一、鑄鐵
常(chang)用(yong)(yong)(yong)(yong)的鑄(zhu)鐵有(you)可(ke)(ke)(ke)鍛鑄(zhu)鐵和球墨鑄(zhu)鐵兩種。一(yi)般限制條件:使用(yong)(yong)(yong)(yong)在介(jie)(jie)質(zhi)溫(wen)度為-29~343℃的受壓(ya)或(huo)(huo)非受壓(ya)管(guan)(guan)道(dao);不(bu)得用(yong)(yong)(yong)(yong)于輸送介(jie)(jie)質(zhi)溫(wen)度高于150℃或(huo)(huo)表壓(ya)大(da)于2.5MPa的可(ke)(ke)(ke)燃(ran)流體(ti)(ti)管(guan)(guan)道(dao);不(bu)得用(yong)(yong)(yong)(yong)于輸送任何溫(wen)度壓(ya)力條件的有(you)毒介(jie)(jie)質(zhi);不(bu)得用(yong)(yong)(yong)(yong)于輸送溫(wen)度和壓(ya)力循(xun)環變(bian)化或(huo)(huo)管(guan)(guan)道(dao)有(you)振動的條件下。實際上,可(ke)(ke)(ke)鍛鑄(zhu)鐵經常(chang)被用(yong)(yong)(yong)(yong)于不(bu)受壓(ya)的閥(fa)門(men)手(shou)輪和地(di)下管(guan)(guan)道(dao);球墨鑄(zhu)鐵經常(chang)被用(yong)(yong)(yong)(yong)于工(gong)業用(yong)(yong)(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)中的閥(fa)門(men)閥(fa)體(ti)(ti)。奧氏體(ti)(ti)球墨鑄(zhu)鐵經低溫(wen)沖擊試驗合格(ge)后(hou),可(ke)(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)(yong)于-196℃。
二、普通碳素鋼
限制條件:沸騰鋼應(ying)限用(yong)在(zai)設計(ji)壓(ya)力(li)不超過0.6MPa、設計(ji)溫(wen)度為0℃的(de)條件下(xia),不得(de)用(yong)于(yu)易(yi)燃或(huo)有(you)毒流體(ti)的(de)管道(dao),不得(de)用(yong)于(yu)石油液化(hua)氣介質和有(you)應(ying)力(li)腐蝕的(de)環境中;鎮靜鋼限用(yong)在(zai)設計(ji)溫(wen)度為0~400℃范圍內,當用(yong)于(yu)有(you)應(ying)力(li)腐蝕開(kai)裂(lie)敏感(gan)的(de)環境時(shi),本體(ti)硬度及焊縫(feng)硬度應(ying)不大于(yu)200HB,并對本體(ti)和焊縫(feng)進行100%無損探傷。
三、優質碳素鋼
優質(zhi)(zhi)碳素鋼是(shi)工業管道中(zhong)應用最廣的碳鋼,對應的材(cai)料標準有:GB/T 699、GB/T 8163、GB 3087、GB 5310、GB 9948、GB6479等。這些(xie)標準是(shi)根據不同的使(shi)用工況而提出了不同的質(zhi)(zhi)量(liang)要(yao)求。它們共性的使(shi)用限制條件(jian)如(ru)下。
①. 輸送堿性或苛性堿介(jie)質時應考慮(lv)有發生堿脆的可能,錳鋼(如16Mn)不得(de)用于該環境。
②. 在有(you)應(ying)(ying)力腐蝕開裂傾向的(de)環境(jing)中工作時,應(ying)(ying)進(jin)(jin)行焊(han)后應(ying)(ying)力消除熱處理,熱處理后的(de)焊(han)縫硬度(du)不得(de)大于200HB,焊(han)縫應(ying)(ying)進(jin)(jin)行100%無損(sun)探傷。錳(meng)鋼(如(ru)16Mn)不宜用于有(you)應(ying)(ying)力腐蝕開裂傾向的(de)環境(jing)中。
③. 在均勻(yun)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)介質(zhi)環境下工作時,應(ying)根據腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速率、使用(yong)壽命等進行經濟核算,如果核算結果證明(ming)選(xuan)用(yong)碳(tan)素鋼(gang)是(shi)合適的,應(ying)給出足夠的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)余(yu)量,并(bing)采取相應(ying)的其他防腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)措施。
④. 碳(tan)素(su)鋼(gang)、碳(tan)錳鋼(gang)和錳釩鋼(gang)在(zai)425℃及以上(shang)溫(wen)度下長期(qi)工作(zuo)時,其碳(tan)化(hua)物(wu)有轉化(hua)為石墨的可能(neng)性,因(yin)此限制其最(zui)高工作(zuo)溫(wen)度不得(de)超過425℃(鍋爐規范(fan)則規定(ding)該溫(wen)度為450℃)。
⑤. 臨氫操作時,應考(kao)慮發生(sheng)氫損傷的(de)可(ke)能性。
⑥. 含碳量(liang)大于0.24%的碳鋼不宜用于焊連接的管子及其元件。
⑦. 用于-20℃及以(yi)下溫度時(shi),應(ying)做低(di)溫沖(chong)擊韌性(xing)試(shi)驗。
