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双相钢阀门的特点和应用

发布日期:[2019-07-27]     点击率:

双相钢阀门的特点和应用

双相钢作为20世纪后期发展起来的新型钢种,由于材料本身的固有特点,已被广泛应用于各个领域,在泵阀领域的应用也收到了可喜的效果。我公司近几年成功地开发了双相钢阀门,通过国内几家新建和改造项目的使用,用户十分满意。下面就从以下几个方面谈一谈双相钢阀门特点及应用。

一、双相钢材料的特点

双相不锈钢阀门所具有的优良的性能是由其材料的性能和阀门本身的结构特点所决定的,因此,我们先了解一下双相钢材料的特点:

所谓“双相不锈钢”是在其固溶组织中铁素体相和奥氏体相大约各占一半,一般少量相也不低于30%。

双相不锈钢由于在其组织中存在铁素体和奥氏体,因此它具备铁素体不锈钢所具有的较高强度、耐氯化物应力腐蚀性能和奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性能的优点,其主要性能特点如下:

⑴含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。

⑵含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀抗力当量值(PRE=Cr%+3.3×Mo%+16×N%)时,双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿。双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与ANSI 316L相当。含25%Cr的,尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了ANSI 316L。

⑶具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。

⑷综合力学性能好。有较高的强度和疲劳强度,屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的2倍。固溶态的延伸率达到25%,韧性值Ak(V型槽口)在100J以上。

⑸可焊性良好,热裂倾向小,一般焊前不需要预热,焊后不需要热处理,可与18-8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。

⑹含低铬(18%Cr)的双相不锈钢热加工温度范围比18-8型奥氏体不锈钢热加工范围宽,抗力小。

⑺冷加工时比18-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大,在管、板承受变形初期,需施加较大应力才能变形。

⑻与奥氏体不锈钢相比,导热系数大,线膨胀系数小。

⑼有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向,不宜用在高于300℃的工作条件。

休氏法(Huey)是作为尿素用材耐蚀性和各国通用的一个主要检验方法,这个方法要求很严格,一般化学成份控制不当,钢的冶金质量不好,很难通过此法。316L(尿素级)规定5个周期平均腐蚀量≤3.3μm/48h,为合格。从试验结果来看,00Cr22Ni5Mo3N钢不但达到了这一要求,而且也达到了25-22-2(2RE69)奥氏体不锈钢的耐腐蚀标准平均腐蚀量≤1.5μm/48h,好于316L(尿素级)的平均腐蚀量,特别是从第5周期开始,00Cr22Ni5Mo3N钢腐蚀量远远低于316L(尿素级)的腐蚀量,从而说明了00Cr22Ni5Mo3N钢化学成份理想,耐蚀性能强于316L(尿素级)。

二、双相钢阀门的特点

1、阀门采用整体锻造加工或锻焊结构,并经无损检测合格,固溶处理,材料组织细密,由于全部为加工表面产品外形美观。

2、阀门密封副喷焊硬质合金,硬度最高可达HRC65,具有优异的耐磨蚀性能,提高了阀门的使用寿命。

3、由于双相钢材料本身的特点,阀门具有较强的抗硫化氢和氯离子腐蚀的能力。

4、双相钢球阀采用固定球形式,介质作用于密封副上的力较浮动球大幅降低,启闭力矩减小。阀座设计为封闭式结构,能有效的防止由于沉积和结垢造成的弹簧失效。大口径阀门可根据用户要求设置冲洗口,对沉积物进行冲洗。

三、双相钢阀门的应用

从表4中可以看出,2205材料的抗晶间腐蚀性能优于尿素级316L,且兼有铁素体和奥氏体的双重特性,强度和硬度都高于316L,我公司将此材料应用到尿素甲铵液介质阀门的阀芯部位,提高了阀门的抗晶间腐蚀能力和冲蚀能力,并且用于环境比较极端的尿素合成塔一道阀同样收到了满意的效果。

目前生产尿素的CO2气提法和NH3气提法采用的多是高合金奥氏体不锈钢,甚至是钛材,国内已在尿素装置的甲铵泵进出口单向阀和主工艺管路的高压截止阀的内件采用双相不锈钢以代替316L(尿素级)钢。使用效果都不错,耐磨损腐蚀性能及强度都有很大提高,大大提高了阀门的使用寿命。

我国煤炭资源相对丰富,近几年煤化工发展迅猛,引进国外煤粉加压气化和水煤浆加压气化技术正被广泛推广,由于其对煤质要求较低,可以充分利用现有煤炭资源,采用低质煤代替无烟标煤大大降低了产品成本,因此,具有广阔的市场前景。但由于此工艺介质中含S较高、含有固体颗粒、工作温度较高易结垢等的特殊性,对所用阀门也提出了更高的要求, 从目前奥氏体不锈钢不断攀升的价格看,镍资源的稀缺是不锈钢价格上涨的主要因素之一,而低镍或无镍的双相不锈钢的价格优势将越来越突现出来,因此双相钢阀门的应用将会越来越广泛。