7雙相鋼閥門與鈦閥門特點(diǎn)及其應(yīng)用

1、雙相鋼閥門與鈦閥門特點(diǎn)及其應(yīng)用1雙相鋼材料的特點(diǎn)雙相不銹鋼閥門所具有的優(yōu)良的性能是由其材料的性能和閥門本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的，因此，我們先了解一下雙相鋼材料的特點(diǎn)：所謂“雙相不銹鋼”是在其固溶組織中鐵素體相和奧氏體相大約各占一半一般少量相也不低于30。雙相不銹鋼由于在其組織中存在鐵素體和奧氏體因此它具備鐵素體不銹鋼所具有的較高強(qiáng)度、耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能和奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性能的優(yōu)點(diǎn)其主要性能特點(diǎn)如下：(1)含鉬雙相不銹鋼在低應(yīng)力下有良好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能。(2)含鉬雙相不銹鋼有良好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕抗力當(dāng)量值(PRE=Cr+33xMo+16xN)時(shí)雙相不銹鋼與奧

2、氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相仿。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼耐孔蝕性能與ANSI316L相當(dāng)。含25Cr的尤其是含氮的高鉻雙相不銹鋼的耐孔蝕和縫隙腐蝕性能超過了ANSI316L。(3)具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。(4)綜合力學(xué)性能好。有較高的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度是188型奧氏體不銹鋼的2倍。固溶態(tài)的延伸率達(dá)到25，韌性值A(chǔ)k(V型槽口)在100J以上。(5)可焊性良好。熱裂傾向小。一般焊前不需要預(yù)熱。焊后不需要熱處理。可與188型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接。(6)含低鉻(18Cr)的雙相不銹鋼熱加工溫度范圍比188型奧氏體不銹鋼熱加工范圍寬。抗力小。(7)冷JJD-r時(shí)比188型奧氏體

3、不銹鋼加工硬化效應(yīng)大。在管、板承受變形初期，需施加較大應(yīng)力才能變形。(8)與奧氏體不銹鋼相比，導(dǎo)熱系數(shù)大線膨脹系數(shù)小。(9)有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性傾向。不宜用在高于300的工作條件。我公司目前選用的是上海大隆和遼化特鋼生產(chǎn)的2205型雙相不銹鋼與尿素級(jí)316L奧氏體不銹鋼進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見表l一表4。從化學(xué)成分上看，最明顯的是Ni含量的不同，316L(尿素級(jí))是00Cr22Ni5M03N的近24倍。從上述結(jié)果看出，00Cr22Ni5M03N鋼強(qiáng)度高于316L鋼，屈服強(qiáng)度約是其2倍，布氏硬度是其15倍。表3低倍組織比較為了驗(yàn)證該鋼的耐腐蝕性能水平根據(jù)Stamicarbon對(duì)316

4、L(尿素級(jí))的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了00Cr22Ni5M03N鋼和316L鋼(尿素級(jí))對(duì)比實(shí)驗(yàn)。其試樣均為固溶態(tài)，在(6502)HNO，沸騰溶液中試驗(yàn)5周期，每周期48h，其結(jié)果見表4。表4耐晶間腐蝕性能對(duì)比休氏法(Huey)是作為尿素用材耐蝕性和各國通用的一個(gè)主要檢驗(yàn)方法。這個(gè)方法要求很嚴(yán)格。一般化學(xué)成分控制不當(dāng)，鋼的冶金質(zhì)量不好。很難通過此法。316L(尿素級(jí))規(guī)定5個(gè)周期平均腐蝕量33汕m48h，為合格。從試驗(yàn)結(jié)果來看，00Cr22Ni5M03N鋼不但達(dá)到了這一要求而且也達(dá)到了25222(2RE69)奧氏體不銹鋼的耐腐蝕標(biāo)準(zhǔn)平均腐蝕量15lxm48h。好于316L(尿素級(jí))的平均腐蝕量，特別是從

