用,雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)用量(liang)(liang)逐漸增大(da)。
目(mu)(mu)前我國石化(hua)行業(ye)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)材(cai)料國產化(hua)率水(shui)平比(bi)較高(gao)。如為(wei)滿(man)足石油(you)(you)、化(hua)工行業(ye)反應(ying)(ying)塔、脫硫塔、加(jia)氫反應(ying)(ying)器等(deng)大型(xing)關鍵設(she)備對高(gao)強度、耐腐蝕、易(yi)焊接(jie)材(cai)料的(de)要求,太鋼(gang)等(deng)企業(ye)研發(fa)的(de)316、321、304系(xi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)厚板和(he)精密焊帶,已應(ying)(ying)用于中(zhong)石油(you)(you)大慶(qing)石化(hua)、中(zhong)石化(hua)浙(zhe)江(jiang)鎮海(hai)、中(zhong)海(hai)油(you)(you)廣(guang)東惠州、浙(zhe)江(jiang)石化(hua)舟山、恒力石化(hua)大連長興島等(deng)千萬噸級(ji)煉(lian)油(you)(you)煉(lian)化(hua)項(xiang)目(mu)(mu),以(yi)及神華寧煤(mei)集(ji)團、伊(yi)泰(tai)伊(yi)犁能(neng)源公司、兗礦集(ji)團等(deng)百(bai)萬噸級(ji)煤(mei)制油(you)(you)項(xiang)目(mu)(mu),產品還出口(kou)德國、意(yi)大利(li)、沙特(te)、伊(yi)朗、科威特(te)、印度、巴基斯坦、馬(ma)來西(xi)亞等(deng)國家。太鋼(gang)熱卷成(cheng)功(gong)供應(ying)(ying)PDO天(tian)然(ran)氣(qi)管(guan)道項(xiang)目(mu)(mu)、阿穆(mu)爾(er)天(tian)然(ran)氣(qi)項(xiang)目(mu)(mu),中(zhong)板成(cheng)功(gong)助力中(zhong)海(hai)油(you)(you)江(jiang)蘇(su)LNG配套管(guan)道項(xiang)目(mu)(mu)、江(jiang)蘇(su)LNG氣(qi)化(hua)高(gao)端裝備項(xiang)目(mu)(mu)。
武進(jin)不(bu)(bu)銹(xiu)開發了(le)具有自(zi)主知識(shi)產(chan)(chan)權的(de)高壓(ya)臨(lin)氫用(yong)大口(kou)徑厚壁N08825合(he)金(jin)管,產(chan)(chan)品的(de)機械、理(li)化性能達到(dao)國際先進(jin)水平,滿足(zu)高壓(ya)臨(lin)氫用(yong)合(he)金(jin)無縫管的(de)使用(yong)要求。產(chan)(chan)品用(yong)于(yu)中化泉(quan)州(zhou)1200萬噸(dun)/年煉油項目(mu)(見圖(tu)3-1-2),替代進(jin)口(kou)、節(jie)約了(le)成本、縮短(duan)了(le)交貨期,為項目(mu)的(de)按(an)時順利投(tou)產(chan)(chan)奠(dian)定了(le)堅實的(de)基(ji)礎,受到(dao)了(le)中化泉(quan)州(zhou)的(de)表揚。武進(jin)不(bu)(bu)銹(xiu)還為俄羅斯(si)阿菲普斯(si)基(ji)煉油廠(見圖(tu)3-1-3)提供油氣輸送(song)用(yong)TP304/304L、TP316/316L、S31254不(bu)(bu)銹(xiu)鋼焊(han)管12000余(yu)噸(dun),創匯4700萬美元;為Horst Kurvers Gmbh 提供雙相(xiang)鋼無縫鋼管2500余(yu)噸(dun),創匯1600萬美元。
大明不(bu)銹鋼服務石化、空分(fen)等行(xing)(xing)業,主要(yao)包括(kuo)大型(xing)容(rong)器的(de)(de)制(zhi)作,材(cai)料涵蓋普通不(bu)銹鋼、超級奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼、雙(shuang)相不(bu)銹鋼、鎳基合金(jin)等;LNG項(xiang)目(mu)大型(xing)儲罐的(de)(de)制(zhi)造、LNG等行(xing)(xing)業小(xiao)型(xing)容(rong)器的(de)(de)制(zhi)造,主要(yao)材(cai)料為(wei)304、316L等;同時還(huan)涵蓋角鋼、法蘭、封頭、結構件(jian)等的(de)(de)綜合配(pei)套(tao),如圖(tu)3-1-4~圖(tu)3-1-8所示(shi)。
武(wu)進不銹開發(fa)出(chu)了具(ju)有優良(liang)的(de)抗腐蝕(shi)性、低溫(wen)韌性和良(liang)好(hao)的(de)低溫(wen)強度的(de)LNG用大(da)口徑焊管,助(zhu)力大(da)型LNG裝備國產化。2009年產品供貨(huo)江(jiang)蘇LNG項目(mu),作為(wei)國內第一個國產化LNG項目(mu),該項目(mu)于2011年正(zheng)式投產(見圖3-1-9)。
江蘇新宏(hong)大集團開發的不(bu)銹鋼制30萬噸(dun)大型磷酸(suan)裝(zhuang)置攪拌設備和反(fan)應(ying)釜如圖(tu)3-1-10和圖(tu)3-1-11所(suo)示。
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