1. 普通碳素鋼管道材料選用一般限制條件
a. 沸騰鋼:
①. 應(yīng)限用在設(shè)計(jì)壓力≤0.6MPa,設(shè)計(jì)溫度為0~250℃的條件下;
②. 不得用于易燃或有毒流體的管道;輸送極度危險(xiǎn)介質(zhì)、高度危害介質(zhì)及液化烴的壓力管道應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)鋼制造,輸送可燃介質(zhì)的管道不得采用沸騰鋼制造。
③. 不得用于石油液化氣介質(zhì)和有應(yīng)力腐蝕的環(huán)境中。
b. 鎮(zhèn)靜鋼:
①. 限用在設(shè)計(jì)溫度為0~400℃范圍內(nèi);
②. 當(dāng)用于有應(yīng)力腐蝕開裂敏感的環(huán)境時(shí),本體硬度及焊縫硬度應(yīng)不大于HB200,并對(duì)本體和焊縫進(jìn)行100%無損探傷。
2. 優(yōu)質(zhì)碳素鋼管道材料選用一般限制條件
優(yōu)質(zhì)碳素鋼是工業(yè)管道中應(yīng)用最廣的碳鋼,對(duì)應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)有:GB/T 699、GB/T8163、GB/T 3087、GB/T 5310、GB/T 9948、GB/T 6479等。這些標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)不同的使用工況而提出了不同的質(zhì)量要求。它們共性的使用限制條件:
a. 輸送堿性或苛性堿介質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮有發(fā)生堿脆的可能,錳鋼(如16Mn)不得用于該環(huán)境。
b. 在有應(yīng)力腐蝕開裂傾向的環(huán)境中工作時(shí),應(yīng)進(jìn)行焊后應(yīng)力消除熱處理,熱處理后的焊縫硬度不得大于HB200。焊縫應(yīng)進(jìn)行100%無損探傷。錳鋼(如16Mn)不宜用于有應(yīng)力腐蝕開裂傾向的環(huán)境中。
c. 在均勻腐蝕介質(zhì)環(huán)境下工作時(shí),應(yīng)根據(jù)腐蝕速率、使用壽命等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算,如果核算結(jié)果證明選用碳素鋼是合適的,應(yīng)給出足夠的腐蝕余量,并采取相應(yīng)的其他防腐蝕措施。
d. 碳素鋼、碳錳鋼和錳釩鋼在425℃及以上溫度下長(zhǎng)期工作時(shí),其碳化物有轉(zhuǎn)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(guī)范則規(guī)定該溫度為450℃)。
e. 臨氫操作時(shí),應(yīng)考慮發(fā)生氫損傷的可能性。
f. 含碳量大于0.24%的碳鋼不宜用于焊接連接的管子及其元件。
g. 用于-20℃及以下溫度時(shí),應(yīng)做低溫沖擊韌性試驗(yàn)。
h. 用于高壓臨氫、交變載荷情況下的碳素鋼材料宜是經(jīng)過爐外精煉的材料。
3. 其他一般要求
a. 碳素鋼和碳錳鋼在高于425℃溫度下長(zhǎng)期使用,應(yīng)考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向,而05Mo鋼約在480℃以上長(zhǎng)期工作,也會(huì)使石墨化現(xiàn)象加快發(fā)展,從而使機(jī)械性能惡化。
b. 碳鋼和低合金鋼大都為鐵素體加珠光體組織,在高溫下如450℃以上,珠光體中的片狀滲碳體逐步轉(zhuǎn)化為球狀,使材料的蠕變極限及持久強(qiáng)度大大下降。為防止石墨化和珠光體球化,在這一溫度范圍內(nèi)宜選用Cr-Mo耐熱鋼。
c. 高溫氧化碳素鋼和低合金鋼在高溫下不僅強(qiáng)度大大下降,同時(shí)材料表面極易氧化。鋼中加入足夠的Cr、Si、Al可有效防止高溫氧化。
d. 苛性脆化管材表面受一定濃度的堿性流體長(zhǎng)期浸蝕或反復(fù)作用,并在高溫和應(yīng)力的綜合影響下易產(chǎn)生脆化破裂。
e. 金屬材料在一定的溫度和壓力范圍內(nèi)與氫介質(zhì)易接觸產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象。氫腐蝕是在晶界上發(fā)生化學(xué)作用,滲碳體分解,引起組織變化,產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展,嚴(yán)重降低了材料的機(jī)械性能,甚至遭到破壞,是最危險(xiǎn)的腐蝕,特別是處在高壓條件下,更應(yīng)引起注意。為此,應(yīng)查閱“常用鋼種在氫介質(zhì)中使用的極限溫度曲線圖”,即“納爾遜”曲線來選擇材料。