(整理)双相不锈钢2205.

1、精品文档Duplex SAF 2205:双相不锈钢双相不锈钢（Duplex Stainless Steel简称DSS）,指铁素体与奥氏体 各约占50%, 一般较少相的含量最少也需要达到 30%的不锈钢。双相不锈钢从20世纪40年代在美国诞生以来，已经发展到第三代。它的主要特点是屈服强度可达 400-550MPa,是普通不锈钢的2倍， 因此可以节约用材，降低设备制造成本。在抗腐蚀方面，特别是介质 环境比较恶劣（如海水，氯离子含量较高）的条件下，双相不锈钢的 抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体 不锈钢，可以与高合金奥氏体不锈钢媲美。双相不锈钢具有良好的焊接性能，与铁素体不

2、锈钢及奥氏体不锈钢相 比，它既不像铁素体不锈钢的焊接热影响区，由于晶粒严重粗化而使塑韧性大幅降低，也不像奥氏体不锈钢那样，对焊接热裂纹比较敏感。 双相不锈钢由于其特殊的优点，广泛应用于石油化工设备、海水与废 水处理设备、输油输气管线、造纸机械等工业领域，近年来也被研究 用于桥梁承重结构领域，具有很好的发展前景。双相不锈钢与奥氏体以及铁素体不锈钢的比较所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各占一半，一般最少相的含量也许要达到30%。由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使 DSS兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：（1）屈服强

3、度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用 的奥氏体减少30-50%,有利于降低成本。(2)具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，即使是含合金量最低的 双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出 问题。(3)在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优 于普通的316L奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀 性，再一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈 钢，乃至耐蚀合金。(4)具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏体不

4、锈 钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。(5)比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢 连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。(6)不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量 吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，爆炸等，双相不锈钢优 势明显，有实际应用价值。与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：(1)应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，例如其使用温度 必须控制在250摄氏度以下。(2)其塑韧性较奥氏体不锈钢低，冷，热加工工艺和成型性能不 如奥氏体不锈钢。(3)存在中温脆性区，需要严格控制热处理和焊接的工艺制度，以避免有害相的出现，损

5、害性能。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：(1)综合力学性能比铁素体不锈钢好，尤其是塑韧性，不象铁素 体不锈钢那样对脆性敏感。(2)除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不 锈钢。(3)冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。(4)焊接性能也远优于铁素体不锈钢，一般焊前不需预热，焊后 不需热处理。(5)应用范围较铁素体不锈钢宽。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下：合金元素含量高，价格相对高，一般铁素体不含银。综上所述，可以概括地看出 DSS的使用性能和工艺性能的概貌，它以其优越的力学与耐腐蚀综合性能赢得了使用者的青睐，已成为既节省重量又节省投资的优良的耐蚀工程材

6、料。双相不锈钢为什么称双相？奥氏体+铁素体双相不锈钢是指不锈钢中既有奥氏体又有铁素体组织 结构的钢种，而且此二相组织要独立存在，含量都较大，一般认为最 少相的含量应大于15%。而实际工程中应用的奥氏体+铁素双相不锈 钢(习惯称+双相不锈钢或双相不锈钢)多以奥氏体为基并含有不精品文档小于30%的铁素体，最常见的是两相各约占50%的双相不锈钢。双相不锈钢英文简写是 DSS(Duplex Stainless Steel)由于具有+双相组织结构，双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢和铁 素体不锈钢的特点。与铁素体不锈钢相比， +双相不锈钢的韧性高， 脆性转变温度低。耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高；同时又保

