常用金屬材料的應用限制條件。

1、鑄鐵

常用的鑄鐵有可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵兩種。

一般限制條件:

1)使用在介質溫度為-29~343℃的受壓或非受壓管道;

2)不得用於輸送介質溫度高於150℃或表壓大於2.5MPa的可燃流體管道;

3)不得用於輸送任何溫度壓力條件的有毒介質;

4)不得用於輸送溫度和壓力循環變化或管道有振動的條件下。

實際上,可鍛鑄鐵經常被用於不受壓的閥門手輪和地下管道;球墨鑄鐵經常被用於工業用管道中的閥門閥體。

2、普通碳素鋼

限制條件:

a. 沸騰鋼

1) 應限用在設計壓力≤0.6MPa,設計溫度為0~250℃的條件下;

2) 不得用於易燃或有毒流體的管道;

3) 不得用於石油液化氣介質和有應力腐蝕的環境中;

b. 鎮靜鋼

1) 限用在設計溫度為0~400℃範圍內。

2) 當用於有應力腐蝕開裂敏感的環境時,本體硬度及焊縫硬度應不大於HB200,並對本體和焊縫進行100%無損探傷;

c. 用於壓力管道的沸騰鋼和鎮靜鋼

1)含碳量不得大於0.24%。

2) GB700標準給出了四種常用的普通碳素結構鋼牌號,即:Q235A(F、b), Q235B(F、b)、Q235C、Q235D。其適用範圍如下:

Q235-A·F鋼板:設計壓力P≤0.6MPa;使用溫度為0~250℃,鋼板厚度≯12mm;

不得用於易燃,毒性程度為中度、高度或極度危害介質的管道。

Q235-A 鋼板:設計壓力P≤1.OMPa;使用溫度為0~350℃;鋼板厚度≯16mm;

不得用於液化石油氣、毒性程度為高度或極度危害介質的管道。

Q235-B 鋼板:設計壓力P≤1.6MPa;使用溫度為0~350℃;鋼板厚度≯20mm;

不能用於高度和極度危害介質的管道。

Q235-C 鋼板:設計壓力P≤2.5MPa;使用溫度為0~400℃;鋼板厚度≯40mm;

3、優質碳素鋼

優質碳素鋼是壓力管道中應用最廣的碳鋼,對應的材料標準有:

GB/T699、GB/T8163、GB3087、GB5310、GB9948、GB6479等。這些標準是根據不同的使用工況而提出了不同的質量要求。它們共性的使用限制條件:

a.輸送鹼性或苛性鹼介質時應考慮有發生鹼脆的可能,錳鋼(如16Mn)不得用於該環境;

b.在有應力腐蝕開裂傾向的環境中工作時,應進行焊後應力消除熱處理,熱處理後的焊縫硬度不得大於HB200。焊縫應進行100%無損探傷。錳鋼(如16Mn)不宜用於有應力腐蝕開裂傾向的環境中;

c.在均勻腐蝕介質環境下工作時,應根據腐蝕速率、使用壽命等進行經濟核

算,如果核算結果證明選用碳素鋼是合適的,應給出足夠的腐蝕餘量,並

採取相應的其它防腐蝕措施;

d.碳素鋼、碳錳鋼和錳釩鋼在425℃及以上溫度下長期工作時,其碳化物有轉化為石墨的可能性,因此限制其最高工作溫度不得超過425℃ (鍋爐規範則規定該溫度為450℃);

e.臨氫操作時,應考慮發生氫損傷的可能性。

f.含碳量大於0.24%的碳鋼不宜用於焊連接的管子及其元件;

g.用於-20℃及以下溫度時,應做低溫衝擊韌性試驗;

h.用於高壓臨氫、交變載荷情況下的碳素鋼材料宜是經過爐外精煉的材料。

4、鉻鉬合金鋼

常用的鉻鉬合金鋼材料標準有GB9948、GB5310、GB6479、GB3077、GB1221等,其使用限制條件如下:

a.碳鉬鋼(C-0.5Mo)在468℃溫度下長期工作時,其碳化物有轉化為石墨的傾向,因此限制其最高長期工作溫度不超過468℃;

b.在均勻腐蝕環境下工作時,應根據腐蝕速率、使用壽命等進行經濟核算,同時給出足夠的腐蝕餘量;

c.臨氫操作時,應考慮發生氫損傷的可能性;

d.在高溫H2+H2S介質環境下工作時,應根據Nelson曲線和Couper曲線確定其使用條件;

e.應避免在有應力腐蝕開裂的環境中使用;

f.在400-550℃溫度區間內長期工作時,應考慮防止回火脆性問題。

g. 鉻鉬合金鋼一般應是電爐冶煉或經過爐外精煉的材料。

5、不鏽耐熱鋼

壓力管道中常用的不鏽耐熱鋼材料標準主要有GB/T14976、GB4237、GB4238、GB1220、GB1221等。其共性的使用限制條件如下:

a.含鉻12%以上的鐵素體和馬氏體不鏽鋼在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,在應用上述不鏽鋼時,應將其彎曲應力、振動和衝擊載荷降到敏感載荷以下,或者不在400℃以上溫度使用;

b.奧氏體不鏽鋼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<0.0.03>

c.不鏽鋼在接觸溼的氯化物時,有應力腐蝕開裂和點蝕的可能,應避免接觸溼的氯化物,或者控制物料和環境中的氯離子濃度不超過25×10-6;

d奧氏體不鏽鋼使用溫度超過525℃時,其含碳量應大於0.04%,否則鋼的強度會顯著下降。

6、常用材料的使用溫度

常用金屬材料的應用限制條件。


常用金屬材料的應用限制條件。



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