压力容器用不锈钢使用条件.docx

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压力容器用不锈钢使用条件

压力容器用不锈钢选择

表1不同钢种的用途

型号

一般用途

304、304L、308、309、

309s、310、310s

用丁一般抗腐蚀的用途。

绝大多数用丁高温用途，像予热设备，容器内衬，及焊条。

316、316L

F抗腐蚀用途，特别是304和304L型易受到点状腐蚀和大幅度腐蚀的地方。

317

用丁需要比316和316L型的抗腐蚀要局的用途。

430

用来防止硝酸和其它局氧化介质，也用丁304和316型易受应力腐蚀裂纹的含氯化物的水中。

型号

选择用途

301

用丁装树脂的仓储室和容器以避免污染

303.303Se

用丁需要易切削性能的螺母和螺栓硬件。

305

用丁作学工业中的紧固件，波形挡板及顶盖。

321、347、348

由丁304L型可以用，321,347,348型用的很少，304L不

仅价格便宜，而且抗腐蚀性和321、347、348相同。

405

405型的可焊性比410型好，由丁405的延性比410型好，容易轧成管材，所以，一些大型反应管和热交换器是用

405型管制造的。

410

压缩机部件，泵部件，及许多工程方面的用途。

热处理的高强度410型管用丁高压聚乙烯管。

416、416Se

用丁易切削性能有螺母和螺栓硬件。

420

阀门管

442、446

高硫气压使锐的存在不必要的条件下的高温应用。

446型

也用丁略有咸味的水用的管状热交换装置，这是因为446型不易有应力腐蚀裂纹。

表2不同环境下钢的适用性

环境

钢种

各种酸

盐酸

除非溶液非甬稀并在全溢■时，般不提倡使用不钮钢。

一“混酸”

只要有足够的硝酸,对304或316型没有多大的腐蚀。

硝酸

使用304L和430型

磷酸

在某些生产工艺中，用304型钢存储浓度为85%勺冷磷酸和处理浓度为5%勺冷磷酸效果令人满意。

316的抗腐蚀性更强，而且、如果氟的含量不太高的话，316型一

般用来储存和生产氟。

317型的抗腐蚀的性比316型更好。

在浓度85%316型的金届温度』、应超过212F

（100C）。

但317型可以高一些。

氧化离子抑制腐蚀，

也可以添加其它阻缓剂，像砰。

硫酸

在室温条件下，当浓度在80恕上时，可以使用304型

不锈钢。

如果溶液可以充气搅拌，那么，在温度高达120F（50C）时，可以用316型不锈钢和浓度为10%勺硫酸相接触，如果在无空气的溶液中，腐蚀性就更大。

在温度150F（65C），浓度为5%寸，可以使用317型。

如溶液中有其它材料，就可能显著改善腐蚀速度。

在中等浓度的热溶液中，只要有500-2000PPm的铜离子，就可以使用304型不锈钢。

其它添加剂的作用可能相反。

业硫酸

304型易产生点状腐蚀，特别是业硫酸中有硫酸时更是

如此。

在中等浓度和温度的情况下，可以用316型

各种碱

氢氧化钠

在氢氧化铉中，300系列钢的各种钢在任何浓度和温度下通常都具有较好的抗腐蚀性。

苛性碱溶液

"浓的溶液和较局的温度中，可能会有一些腐蚀、裂纹等。

工业上用的各种纯苛性碱溶液可能含氯化物，氯化物会加重腐蚀并使316型和304型产生点状腐蚀。

有机物

乙酸

在化工厂中，乙酸几乎没有纯的，通常含有许多不同

的少量成份。

在温度约为120F（50C）,304型用丁处理浓度为99%的乙酸的各种设备，这些设备包括，蒸僻器，碱加热器，存储容器，热交换设备，管道，阀门和泵。

在与100%勺乙酸蒸气接触时，在室温条件下储存极冷乙酸时，如果可以容许少量混浊和彩色啄印的话，304型的性能也是令人满意的。

316型和317型有着极为广泛的用途，特别是在有甲酸存在或溶液中没有充气时更是如此，316型用丁处理浓度为30-99%勺分僻设备［这种设备不能用304型钢］,用丁存存贮器、泵、及处理极冷乙酸的工艺设备，如使用304型，这些设备就会变色。