7、留了铁素体不锈钢的一些特点，如 4750c脆性、导热系数高、线膨 胀系数小、具有超塑性、有磁性等。与奥氏体不锈钢相比，+双相不锈钢的强度高，特别是屈服强度显著提高，且耐晶间腐蚀、耐应力 腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能有明显的改善。“双相不锈钢又分为Cr-Ni型和Cr-Mn-N型。目前实际工程最常 用的+双相不锈钢是Cr-Ni型，可分为四类，低合金型、中合金型、 高合金型及超级双相不锈钢型，见表 1-5。 1-5取鞫不雷翦代牌的主要牝华成分粕孔读抗力驾量修，先类别标餐商费牌号CCr用如NCjWPRENPRZW金型UNS 532104W. Nri. 4睡V_ SS 23却AAFHS04UR35Na os2

8、3*dl口. 16 2j.J邮53的SAF2XO5Q732?S“S5T5W Nrl. Ji5EUR秋SS 2377Lj中第 034 Bt3, 3。工b3ii/3HNS S3UOOlHEfiCa 03他5C 1v2?0.139含W. Nrl. 4417A 903r鱼领UNS S32 &CW, Nrb QVO1CHE51口.时5451.9L iSS 2324AES1I 329URSO1O.02L707UNS 与 3294 UDPSW(k 03*?3翦SO器JT$ 霹NW注。3277*机身 (1.27n, 76, 7 44於WT/ TNWGQ.D325L 54.0a 211. 7t4544% +我相

9、不锈钢的性能主要受 口和丫相比例影响，研究结果表明: 口和丫相各占50%时， +双相不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和焊接 性能。在平衡状态下，+双相不锈钢两相比例主要是由钢中合金元 素的含量来决定的即由铭当量（Creq ）和银当量（Nieq ）来决定的珞当量/摩也需E 1-r Fe Lf Ni合金的状态低面扭如图1-7,当双相不锈钢加热温度足够时，就会发生 丫口转变， 当达到12001300OC时，某些钢种可以呈现单相铁素体，急冷时会 出现单相铁素体，冷却速度较慢时，析出的奥氏体量仍有可能不完全。 在重新热处理后，新析出的奥氏体称为二次奥氏体丫而出速度相当快，其形态呈针状呈羽毛状。二次奥氏体量随回

10、火温度的提高和保温 时间的延长而逐渐增加，而且体积也长大，这种状态的+双相组织 一般比较粗大，性能不好。当加热温度低于10500c时，碳化物可在 停丫相界上形成，由于 有相对高铭的铁素体供铭，相对高碳的奥氏体供碳，最易形成Cr23 C6 型碳化物。碳化物的长大消耗了相邻区域的铭量， 加之铭在铁素体中 的扩散速度很快，于是，这部分原来为铁素体随即转变为奥氏体，这 样便形成了碳化物和奥氏体的聚集区。由于双相不锈钢绝大部分为超 低碳，所以能析出的碳化物有限，尚不足以在生丫晶间（相界）上形成网状碳化物。因此，对超低碳双相不锈钢而言，一般不必担心碳化 物析出带来的危害。合金元素的含量直接影响到双相不锈钢

11、的相比例和有关性能。Ni的主要作用是调整双相不锈钢有一个合理的相比例。N是强烈形成奥氏体的元素，在双相不锈钢中，高温时 N稳定奥氏体的能力也 比Ni大，N还能提高双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能。Cr是保证双相不锈钢有合理相比例的主要铁素体形成元素，随着Cr含量的增加，双相不锈钢耐蚀性也提高.Mo是铁素体形成元素，Mo能提高 双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能，但 Mo含量较高时，会增加钢 的脆性。W是铁素体形成元素，W能提高双相不锈钢的耐孔蚀和缝 隙腐蚀性能。Cu能提高钢在还原性介质中的耐蚀性。在氯化物环境中影响孔蚀主要合金元素是 Cr Mo和N ,为了描 述合金元素含量与腐蚀性能之间的关系，

