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我國雙相不銹鋼管的發展

發布時間:2021-04-27

近十年來有關國家如美國，南非等研究以錳代鎳雙相不銹鋼的開發，但除鑄件外，所開發的新鋼種多具有介穩的奧氏體，藉冷變形后馬氏體的轉變 提高強度，很難作焊接件使用，也很難適應某些環境，例如會產生應力腐蝕的環境，這樣使用很局限。近年瑞典開發的低錳低鎳雙相不銹鋼則比較成熟，目標明確，為了節鎳以取代用途很廣的304，甚至可能代替價格與304相當，目前使用并不廣的2304雙相不銹鋼，具有實際推廣的價值，值得注意。

瑞典Avesta Polarit AB開發的LDX 2101 雙相不銹鋼管(21.5%Cr，5%Mn，1.5%Ni，0.22%N)，由于提高了鋼中的氮，獲得了穩定的奧氏體，相的平衡與組織穩定性都較好，對金屬間相的析出不敏感，在析出最敏感的溫度650℃，保溫10h后的沖擊值才降至50J，其組織穩定性較2205鋼好。該鋼的強度高，耐腐蝕性與304相當，可焊接，其壽命周期成本較奧氏體不銹鋼低。

LDX 2101鋼已進行工業試制，在AOD/CLU爐精煉后進行連鑄，生產長材鑄胚和板胚，只是目前尚未大量推廣應用，鑒于它具有較好的綜合性能，潛在的用途范圍很寬，尤其用作結構件很有前途，例如可代替 2205雙相不銹鋼用作橋梁結構，還可用制混凝土中的鋼筋，解決在有氯離子污染環境中材料的腐蝕問題，此外，還可取代304和316鋼制造容器、塔器、熱水貯罐和加熱器等。

從世界不銹鋼的消耗量來看，雙相不銹鋼只占很少的份額，它的價格還是較高的，從價格比來看：若304，304L為1，則 316L為1.3，而2205則為1.6，說明要想增加雙相不銹鋼的市場份額，應當有更廉價的，能與應用最普遍的304(304L)鋼相競爭的新鋼種還是有價值的，當然這方面還有許多工作要做。

值得一述的還有含錳超級雙相不銹鋼管的開發，在德國開發了含25%Cr，6%Mn，6%Ni，3%Mo，2%W和～0.5%N，還有Cu的高合金鑄鋼，該鋼靠固溶強化，0.2可達到550MPa，比含0.15%N的類似鋼種高出近70MPa，臨界孔蝕溫度(CPT)達到70℃，耐磨損腐蝕性能好。在奧地利也開發了BO A920(26%Cr，7%Ni，3%Mn，4%Mo，0.35%N)超級雙相不銹鋼，PREN值達45，0.2為～600MPa，AK為100～200J，適合用制小尺寸高速運轉的部件。這兩種鋼目前還處于試驗室階段。

一：化學和石化加工工業：

這一領域涉及的范圍很寬，工況情況復雜，介質多種多樣，也是使用雙相不銹鋼較早和較多的領域。目前20萬，的大型和多套10萬t以下的中小型的甲醇合成反應器的觸媒管都是采用雙相不銹鋼，大中型裝置采用2205鋼管，使用進口管較多，小型裝置多采用18-5Mo型國產鋼管。 齊魯石化公司氯乙烯裝置的氧氯化反應器中的冷卻蛇管的介質條件(HCI，水蒸汽)苛刻，目前已使用進口的2205雙相不銹鋼管，使用結果有待觀察。乙烯裝置的催化劑再生冷卻器采用國產類似DP3鋼的00C25Ni7Mo3WCuN雙相不銹鋼做海水冷卻器管，海水出口溫度40t，至今已間歇使用15年，效果很好。 河南煤化工廠的粉煤氣化裝置的數臺冷卻器都是采用進口2205鋼管制造。未來5年中國石化工業發展迅速，在建、擬建大型石化項目遍布全國，按照目前掌握的在建工程和計劃建設的項目，而2005年石化行業對不銹鋼管的年需求量約為1.6萬t。隨著國產不銹鋼產品質量的提高及特殊牌號產品的開發，未來的5年中國內石化工業方面不銹鋼的應用將會不斷增加。

二：石油和天然氣工業：

這是國外應用雙相不銹鋼的主要領域之一，目前鋪設的油氣輸送管線已有1000km。國內只有南海油田少量使用，全部進口。另外，西氣東輸工程西起塔里木盆地的集氣管線考慮要用雙相不銹鋼焊管，國內已有條件生產和制造。煉油工業是最早使用國產雙相不銹鋼的部門，在南京、鎮海、天津、濟南等煉化公司多集中用在常減壓蒸餾塔的塔頂襯里(或復合板)、塔內構件、空冷器和水冷器等，最長的已使用20年。 對小規格雙相不銹鋼無縫管的生產，國內已比較成熟，當前急需解決的是較大規格的無縫管和焊管的生產，生產工藝有待開發。此外，如何將雙相不銹鋼產品的價格降下來，也事關國內雙相不銹鋼的發展。固然擴大產量，生產對路適銷產品很重要，不容忽視的是要采用新技術新工藝，采用氧化鉬球代替金屬鉬，氧化鎳代替金屬鎳，降低冶煉成本，推廣采用雙相不銹鋼連鑄技術，提高成材率等。

三：在化肥工業的應用：

化肥工業采用國產0Cr25Ni6Mo3CuN時效強化雙相不銹鋼，利用其耐磨損腐蝕性能，用于尿素裝置主工藝管路多種規格的高壓截止閥的內件等，效果不錯。目前生產尿素的CO2氣提法和NH3氣提法采用的多是高合金奧氏體不銹鋼，甚至鈦材，國內已開始在大型尿素裝置的甲銨泵泵體上采用高鉻雙相不銹鋼以代替316L(尿素級)鋼。80年代以來，日本東洋工程公司開發的ACES法尿素新工藝中氣提塔、甲銨冷凝器和高壓分解塔三臺高壓設備都采用了DP-12(含有微量鎢和銅的25Cr-7Ni-3Mo-N鋼)和R-5(00Cr25Ni6.5Mo1.5N)雙相不銹鋼，前者用于制造氣提管、冷凝管、分解管和輸送管道等，后者則用于高壓設備的殼體。2005年石化行業對不銹鋼管的年需求量約為7800t，預計2010年將增加到 9600 t。不銹鋼的國家標準已有十多年沒有修訂，在修訂國標時必須考慮雙相不銹鋼的納標和修訂。國外對于占產量80%的2205牌號專門制訂了產品出廠檢驗的用戶驗收標準，我們也應考慮引進和吸收，充實現有的檢驗方法和標準，以促進雙相不銹鋼的生產和定貨。另外，大力開拓雙相不銹鋼的工業用與民用的潛在市場(如建筑業結構、橋梁、混凝土用鋼筋；如制造業容器、儲罐、化學品運輸船、快艇、槽車；又如家用設施高位水箱、電熱水器、住房水汽配管等)，并研制、試用、推廣國外開發的又適合我國國情(缺鎳少鉻)的一些新品種(如低鎳節約型雙相不銹鋼)，相信中國推廣雙相不銹鋼有著非常廣闊的應用前景。