316型也用丁120F（50C）温度以上的部件，稀释汽化液、及高压用途。

在强腐蚀条件下317型的抗腐蚀性比316型要高一些。

在沸腾温度和过热蒸气温度时，没有一种不锈钢对极冷乙酸有足够的抗腐蚀能力。

通常304型的性能令人涵息。

醋酸纤维素

通常316型比304型好。

在低温时，304型令人满意，但在高温时，需316型或317型。

柠檬酸、甲酸及洒白酸

在中温时，通常米用304型，但在温度高达沸腾温度时，316型能抗所有的浓度的这些酸的侵蚀。

酯

从腐蚀的观点来看，酯可以同各种有机酸类似。

脂肪酸

在高达300F（150C）时，304型抗脂肪和脂肪酸，但是在温度为300-500F（150C—260C）时，就需要316型。

在更高的温度时。

需用317型。

车辆喷漆

如果适当的颜色和无污染至关重要的话，就可能使用

316型。

苯二酸酊

通常316型用丁反应器、蒸僻柱、汽水阀、挡板，盖，管道。

各种肥皂

304型用丁像喷雾塔用的各种部件，但是用丁喷雾嘴和鳞片干燥带以减少变色的产品，则316型更好一些。

合成洗涤剂

为了产生硫化的高分子乙醇盐，在脂肪酸的催化加氢作用中，316型用于予热器，管道，泵，和反应器。

妥尔油

在妥尔油的蒸僻用途中，304型的用途很有限，可用含少量钳（2.75%）的316L型钢来处理高松脂酸流。

在温质达475F（245C）时，在腐蚀性较强的高脂肪酸流的条件下，也可以用316型，但在更局的温廿，就可能需要317型钢。

焦油

由丁煤焦油中氯化物含量高，焦油的分僻设备用的几乎都是316型钢；

尿素

304型对点状腐蚀的抵抗性不够，通常需要316L。

药品

由丁316型固有的抗腐蚀性和对药品的纯洁度有保证，与药品接触的各种部件通常选择316型钢来制造。

在一般腐蚀，即产生全面腐蚀的环境中，选用不锈钢主要考虑它们的耐一般腐蚀的性能。

但这并不等丁说，在这些腐蚀环境中，不锈钢就不产生局部腐蚀。

有关耐局部腐蚀用不锈钢的选材问题，将在下一节讨论。

常见的一般腐蚀环境种类繁多，彳艮难一一列举。

本书主要涉及大气、水（淡水，工业水，海水等）、酸、碱、盐等环境中不锈钢的选材问题。

有关高温下耐化学腐蚀的选材则届丁耐热钢考虑的问题。

1、大气环境中的选用

根据潮湿程度，大气一般分为干燥大气，潮大气和湿大气。

它们对钢的腐蚀性则随大气潮湿程度的增加而提高。

为了耐大气腐蚀，不锈钢的选材一般是按Cr13型tCr17型t18-8型次序［1］。

最高选用18-8型Cr-Ni奥氏体钢便可满足耐蚀的要求，个别条件下才选18-14-2型不锈钢。

根据所处的环境，大气乂可分为农村大气、城市（工业）大气和海洋大气。

由丁农村大气除潮湿外，一般很少污染，比较干净，因而对钢的腐蚀性较弱。

故常常选用Cr13型和Cr17型钢便可满足耐腐蚀的要求。

由丁城市（工业）大气除潮湿外，还常常含有SO2H2SNH3NO2以及

CO2C12等气体杂质和悬浮的颗粒、灰尘，而一些气体杂质溶丁水中，降落或吸附到钢的表面上，然后再溶丁水，均可形成C1-,H2SO4等腐蚀性较强的物质；

一些悬浮颗粒和灰尘，有的溶丁水后本身就具有腐蚀性，有的落在钢的表面上形成缝隙加速钢的腐蚀。

因此，对城市（工业）大气，若在室内，选用不锈钢时，虽仍可考虑选择Cr13型和Cr17型钢；但在室外，Cr17型钢则成为可供选用的最低牌号。

长期使用表明，虽然Cr17型钢表面上常常落有一层灰尘，但经活除后就会显露出并未受到腐蚀的原始的光亮表面。

当城市（工业）大气中有C12以及H2S,CO件有害气体时，一般应选用18-8型钢，甚至选用含2吩3%M0勺18-14-2奥氏体不锈钢，才能取得满意的结果。

长期使用表明，如果年年进行活理，这些钢使用20〜30年后仍会光亮如初。

