雙相鋼閥門(mén)特點(diǎn)及其應(yīng)用
雙相鋼作為20世紀(jì)后期發(fā)展起來(lái)的新型鋼種，由于材料本身的固有特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，在泵閥領(lǐng)域的應(yīng)用也收到了可喜的效果。我公司近幾年成功地開(kāi)發(fā)了雙相鋼閥門(mén)，通過(guò)國(guó)內(nèi)幾家新建和改造項(xiàng)目的使用，用戶十分滿意。下面就從以下幾個(gè)方面談一談雙相鋼閥門(mén)特點(diǎn)及應(yīng)用。
一、雙相鋼材料的特點(diǎn)
雙相不銹鋼閥門(mén)所具有的優(yōu)良的性能是由其材料的性能和閥門(mén)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：
⑴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。
⑵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%+3.3×Mo%+16×N%）時(shí)，雙相不銹鋼與奧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ANSI 316L相當(dāng)。含25%Cr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(guò)了ANSI 316L。
⑶具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。
⑷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18-8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。
⑸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18-8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接。
⑹含低鉻（18%Cr）的雙相不銹鋼熱加工溫度范圍比18-8型奧氏體不銹鋼熱加工范圍寬，抗力小。
⑺冷加工時(shí)比18-8型奧氏體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。
⑻與奧氏體不銹鋼相比，導(dǎo)熱系數(shù)大，線膨脹系數(shù)小。
⑼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。
休氏法（Huey）是作為尿素用材耐蝕性和各國(guó)通用的一個(gè)主要檢驗(yàn)方法，這個(gè)方法要求很?chē)?yán)格，一般化學(xué)成份控制不當(dāng)，鋼的冶金質(zhì)量不好，很難通過(guò)此法。316L（尿素級(jí)）規(guī)定5個(gè)周期平均腐蝕量≤3.3μm/48h，為合格。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，00Cr22Ni5Mo3N鋼不但達(dá)到了這一要求，而且也達(dá)到了25-22-2（2RE69）奧氏體不銹鋼的耐腐蝕標(biāo)準(zhǔn)平均腐蝕量≤1.5μm/48h，好于316L（尿素級(jí)）的平均腐蝕量，特別是從第5周期開(kāi)始，00Cr22Ni5Mo3N鋼腐蝕量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于316L（尿素級(jí)）的腐蝕量，從而說(shuō)明了00Cr22Ni5Mo3N鋼化學(xué)成份理想，耐蝕性能強(qiáng)于316L（尿素級(jí)）。
二、雙相鋼閥門(mén)的特點(diǎn)
1、閥門(mén)采用整體鍛造加工或鍛焊結(jié)構(gòu)，并經(jīng)無(wú)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(mén)密封副噴焊硬質(zhì)合金，硬度最高可達(dá)HRC65，具有優(yōu)異的耐磨蝕性能，提高了閥門(mén)的使用壽命。
3、由于雙相鋼材料本身的特點(diǎn)，閥門(mén)具有較強(qiáng)的抗硫化氫和氯離子腐蝕的能力。
4、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。大口徑閥門(mén)可根據(jù)用戶要求設(shè)置沖洗口，對(duì)沉積物進(jìn)行沖洗。
三、雙相鋼閥門(mén)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(mén)的閥芯部位，提高了閥門(mén)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CO2氣提法和NH3氣提法采用的多是高合金奧氏體不銹鋼，甚至是鈦材，國(guó)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。我公司已為國(guó)內(nèi)多家化肥和化工企業(yè)提供了此種閥門(mén)，如錦西天然氣化工總廠、中石油蘭州石化化肥廠、中石油寧夏化工總廠、浩良河化肥廠、山東瑞星生物化工有限公司、安陽(yáng)化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司、河南心連心化工公司、平頂山飛行化工有限公司、山東明水大化、山東魯西化工股份公司、山東德齊龍化工公司、中海油海南富島化肥廠、江蘇恒盛化肥有限公司、山東肥城化肥廠、山西原平化肥廠、河南息縣化肥廠、羅山金鼎化工有限公司、江蘇華昌化工公司、河北遷安化肥廠、河北藁城化肥廠、赤水天然氣化工總廠、瀘天化集團(tuán)公司等。使用效果都不錯(cuò)，耐磨損腐蝕性能及強(qiáng)度都有很大提高，大大提高了閥門(mén)的使用壽命。
我國(guó)煤炭資源相對(duì)豐富，近幾年煤化工發(fā)展迅猛，引進(jìn)國(guó)外煤粉加壓氣化和水煤漿加壓氣化技術(shù)正被廣泛推廣，由于其對(duì)煤質(zhì)要求較低，可以充分利用現(xiàn)有煤炭資源，采用低質(zhì)煤代替無(wú)煙標(biāo)煤大大降低了產(chǎn)品成本，因此，具有廣闊的市場(chǎng)前景。但由于此工藝介質(zhì)中含S較高、含有固體顆粒、工作溫度較高易結(jié)垢等的特殊性，對(duì)所用閥門(mén)也提出了更高的要求，我公司為國(guó)內(nèi)引進(jìn)英國(guó)殼牌和美國(guó)德士古氣化技術(shù)配套開(kāi)發(fā)的雙相鋼硬密封球閥、截止閥、止回閥等閥門(mén)，已成功地用于廣西柳化、南化公司、南京惠生、湖北化肥廠、安慶石化、中石化洞庭氮肥廠、云南天安化工有限公司、神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)、中原大化等新建和改建項(xiàng)目，產(chǎn)品滿足工藝設(shè)計(jì)要求，使用效果很好。
從目前奧氏體不銹鋼不斷攀升的價(jià)格看，鎳資源的稀缺是不銹鋼價(jià)格上漲的主要因素之一，而低鎳或無(wú)鎳的雙相不銹鋼的價(jià)格優(yōu)勢(shì)將越來(lái)越突現(xiàn)出來(lái)，因此雙相鋼閥門(mén)的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。
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