一、鑄鐵
常用(yong)(yong)(yong)的(de)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)有(you)可(ke)鍛鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)和球(qiu)(qiu)墨(mo)(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)兩(liang)種(zhong)。一般限制條件:使用(yong)(yong)(yong)在介質(zhi)溫(wen)度(du)(du)為(wei)-29~343℃的(de)受(shou)壓或(huo)非受(shou)壓管(guan)(guan)道;不(bu)得用(yong)(yong)(yong)于輸送(song)介質(zhi)溫(wen)度(du)(du)高于150℃或(huo)表壓大于2.5MPa的(de)可(ke)燃(ran)流體管(guan)(guan)道;不(bu)得用(yong)(yong)(yong)于輸送(song)任何溫(wen)度(du)(du)壓力條件的(de)有(you)毒介質(zhi);不(bu)得用(yong)(yong)(yong)于輸送(song)溫(wen)度(du)(du)和壓力循環變化或(huo)管(guan)(guan)道有(you)振動(dong)的(de)條件下(xia)。實際上,可(ke)鍛鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)經常被用(yong)(yong)(yong)于不(bu)受(shou)壓的(de)閥(fa)門(men)手輪和地下(xia)管(guan)(guan)道;球(qiu)(qiu)墨(mo)(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)經常被用(yong)(yong)(yong)于工業(ye)用(yong)(yong)(yong)管(guan)(guan)道中的(de)閥(fa)門(men)閥(fa)體。奧氏體球(qiu)(qiu)墨(mo)(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)經低溫(wen)沖擊試驗合格后,可(ke)用(yong)(yong)(yong)于-196℃。
二、普通碳素鋼
限制條件:沸騰鋼應限用在設(she)計壓力不(bu)(bu)超過(guo)0.6MPa、設(she)計溫度(du)為(wei)0℃的(de)(de)(de)條件下(xia),不(bu)(bu)得用于(yu)易燃或有毒(du)流體的(de)(de)(de)管道,不(bu)(bu)得用于(yu)石油液化氣介(jie)質和有應力腐蝕的(de)(de)(de)環境(jing)中(zhong);鎮(zhen)靜鋼限用在設(she)計溫度(du)為(wei)0~400℃范(fan)圍(wei)內,當用于(yu)有應力腐蝕開裂敏感的(de)(de)(de)環境(jing)時(shi),本體硬度(du)及焊縫(feng)硬度(du)應不(bu)(bu)大于(yu)200HB,并對(dui)本體和焊縫(feng)進行(xing)100%無損(sun)探傷。
三、優質碳素(su)鋼
優質碳(tan)(tan)素鋼是工業管道中應用(yong)最廣的(de)碳(tan)(tan)鋼,對應的(de)材料標準(zhun)有:GB/T 699、GB/T 8163、GB 3087、GB 5310、GB 9948、GB6479等(deng)。這些標準(zhun)是根據不同的(de)使用(yong)工況而提出了不同的(de)質量要求。它們共性的(de)使用(yong)限制條件(jian)如下。
①. 輸送堿性或(huo)苛性堿介質時應(ying)考慮有發生(sheng)堿脆的(de)可能(neng),錳鋼(gang)(如16Mn)不(bu)得用于該(gai)環境。
②. 在有應(ying)力腐(fu)蝕開裂傾(qing)(qing)向(xiang)的(de)環境(jing)中工作時,應(ying)進行(xing)焊(han)后應(ying)力消除熱處(chu)理,熱處(chu)理后的(de)焊(han)縫(feng)硬(ying)度不得大(da)于200HB,焊(han)縫(feng)應(ying)進行(xing)100%無損探傷(shang)。錳(meng)鋼(如16Mn)不宜(yi)用于有應(ying)力腐(fu)蝕開裂傾(qing)(qing)向(xiang)的(de)環境(jing)中。
③. 在均勻腐(fu)蝕(shi)介質環(huan)境下工作時(shi),應根據腐(fu)蝕(shi)速(su)率、使用壽命等(deng)進行經濟核(he)算,如果核(he)算結(jie)果證明選(xuan)用碳素(su)鋼是合適的,應給出(chu)足夠(gou)的腐(fu)蝕(shi)余量,并采取相應的其他防(fang)腐(fu)蝕(shi)措施。
④. 碳(tan)素鋼(gang)、碳(tan)錳鋼(gang)和(he)錳釩鋼(gang)在(zai)425℃及以(yi)上溫度下(xia)長期工(gong)作時(shi),其(qi)碳(tan)化物(wu)有轉化為石墨的(de)可(ke)能性,因(yin)此限制其(qi)最(zui)高工(gong)作溫度不得超過(guo)425℃(鍋爐規(gui)范則規(gui)定該溫度為450℃)。