许多用不锈钢制造的火车客车车箱，豪华商场、饭店、大厦的屋顶、外壁、内装饰等便是选用不锈钢的典型实例。

由丁海洋大气既潮湿乂含有NaCl等海盐粒子，因此Cl-腐蚀特别突出。

在这种腐蚀环境中，Cr13型和Cr17型不锈钢短期使用可产生一层锈膜，但主要危险是它们极易产生点蚀，特别是在近海和在海上更为明显。

而18-8型Cr-Ni不锈钢，如OCr19Ni9,OCr18Ni9,OOCr19Ni10,OCr18Ni11Ti等，在恶劣的海洋大气中也能生锈，但锈层一般很薄，极易活除掉。

含2吩3%MO勺18-14-2型奥氏

体不锈钢是耐海洋大气腐蚀较理想的材料。

根据15年的试验，不仅一般腐蚀率很低（<2.54x10-5mm/a）,而且点蚀很浅（0.024mn）。

在大气中还有可能选用其他不锈钢，例如，制表工业用的含S,含Se和S,Ca复合的Cr-Ni奥氏体不锈钢，主要是为了既耐蚀乂易切削加工；一些紧固件，螺钉、螺帽、螺栓、螺丝等多选用含Cu2呢4%勺Cr-Ni不锈钢，除耐蚀外，主要是为了提高紧固件的冷加工成形性能。

[1]Cr13型：

指OCr13,1Cr13,2Cr13,3Cr13,3Cr13Mo等牌号；Cr17型：

指OCr17Ti,OOCr17Ti,0Cr17,OOCr17等牌号；

18-8型：

指1Cr17Ni7,1Cr17Ni8,1Cr18Ni9,OCr19Ni9,OOCr19Ni9,1Cr18Ni9Ti,OCr18Ni11Ti等牌号

[2]18-14-2型：

指1Cr18Ni12Mo2Ti,OCr18Ni12Mo2Ti,OCr17Ni12Mo2,

OOCr17Ni14Mo2|牌号。

2、水介质中的选用

按水中含盐量的不同，水可分为高纯水，淡水，半咸水和海水。

高纯水中几乎不含盐，Cl-一般V0.1ppm；淡水中含盐量低于0.05%;半咸水中含盐量在0.05%以上，但低于海水的含盐量；海水中含盐量达3吩3.5%。

不锈钢在水介质中，一般腐蚀并不是引起不锈钢腐蚀破坏的主要形式。

而最为常见的腐蚀破坏系来自局部腐蚀，特别是应力腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀。

这些将在下一节中讨论。

高纯水大量应用于核工业中,特别是以水作为冷却和工作介质的沸水和压水核反应堆中。

由于高纯水中Cl-和氧都很低（Cl-<0.10ppm,[O]<0.01ppm）,不锈钢在此种条件下的腐蚀率很小，<0.01mm/a因此，水冷核反应堆中除核燃料包壳等少量材料外，大量选用不锈钢，说水冷核反应堆是不锈钢“堆”成的一点也不夸大。

所选用的主要牌号为0Cr19Ni9,00Cr19Ni11,0Cr17Ni12Mo2,00Cr17Ni14Mo2,0Cr18Ni11Ti等。

近些年来，控氮的Cr-Ni奥氏体不锈钢，例如控氮的0Cr19Ni9,,00Cr19Ni11,00Cr17Ni14Mo2等大量用作堆内结构材料（法兰、堆内各种支撑件等）和主管道材料。

压水堆蒸汽发生器管材虽然已选用高锐耐蚀合金，但蒸发器

隔板则选用0Cr13Al（AISI405）铁素体不锈钢。

在水冷反应堆乏燃料储存装置中，除耐高纯水腐蚀外还要求具有热中子吸收能力，为此含硼的Cr-Ni不锈钢

（OCr18Ni10B）获得了应用。

淡水中即使含有少量CL-和饱和氧，甚至还有其他杂质，但对不锈钢的一般腐蚀也是微不足道的。

因此，所有类型的不锈钢均可用于淡水相接触的环境中。

淡水在工业中（工业水），既可做介质乂可做原料，因此用量极大。

在与工业水相接触的设备、部件中，最常选用的不锈钢是Cr13型、Cr17型和18-8型三类。

各种换热设备，例如换热器、蒸发器、冷却器、冷凝器、热交换器等的工作环境在工业水条件下是