⑧. 用(yong)于(yu)高壓臨氫、交變載荷情況下的碳素鋼材料應是經過爐外精(jing)煉的材料。
四、鉻(ge)鉬(mu)合金鋼
常用(yong)(yong)的(de)鉻鉬合(he)金(jin)鋼材(cai)料(liao)標準有(you)GB 9948、GB 5310、GB 6479、GB 3077、GB1221等,其使(shi)(shi)用(yong)(yong)限制條件(jian)為(wei):碳(tan)鉬鋼(C-0.5Mo)在468℃溫(wen)度下(xia)長(chang)期工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)時,其碳(tan)化(hua)物(wu)有(you)轉化(hua)為(wei)石(shi)墨的(de)傾向,因此限制其最高(gao)長(chang)期工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)溫(wen)度不超(chao)過468℃;在均勻(yun)腐(fu)蝕(shi)(shi)環境下(xia)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)時,應(ying)(ying)(ying)(ying)根據腐(fu)蝕(shi)(shi)速率、使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)等進行(xing)經(jing)濟核算,同時給(gei)出(chu)足(zu)夠的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)余量;臨氫操作(zuo)(zuo)時,應(ying)(ying)(ying)(ying)考慮(lv)發(fa)生氫損(sun)傷的(de)可能性(xing);在高(gao)溫(wen)H2+H2S介質環境下(xia)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)時,應(ying)(ying)(ying)(ying)根據Nelson 曲線和Couper 曲線確定其使(shi)(shi)用(yong)(yong)條件(jian);應(ying)(ying)(ying)(ying)避(bi)免在有(you)應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂的(de)環境中使(shi)(shi)用(yong)(yong);在400~550℃溫(wen)度區間內長(chang)期工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)時,應(ying)(ying)(ying)(ying)考慮(lv)防止回火脆性(xing)問(wen)題;鉻鉬合(he)金(jin)鋼一(yi)般應(ying)(ying)(ying)(ying)是電爐冶煉或(huo)經(jing)過爐外精煉的(de)材(cai)料(liao)。
五、不(bu)銹(xiu)耐熱(re)鋼
壓力管道中常用的不銹耐(nai)熱鋼(gang)材料標準主要有GB/T 14976、GB 4237、GB 4238、GB1220、GB1221等。其共性的使用限制條件如下。
①. 含鉻12%以上的鐵素體和馬氏體不銹鋼在400~550℃溫度區間內長期工作時,應考慮防止475℃回火脆性破壞,這個脆性表現為室溫下材料的脆化。因此,在應用上述不銹鋼時,應將其彎曲應力、振動和沖擊載荷降到敏感載荷以下,或者不在400℃以上溫度使用。
②. 奧氏體不銹鋼在加熱冷卻的過程中,經過540~900℃溫度區間時,應考慮防止產生晶間腐蝕傾向。當有還原性較強的腐蝕介質存在時,應選用穩定型(含穩定化元素Ti和Nb)或超低碳型(C<0.003%)奧氏體不銹鋼。
③. 不銹鋼在接觸濕的氯化物時,有應力腐蝕開裂和點蝕的可能,應避免接觸濕的氯化物,或者控制物料和環境中的氯離子濃度不超過25×10-6。
④. 奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼使用溫度(du)(du)超過(guo)525℃時,其含(han)碳量(liang)應大(da)于(yu)0.04%,否(fou)則鋼的(de)強(qiang)度(du)(du)會顯著下(xia)降(jiang)。
⑤. 在高溫、高壓、H2+H2S介質環境下工作時,應根據Couper 曲線確定其使用條件。
⑥. 含(han)鉻(ge)(ge)16%以上的(de)高鉻(ge)(ge)不銹(xiu)鋼和(he)含(han)鉻(ge)(ge)18%以上的(de)高鉻(ge)(ge)鎳不銹(xiu)鋼在540~900℃溫(wen)度區間長期(qi)工(gong)作時,應(ying)考慮防止產生(sheng)。相析(xi)出(chu),從而引(yin)起室溫(wen)下材料(liao)的(de)脆化和(he)高溫(wen)下材料(liao)蠕變強度的(de)下降。一般情(qing)況下,應(ying)控(kong)制其鐵(tie)素體(ti)含(han)量小于8%。
⑦. 奧氏(shi)體(ti)不銹鋼應避(bi)免與鉛、鋅(xin)或其化(hua)合物在其熔點溫度(du)以(yi)上接觸,以(yi)防止晶間(jian)腐蝕破壞的發生。
⑧. 奧氏體不銹鋼使(shi)用溫度超(chao)過525℃時,其含(han)碳量應(ying)大于0.04%。
⑨. 對有劇烈環(huan)烷酸腐蝕的(de)環(huan)境,應選用含鉬的(de)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(如0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2)或(huo)其復(fu)合(he)材料(復(fu)合(he)板或(huo)復(fu)合(he)管)。