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化工生產類型復雜,介質多種多樣,本文就生產來介紹不銹鋼鍛件在化工設備方面的應用。
化工生產中,有不少設備要和腐蝕性介質相接觸,因而采用了大量的不銹鋼,如年產23萬t硝酸銨的化肥廠,不鎊耐酸鋼的用量大約為190t。
化工設備一般體積較大,有的容器直徑達數米,髙度達數十米。設備成形和焊接后很難再進行熱處理。而成形和焊接常對不銹耐酸鋼的耐蝕性有不利影響,如熱成形和焊接會使不銹鋼敏化,并降低鋼的抗晶間腐蝕能力;成形和焊接所產牛的殘留應力在某些介質環境下會產生應力腐蝕破壞。因此絕大部分化工設備要求所用不銹鋼在成形和焊接后,在不經熱處理的狀態下仍具有足夠的耐蝕性,特別是抗晶間腐蝕等性能。
化工設備中使用最廣泛的是耐蝕范圍廣、塑性、韌性以及成形和焊接等工藝性能良好的Crl8Ni9型和Crl8Nil2Mo型奧氏體不銹鋼鍛件。為了滿足在熱作和焊接狀態下抗晶間腐蝕性能的要求,化工設備常采用含鈦和鈮等穩定化元素的鋼種,如12Crl8Ni9Ti、12Crl8Nil2Mo2Ti等。隨著冶金技術水平的提高,具有更好的抗晶間腐蝕、刀狀腐蝕能力的低碳、超低碳、含氮不銹鋼的應用也日益廣泛。無鎳的鉻錳氮不銹鋼與低鎳的鉻錳鎳氮不銹鋼,如12Crl7Mnl3Mo2N和12Crl8Mn9Ni5Mo3N鋼,不僅節鎳,同時具有與Crl8Ni9及Crl8Nil2Mo鋼相近的綜合性能,尤其是對某些介質,如尿素,具有更好的耐蝕性,在化工設備中得到了越來越廣泛的應用。鐵素體不銹鋼,如06Cr13A、022Crl8Ti鋼等耐蝕范圍較窄,焊接接頭因晶粒粗化而變脆,使用范圍受到限制,其焊接構件僅能用于壓力小的薄壁容器。但因不含鎳,對腐蝕性不太強的介質和防污染設備,仍可選用。不銹鋼的合金元素含量較高,必須節約使用。當化工容器的壓力較高,壁厚較厚時,一般采用在碳素鋼或低合金高強度鋼殼體內襯不銹鋼內套的構造。這樣不僅可以節約大量的不銹鋼,而且還可以保證設備的質量和效能。
不銹鋼在尿素生產中應用合成氨生產裝置、硝酸銨生產裝置和尿素生產裝置一般都采用不銹鋼鍛件制造。在一些廠家的實際應用上一般是在氨合成塔內側、硝酸預熱器、低壓中和塔、濃縮器上采用06Crl9Nil0奧氏體不銹鋼;在合成塔、高壓冷凝器、洗滌器上采用022Crl7Nil2Mo2奧氏體不銹鋼;在氣提塔分布管上應用022Cr25Ni22Mo2N奧氏體不銹鋼;在造粒塔上應用06Cr19Nil0或022Crl7Nil2Mo2奧氏體不銹鋼;在甲銨泵體上采用022Crl8Nil5Mo3Si2N或022Cr25Ni7Mo3N;在閥門上采用雙相不銹鋼03Cr25Ni6Mo3Cu2N;在尿素合成塔內件、蒸發器、硝酸地下貯槽、硝銨真空蒸發器上應用12Crl8Mn9Ni5N或12Crl8Mnl0Ni5Mo3N奧氏體不銹鋼;022Crl4Nil4Si4不銹鋼用于制造濃硝酸設備的冷凝器和槽罐等;022Crl7Ni5Si4Nb鋼用于制造發煙硝酸吸收塔、槽車罐等。