⑤. 臨氫操作(zuo)時,應(ying)考慮發生(sheng)氫損(sun)傷的(de)可能性。
⑥. 含(han)碳(tan)量大于0.24%的碳(tan)鋼不宜用(yong)于焊連接的管子及其元件。
⑦. 用于-20℃及以下溫度時(shi),應(ying)做(zuo)低溫沖(chong)擊韌性試驗。
⑧. 用于高壓臨氫、交變載(zai)荷情況下的碳素鋼材料應是經過爐(lu)外精煉(lian)的材料。
四、鉻(ge)鉬合金鋼
常用(yong)的鉻(ge)鉬合(he)金鋼材(cai)料標(biao)準有GB 9948、GB 5310、GB 6479、GB 3077、GB1221等,其(qi)使(shi)用(yong)限(xian)制條件為:碳鉬鋼(C-0.5Mo)在(zai)468℃溫(wen)度(du)下(xia)長(chang)期(qi)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)時(shi),其(qi)碳化物(wu)有轉(zhuan)化為石(shi)墨的傾向,因(yin)此限(xian)制其(qi)最高長(chang)期(qi)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)度(du)不超過(guo)468℃;在(zai)均勻(yun)腐蝕(shi)環(huan)境下(xia)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)時(shi),應(ying)(ying)根據腐蝕(shi)速率(lv)、使(shi)用(yong)壽命等進行經(jing)濟核算,同(tong)時(shi)給出足夠的腐蝕(shi)余量;臨(lin)氫操作(zuo)(zuo)(zuo)時(shi),應(ying)(ying)考慮發生氫損(sun)傷的可能性;在(zai)高溫(wen)H2+H2S介(jie)質環(huan)境下(xia)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)時(shi),應(ying)(ying)根據Nelson 曲線(xian)和Couper 曲線(xian)確定其(qi)使(shi)用(yong)條件;應(ying)(ying)避免在(zai)有應(ying)(ying)力腐蝕(shi)開裂的環(huan)境中(zhong)使(shi)用(yong);在(zai)400~550℃溫(wen)度(du)區間內長(chang)期(qi)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)時(shi),應(ying)(ying)考慮防止回(hui)火脆性問題;鉻(ge)鉬合(he)金鋼一般(ban)應(ying)(ying)是電爐冶煉或(huo)經(jing)過(guo)爐外精煉的材(cai)料。
五、不銹耐熱鋼
壓力管道中常用的不銹(xiu)耐熱鋼(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(bu)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(ao)氏(shi)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)氏體不銹鋼使用溫度超過525℃時,其含(han)碳量應大于0.04%,否則(ze)鋼的強度會顯著下降。
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)16%以上(shang)(shang)的高鉻(ge)不銹鋼和含(han)鉻(ge)18%以上(shang)(shang)的高鉻(ge)鎳不銹鋼在540~900℃溫度(du)(du)區(qu)間長期工作時(shi),應(ying)考慮防止產生。相(xiang)析出,從(cong)而引起(qi)室(shi)溫下材(cai)料的脆化和高溫下材(cai)料蠕變強度(du)(du)的下降。一(yi)般情(qing)況下,應(ying)控制其鐵素體含(han)量小于(yu)8%。
⑦. 奧氏體不銹鋼應避(bi)免(mian)與鉛、鋅(xin)或其(qi)(qi)化(hua)合物在其(qi)(qi)熔點溫度(du)以(yi)上(shang)接觸,以(yi)防(fang)止晶(jing)間腐蝕破(po)壞的發生(sheng)。
⑧. 奧氏體(ti)不銹鋼(gang)使用溫度超過(guo)525℃時,其含碳量應大于0.04%。
⑨. 對有(you)劇烈環烷酸腐蝕的(de)環境,應選用含鉬的(de)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(如0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2)或其復(fu)合(he)(he)材料(liao)(復(fu)合(he)(he)板或復(fu)合(he)(he)管)。