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金属在碱液中的应力腐蚀破裂称碱脆。碳钢发生碱脆的趋向见SH3059中图示,由图可知,氢氧化钠浓度在50%以上的全部浓度范围内碳钢几乎都可能产生碱脆;碱脆的最低温度为
(5) 在有应力腐蚀开裂的环境中工作时,应进行焊后应力消除热处理,热处理焊缝硬度不得大于HB200。焊缝应进行100%无损探伤(对接焊缝应是射线探伤)。但锰钢(如16Mn)不得用于该环境下。
(6) 在均匀腐蚀介质环境下工作时,应根据腐蚀速率、使用寿命、经济性综合考虑,同时给出足够的腐蚀余量,并采取相应的防腐蚀措施。
(7) 临氢操作时,应考虑发生氢损伤的可能性。
(8) 含碳量大于0.24%的碳钢不能用于焊制管子及其元件。
(9) 设计温度低于或等于-20℃的低温管道用钢材,除含碳量小于和等于0.10%且符合标准的铬镍奥氏体不锈钢在材料温度不低于-196℃时不做低温冲击试验外,其余钢材均应作夏比(V型缺口)低温冲击试验。试验要求应符合现行《钢制压力容器》GB150的规定。
4、铬钼钢(即合金钢)
为了提高钢的机械性能、工艺性能或物理、化学性能,人为地在钢中加入一些合金元素,以适应一些特定条件的需要,这种钢就叫合金钢。合金钢根据用途不同可分为三大类,即合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。其中合金结构钢又分为普通低合金钢、易切钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢。合金工具钢又分为刃具钢、模具钢、量具钢。特别性能钢又分为不锈钢、耐热钢和耐磨钢。压力管道中常用的是普通低合金钢、调质钢(用于紧固件)、弹簧钢(用于弹簧支吊架和阀门)、不锈钢(用于各种腐蚀工况)、耐热钢(用于高温工况下)五类。其中不锈钢作为特殊的合金钢具有很多特点。常用的材料标准有GB9948、GB5310、GB6479、GB/T3077、GB/T1221等,有关使用限制条件有以下几点:
(l)碳钼钢(C-0.5M。)在468℃温度下长期工作时,其碳化物有转化为石墨化的倾向。因此限制其最高工作温度不超过468℃。
(2)在均匀腐蚀环境下工作时,应根据腐蚀速率、使用寿命和经济性进行选材,同时给出足够的腐蚀余量。
(3)临氢操作时,应考虑发生氢损伤的可能性。
5、不锈钢
不锈钢是合金钢中的一种特殊形式。根据其组织不同,不锈钢可分为马氏体型(如1Crl3,2Crl3)、铁素体型(如OCrl3,1Crl7等)、奥氏体型(如OCrl8Nil0Ti,Ocr19Ni9等)、奥氏体—铁素体型即双相不锈钢(如1Cr17Mn9Ni3MO3Cu2N、0Cr26Ni7MO3CuSiN。不同类型的不锈钢其抗腐蚀性能对腐蚀介质是有选择性的。而工程上常用的不锈钢多为奥氏体不锈钢,个别情况下会用到1Crl3、Ocr13及一些双相不锈钢。压力管道中常用的不锈钢材料标准主要有GB/T14976、GB/T4237、GB/T4238、GB/T1220等。其共性的使用限制条件有以下几点:
(l)在高温H2+H2S介质环境下工作时,应根据Nelson曲线和Coupper曲线确定其使用条件。
(2)含铬12%以上的铁素体和马氏体不锈钢在400~550℃温度区间内长期工作时,应考虑防止475℃回火脆性破坏。这个脆性表现为室温下材料的脆化。因此在应用上述不锈钢时,应将其弯曲应力、振动和冲击载荷降到最少,或者不在400℃以上温度下使用。
(3)含铬 16%以上的高铬不锈钢和含铬 18%以上的高铬镍不锈钢在540~
(4) 奥氏体不锈钢经过540~
(5) 不锈钢在接触湿的氯化物时,有应力腐蚀开裂和点蚀的可能。应避免接触湿的氯化物,或者控制介质中的氯离子浓度不超过25PPm。
(6) 奥氏体不锈钢与铅、锌或其化合物在其溶点温度以上接触时,有晶间腐蚀破坏的敏感性。
(7)奥氏体不锈钢使用温度超过
(8)对有剧烈环烷酸腐蚀的环境,应选用含钼的奥氏体不锈钢(如316、316L)或其复合材料(复合板或复合管)。
二、 ASME B31.3 对金属材料的特殊考虑如下:
以下各项是在管道中使用某些金属材料时易予以判断的一些特殊考虑。
1. 铁-铸铁、可锻铸铁和高硅铸铁(14.5%硅)它们缺乏延展性并对热冲击和机械冲击具有敏感性。
2. 碳钢和低、中合金钢
(1) 当输送强碱性或强苛性流体时有脆化的可能性;
(2) 当碳钢、普通镍钢、碳锰钢、锰钒钢和碳硅钢在
(3) 当碳钼钢、锰钼钒钢和铬钒钢在
(4) 在温度高于
(5) 由于在高温下与氢接触可能发生损害(见API RP941),在低温下与酸的水溶液接触可发生氢损害;
(6) 当暴露与氟化物、酸、酸性
盐或似的硫化氢中时,可能产生应力腐蚀裂纹;因而通常要规定最大硬度的限制(见NACE MR 0175和RP 0472);
(7) 在高温下存在硫化氢时可能产生硫化作用
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