一、鑄鐵
常用(yong)(yong)的(de)(de)鑄鐵(tie)(tie)有(you)可(ke)(ke)鍛(duan)鑄鐵(tie)(tie)和(he)球墨(mo)鑄鐵(tie)(tie)兩種。一般限制條(tiao)件(jian):使用(yong)(yong)在介(jie)質(zhi)溫度(du)為-29~343℃的(de)(de)受壓(ya)或非受壓(ya)管(guan)(guan)道(dao);不得(de)用(yong)(yong)于(yu)輸(shu)送(song)介(jie)質(zhi)溫度(du)高于(yu)150℃或表壓(ya)大于(yu)2.5MPa的(de)(de)可(ke)(ke)燃流體(ti)管(guan)(guan)道(dao);不得(de)用(yong)(yong)于(yu)輸(shu)送(song)任何溫度(du)壓(ya)力條(tiao)件(jian)的(de)(de)有(you)毒(du)介(jie)質(zhi);不得(de)用(yong)(yong)于(yu)輸(shu)送(song)溫度(du)和(he)壓(ya)力循環變(bian)化或管(guan)(guan)道(dao)有(you)振動的(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia)。實際上,可(ke)(ke)鍛(duan)鑄鐵(tie)(tie)經常被用(yong)(yong)于(yu)不受壓(ya)的(de)(de)閥門手輪和(he)地下(xia)管(guan)(guan)道(dao);球墨(mo)鑄鐵(tie)(tie)經常被用(yong)(yong)于(yu)工業用(yong)(yong)管(guan)(guan)道(dao)中的(de)(de)閥門閥體(ti)。奧(ao)氏(shi)體(ti)球墨(mo)鑄鐵(tie)(tie)經低溫沖(chong)擊試驗合格后,可(ke)(ke)用(yong)(yong)于(yu)-196℃。
二(er)、普通碳(tan)素鋼(gang)
限(xian)制條件(jian):沸騰鋼應(ying)限(xian)用在設計壓力不(bu)超過0.6MPa、設計溫(wen)度(du)為(wei)0℃的條件(jian)下(xia),不(bu)得用于易燃或(huo)有(you)毒流體(ti)的管道,不(bu)得用于石油液(ye)化(hua)氣介質(zhi)和有(you)應(ying)力腐(fu)蝕的環境中;鎮靜鋼限(xian)用在設計溫(wen)度(du)為(wei)0~400℃范圍內(nei),當用于有(you)應(ying)力腐(fu)蝕開裂(lie)敏感的環境時,本體(ti)硬度(du)及焊(han)縫(feng)(feng)硬度(du)應(ying)不(bu)大于200HB,并(bing)對(dui)本體(ti)和焊(han)縫(feng)(feng)進行100%無損探傷。
三、優質碳素鋼(gang)
優質(zhi)碳(tan)素鋼(gang)是(shi)工業(ye)管道(dao)中應(ying)用最廣(guang)的(de)(de)碳(tan)鋼(gang),對應(ying)的(de)(de)材(cai)料標(biao)準(zhun)有(you):GB/T 699、GB/T 8163、GB 3087、GB 5310、GB 9948、GB6479等。這(zhe)些標(biao)準(zhun)是(shi)根據不(bu)同(tong)的(de)(de)使(shi)用工況而提出了(le)不(bu)同(tong)的(de)(de)質(zhi)量要求。它們(men)共(gong)性(xing)的(de)(de)使(shi)用限制條件如下。
①. 輸送堿(jian)(jian)性或(huo)苛性堿(jian)(jian)介質時應考慮有發(fa)生堿(jian)(jian)脆的可能,錳鋼(如(ru)16Mn)不(bu)得用(yong)于該環境。
②. 在有應力腐蝕(shi)開(kai)裂(lie)傾(qing)向的(de)環境中工作時,應進(jin)行焊(han)后(hou)應力消除熱處(chu)(chu)理(li),熱處(chu)(chu)理(li)后(hou)的(de)焊(han)縫硬度不得(de)大(da)于(yu)200HB,焊(han)縫應進(jin)行100%無損探傷。錳鋼(如16Mn)不宜用于(yu)有應力腐蝕(shi)開(kai)裂(lie)傾(qing)向的(de)環境中。
③. 在(zai)均勻(yun)腐蝕(shi)介質環(huan)境下(xia)工作時,應根據腐蝕(shi)速率、使用壽命等(deng)進(jin)行經濟核算,如(ru)果核算結果證明選(xuan)用碳素(su)鋼是合適的(de),應給出足(zu)夠(gou)的(de)腐蝕(shi)余(yu)量,并采取(qu)相應的(de)其他防腐蝕(shi)措施。
