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不鏽鋼管在石油石化中的應用

來源:/gsnews/178.html  時間:2017-12-7

不鏽鋼最爲常用的分類是按照鋼的組織來分類,一般可分爲鐵素體不鏽鋼、奧氏體不鏽鋼、馬氏體不鏽鋼、雙相不鏽鋼和沈澱硬化不鏽鋼。在石油石化應用中主要以奧氏體不鏽鋼、鐵素體不鏽鋼以及雙相不鏽鋼所占比例較大。  鐵素體不鏽鋼一般Cr含量在13%-30%之間,C含量一般低于0.25%。一般来说,铁素体不锈钢的耐腐蚀性低于奥氏体不锈钢及双相钢,但高于马氏体不锈钢。但由于其相比于其他不锈钢久草在线播放成本低,因此,在化工和石油化工应用领域中,對于耐腐蚀介质和强度要求不高的领域应用范围较广。  

馬氏體不鏽鋼一般Cr含量在13%-17%之間,C含量較高,在0.1%-0.7%之間,其具有较高的强度、硬度及耐磨性,但耐腐蚀性较低。其在石油石化领域主要应用在腐蚀性介质不强的环境中,如要求较高韧性和冲击负荷的构件,像汽轮机叶片,螺栓及其他相关的零部件等。  奥氏体不锈钢Cr含量在17%-20%之間,Ni含量在8%-16%之間,C含量一般低于0.12%,主要通過添加Ni元素擴大奧氏體相變區域,從而在室溫下得到奧氏體組織。奧氏體不鏽鋼的耐腐蝕性、塑性、韌性、加工成型性能、焊接性能、低溫性能等相比其他不鏽鋼都較爲優異,因此其在各個領域的應用也最爲廣泛,其使用量約占所有不鏽鋼總量的70%左右。在石油石化领域中,對于强腐蚀介质、低溫介质中,奥氏体不锈钢优势较大。  

雙相不鏽鋼是在單相不鏽鋼的基礎之上發展起來的,其Ni含量一般爲奧氏體不鏽鋼Ni含量的一半左右,降低了合金成本。奥氏体不锈钢具有优良的耐腐蚀性能和较高的综合性能,它解决了铁素体及马氏体不锈钢耐腐蚀性弱、奥氏体不锈钢强度及耐磨性不足的缺点。在石油石化领域主要应用于耐海水腐蚀的海洋石油平台,酸性部件及设备,特别是耐点蚀的构件之中。  沉淀强化不锈钢主要通过沉淀强化机理来得到高强度性能,它同时牺牲了自身的耐腐蚀性能,因此在腐蚀介质中应用较少,一般应用于石化机械开采等久草在线播放。  

20年来,不锈钢钢管无论是无缝管还是焊接管在久草在线播放技术水平上都有了较大的提高。国内部分厂家久草在线播放的不锈钢管已达到完全可以替代进口久草在线播放的水平,实现了钢管的国产化。  在石油石化中,不锈钢管主要应用于管道输送系统,包括高压炉管,配管,石油裂化管,流体输送管,换热管等。要求不锈钢在湿、酸服役情况下要有良好的表现。  

大口徑厚壁高壓臨氫用不鏽鋼無縫管的應用  爲適應加工低質量原油和滿足環保的要求,國內煉化企業不斷優化煉油裝置處理結構和調整久草在线播放結構,其中加氫裂化和加氫處理等高壓加氫裝置近年來發展較快,裝置的加工能力也在不斷提高。臨氫管道主要特點爲直徑大,管壁厚。對于高壓臨氫材料的選擇,由于其高溫高壓的工況,國內外一般使用TP321/HTP347/H等作爲高壓臨氫管的選材,上述兩者不鏽鋼材料,由于加入了TiNb等穩定化元素,具有較高的耐高溫腐蝕性能及高溫力學性能。目前,國內大口徑厚壁的臨氫管道主要采用熱穿孔+冷軋/冷拔的方式進行制造生産。采用熱穿孔+冷軋/冷拔制造的管材與其他方式制造的鋼管相比,具有表面好,尺寸精度高,管壁組織均勻的特點。對于高壓臨氫鋼管,由于其工況介質的特殊性,因此對于鋼管原材料的要求較高,因此設計院對于高壓臨氫管道的要求是:S0.015%P0.030%,非金屬夾雜ABCD類不高于1.5級。對于成品管要求進行超聲波檢驗,人工對比缺陷不大于管材公稱壁厚的5%等。  