5、第5周期開始00Cr22Ni5M03N鋼腐蝕量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于316L(尿素級(jí))的腐蝕量。從而說明了00Cr22Ni5M03N鋼化學(xué)成分理想，耐蝕性能強(qiáng)于316L(尿素級(jí))。2雙相鋼閥門的特點(diǎn)(1)閥門采用整體鍛造加工或鍛焊結(jié)構(gòu)，并經(jīng)無損檢測(cè)合格，固溶處理，材料組織細(xì)密，由于全部為加工表面。產(chǎn)品外形美觀。(2)閥門密封副噴焊硬質(zhì)合金?？蓢姾告嚮阜?、司太立合金和碳化鎢等材料，硬度最高可達(dá)HRC65具有優(yōu)異的耐磨蝕性能，提高了閥門的使用壽命。(3)由于雙相鋼材料本身的特點(diǎn)，閥門具有較強(qiáng)的抗硫化氫和氯離子腐蝕的能力。(4)充分考慮了水煤漿介質(zhì)高溫沉積結(jié)垢后。啟閉力矩增大對(duì)球閥閥桿強(qiáng)度的要求設(shè)計(jì)時(shí)雙相鋼球閥

6、閥桿采用了1740H沉淀硬化不銹鋼此種材料經(jīng)沉淀硬化處理后可獲得較高的強(qiáng)度滿足了閥門實(shí)際使用要求。(5)雙相鋼球閥采用固定球形式。介質(zhì)作用于密封副上的力較浮動(dòng)球大幅降低，啟閉力矩減小。閥座設(shè)計(jì)為封閉式結(jié)構(gòu)能有效的防止由于沉積和結(jié)垢造成的彈簧失效。密封圈采用柔性石墨或塑料合金。材料具有很好的密封性能和抗高溫性能(柔性石墨可達(dá)800、塑料合金達(dá)到了3000C)，閥桿采用沉淀硬化不銹鋼。熱處理后具有較高的機(jī)械性能解決了由于介2007中國煤炭加工與綜合利用技術(shù)、市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)化信息交流會(huì)暨煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)質(zhì)沉積結(jié)垢造成閥門啟閉力矩增大可能造成的閥桿變形問題。大口徑閥門可根據(jù)用戶要求設(shè)置沖洗口，對(duì)沉積物

7、進(jìn)行沖洗。3雙相鋼閥門的應(yīng)用從表4中可以看出2205材料的抗晶間腐蝕性能優(yōu)于尿素級(jí)316L且兼有鐵素體和奧氏體的雙重特性。強(qiáng)度和硬度都高于316L。我公司將此材料應(yīng)用到尿素甲銨液介質(zhì)閥門的閥芯部位提高了閥門的抗晶間腐蝕能力和沖蝕能力并且用于環(huán)境比較極端的尿素合成塔一道閥同樣收到了滿意的效果。目前生產(chǎn)尿素的CO：氣提法和NH，氣提法采用的多是高合金奧氏體不銹鋼。甚至是鈦材。國內(nèi)已在尿素裝置的甲銨泵進(jìn)出口單向閥和主工藝管路的高壓截止閥的內(nèi)件采用雙相不銹鋼以代替316L(尿素級(jí))鋼。鈦材特點(diǎn)是一種具有高度化學(xué)活性的的金屬。但是，它對(duì)許多腐蝕介質(zhì)都呈現(xiàn)出特別優(yōu)異的耐腐蝕性。原因是鈦和氧有很好的親合力，

8、極易與氧反應(yīng)而在其表面生成一層堅(jiān)固而致密的鈍性氧化薄膜。在許多苛刻腐蝕工況介質(zhì)中，這層氧化薄膜十分穩(wěn)定，較難溶解，即使遭到破壞，只要有充足的氧，也能自行修復(fù)而很快重新生成。鈦閥門鈦閥門主要是利用鈦金屬材料在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中氧化薄膜有很好的穩(wěn)定性和自鈍化能力，這一特性來抵抗多種苛刻工況強(qiáng)腐蝕。鈦閥門能否抵抗工作環(huán)境介質(zhì)的腐蝕，關(guān)鍵在于其表面的“鈍性氧化膜”在腐蝕介質(zhì)中的化學(xué)穩(wěn)定性。對(duì)于中性，氧化性，弱還原性介質(zhì)環(huán)境“鈍性氧化膜”本身就有著很好的穩(wěn)定性。對(duì)于高溫或PH值較低的還原性腐蝕介質(zhì)，為提高其“鈍性氧化膜”的穩(wěn)定性，可通過加入緩蝕劑（如空氣、水、重金屬離子和陰離子等），如鈦表面離子改性處理，陽極化處理等方法，來提高“鈦”在還原性介質(zhì)中的耐腐蝕性及