④. 碳(tan)素鋼、碳(tan)錳(meng)(meng)鋼和錳(meng)(meng)釩鋼在425℃及(ji)以上溫度下長期工作時(shi),其(qi)碳(tan)化物有轉化為石墨的可能性,因此限制其(qi)最高(gao)工作溫度不得超過425℃(鍋(guo)爐規范則規定該(gai)溫度為450℃)。
⑤. 臨氫(qing)操作時,應(ying)考(kao)慮(lv)發(fa)生氫(qing)損(sun)傷的可能性。
⑥. 含碳(tan)量大于0.24%的碳(tan)鋼不(bu)宜用(yong)于焊連接的管子及(ji)其元件。
⑦. 用于-20℃及以下溫度時,應(ying)做低溫沖擊韌(ren)性試驗。
⑧. 用(yong)于高壓臨氫、交變載荷情(qing)況下的碳(tan)素鋼材料(liao)應是經(jing)過(guo)爐外精煉的材料(liao)。
四、鉻鉬合金鋼
常用的鉻(ge)鉬合金(jin)鋼(gang)材料(liao)標準有(you)GB 9948、GB 5310、GB 6479、GB 3077、GB1221等,其使用限制條(tiao)件為:碳鉬鋼(gang)(C-0.5Mo)在(zai)(zai)468℃溫(wen)(wen)度下長期工(gong)(gong)作(zuo)時(shi),其碳化物(wu)有(you)轉(zhuan)化為石墨的傾向,因(yin)此限制其最高長期工(gong)(gong)作(zuo)溫(wen)(wen)度不超(chao)過468℃;在(zai)(zai)均勻腐蝕(shi)環(huan)境下工(gong)(gong)作(zuo)時(shi),應(ying)(ying)(ying)(ying)根據腐蝕(shi)速率、使用壽(shou)命等進(jin)行經(jing)(jing)濟核算,同時(shi)給出足夠的腐蝕(shi)余量;臨(lin)氫(qing)操作(zuo)時(shi),應(ying)(ying)(ying)(ying)考慮(lv)發(fa)生氫(qing)損(sun)傷的可能性;在(zai)(zai)高溫(wen)(wen)H2+H2S介質(zhi)環(huan)境下工(gong)(gong)作(zuo)時(shi),應(ying)(ying)(ying)(ying)根據Nelson 曲(qu)線和(he)Couper 曲(qu)線確(que)定其使用條(tiao)件;應(ying)(ying)(ying)(ying)避免在(zai)(zai)有(you)應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕(shi)開裂(lie)的環(huan)境中使用;在(zai)(zai)400~550℃溫(wen)(wen)度區(qu)間內長期工(gong)(gong)作(zuo)時(shi),應(ying)(ying)(ying)(ying)考慮(lv)防止(zhi)回火脆性問(wen)題(ti);鉻(ge)鉬合金(jin)鋼(gang)一般應(ying)(ying)(ying)(ying)是電爐(lu)冶煉或經(jing)(jing)過爐(lu)外(wai)精煉的材料(liao)。
五、不銹耐熱鋼
壓力管道中常用的不銹耐熱鋼(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(shi)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(gang)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. 奧氏體不(bu)銹鋼(gang)使用溫度超過525℃時,其含碳量(liang)應大于(yu)0.04%,否(fou)則鋼(gang)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%以上的高(gao)(gao)鉻(ge)不銹(xiu)鋼和含(han)鉻(ge)18%以上的高(gao)(gao)鉻(ge)鎳不銹(xiu)鋼在540~900℃溫度(du)區間長期工(gong)作時,應考慮防止(zhi)產生。相析(xi)出,從(cong)而引起室溫下(xia)(xia)材(cai)(cai)料(liao)的脆化(hua)和高(gao)(gao)溫下(xia)(xia)材(cai)(cai)料(liao)蠕變強度(du)的下(xia)(xia)降。一般情況下(xia)(xia),應控(kong)制(zhi)其鐵素體含(han)量小于8%。
⑦. 奧氏體不銹(xiu)鋼應避免與鉛、鋅或其化合物在其熔點溫度(du)以上接(jie)觸,以防止晶間(jian)腐(fu)蝕破壞的發(fa)生。
⑧. 奧氏體(ti)不銹鋼(gang)使用溫度超過(guo)525℃時,其含碳量應大(da)于0.04%。
⑨. 對(dui)有劇烈環(huan)烷酸腐蝕的環(huan)境,應選(xuan)用含鉬(mu)的奧氏體(ti)不銹鋼(如0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2)或其(qi)復合(he)材料(liao)(復合(he)板或復合(he)管)。