低溫LNG用不锈钢焊接钢管的应用  由于社会的发展,人们的环境保护意识提高,清洁能源越来越受到重视。LNG是一種清潔、高效的能源,在國民生産生活中扮演著重要的角色,因此LNG接收站,LNG運輸船等如雨後春筍般湧現出來。LNG是在常壓下將氣態的天然氣冷卻至-162℃,使之凝結成液體。因此,LNG输送用的管道必须具有较高的低溫性能。  對于低溫LNG輸送管,國內外多半采用超純淨、低碳、低硫、低磷的不鏽鋼進行制造。近幾年,雙牌號的不鏽鋼很受LNG用戶歡迎,其中TP304/304LTP316/316L等應用尤爲廣泛。雙證鋼不僅擁有了L级别的耐腐蚀性和低溫性能,同时又拥有较高的力学性能。  

目前,国内外主流的低溫LNG用焊接不鏽鋼鋼管一般都是采用自動機組焊接成型工藝、UOE成型工藝以及JCO成型工艺进行加工。  自动焊接机组是在壁厚不厚的情况下采用的一种快捷、高效、自动化的焊管久草在线播放方式,目前,大部分采用排辊对板材进行成型,然后在线进行焊接、热处理等,部分焊接机组还集成了板材在线超声波、在线焊缝超声波、焊缝自动跟踪技术等先进工艺技术,能够为满足LNG长距离管线制造提供高效率的制造作业,减少制造厂家的久草在线播放期限。  

UOE成型技术是目前世界上应用最多、最成熟、质量最被认可的一种低溫LNG焊管生産工藝,其主要的工藝技術已經定型。JCO成型工艺是近年来一种新鲜的成型工艺,这种成型技术是步进式预弯和管体数控折弯的有机结合。  

對于LNG不鏽鋼焊接管,由于其使用環境是在-162℃的低溫环境中,因此對于LNG用管,必须要有较高的低溫冲击性能。目前,大部分设计院、科研院所、制造厂商要求LNG用管的低溫冲击性能不低于80J,側向膨脹量根據ASME B 31.3不低于0.38mm。對于不锈钢焊接管,焊缝作为管材的薄弱环节,焊缝质量的高低直接影响管道乃至输送管线的安全。焊接系数是评价焊缝质量的重要因素之一,對于低溫LNG焊接管,焊接系數爲Ej=1.0,焊接接頭必須爲全焊透接頭。焊接接頭完成後,所有焊縫必須進行100%射线检验,焊缝必须没有未焊透、无焊缝夹杂、无咬边、无裂纹等缺陷,以保证低溫状态下焊接接头的稳定性。  

石油管道是消耗不鏽鋼管材的大頭,在石油久草在线播放的設備制造、采油、煉油以及運輸中,不鏽鋼管材扮演著重要的角色。近年來,國家加大了對石油資源的開發,同時作爲全世界最大的石油淨進口國家,隨著石油剛性需求的提升,與石油相關的産業將進一步發展,對不鏽鋼管道的需求量也會繼續增加。2017年,中國鋼鐵産業已出現回暖迹象,國內不鏽鋼管材龍頭企業紛紛加大了與中石油及中石化之間相關石油管道的合作,借以提升市場份額。同時國內鋼管企業也紛紛與國外石油企業開展活動,將中國不鏽鋼管制造推向世界平台。

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