12、学者们建立了数学关系式， 其中应用最普遍的是称之为孔蚀力当量值(PRE)或称孔蚀指数的数 学关系式：PRE(PREN)=%Cr+3.3x%Mo+Xx%N (其中 X=1030,通常 X=16) 此关系式只考虑Cr Mo和N的影响时，可表示为PREN;随后又 建立了考虑其他元素的数学关系式。考虑W的影响时，表示为PREW; 考虑Mn的影响时，表示为 PRE Mn;考虑S P的影响时，表示为 PRE(S+P)。PREW=%Cr+3.3X(%MO+0.5%w)+16x%N PRE Mn=%Cr+3.3x%Mo+30x%N-%Mn PRE(S+P)=%Cr+3.3x%Mo+30x%N-123 X%(S

13、+P)精品文档这此关系式给出了一个快捷的评估孔蚀抗力的方法。双相不锈钢的国内外应用双相不锈钢已实用化多年，尤其是当代超低碳含氮双相不锈钢克服了 焊接方面的一些问题，结合双相不锈钢所具有的耐局部腐蚀和综合力 学性能好的一些优点，为焊接结构材料的大量推广应用创造了条件， 近年市场销售量增加很快，加之随着超级双相不锈钢的步入市场， 扩 大了在一些苛刻介质中的应用，使双相不锈钢的应用范围不断拓宽， 也积累了不少实际使用经验，为双相不锈钢的选用和新钢种的开发进 一步创造了条件。双相不锈钢既有一般不锈钢的共性，也有他本身的特性规律，因此, 在双相不锈钢的合理选用方面，除了必须遵循一般不锈钢的选用需要 考虑

14、的各种因素外，还需要考虑双相不锈钢的特性规律。本讲座将就双相不锈钢安全使用的几点限制和特殊要求以及在主要 领域中的国内外应用作一介绍，其中涉及一些在使用中的失效事例分 析，以求有助于双相不锈钢的正确选用。1 .双相不锈钢安全使用的几点限制和要求 需要对相比例进行控制，最合适的比例是铁素体相和奥氏体相约 各占一半，其中某一相的数量最多不能超过 65%,这样才能保证有 最佳的综合性能。如果两相比例失调，例如铁素体相数量过多，很容 易在焊接HAZ形成单相铁素体，在某些介质中对应力腐蚀破裂敏感。需要掌握双相不锈钢的组织转变规律， 熟悉每一个钢种的TTT和 CCT转变曲线，这是正确指导制定双相不锈钢热处

15、理， 热成型等工艺 精品文档精品文档的关键，双相不锈钢脆性相的析出要比奥氏体不锈钢敏感的多。双相不锈钢的连续使用温度范围为-50250 C,下限取决于钢的 脆性转变温度，上限受到475c脆性的限制，上限温度不能超过 300 c。双相不锈钢固溶处理后需要快冷，缓慢冷却会引起脆性相的析出， 从而导致钢的韧性，特别是耐局部腐蚀性能的下降。高铭铝双相不锈钢的热加工与热成型的下限温度不能低于950 C ,超级双相不锈钢不能低于 980 c低铭铝双相不锈钢不能低于 900 C ,避免因脆性相的析出在加工过程造成表面裂纹。不能使用奥氏体不锈钢常用的 650-800 C的消除应力处理，一般 采用固溶退火处理。

16、对于在低合金钢的表面堆焊双相不锈钢后，需要进行600-650 C整体消应处理时，必须考虑到因脆性相的析出所带来 的韧性和耐腐蚀性，尤其是耐局部腐蚀性能的下降问题，尽可能缩短 在这一温度范围内的加热时间。低合金钢和双相不锈钢复合板的热处 理问题也要同此考虑。需要熟悉了解双相不锈钢的焊接规律，不能全部套用奥氏体不锈 钢的焊接，双相不锈钢的设备能否安全使用与正确掌握钢的焊接工艺 有很大关系，一些设备的失效往往与焊接有关。关键在于线能量和层 间温度的控制，正确选择焊接材料也很重要。焊接接头（焊缝金属和 焊接HAZ）的两相比例，尤其是焊接 HAZ维持必要的奥氏体数量， 这对保证焊接接头具有与母材同等的性

17、能很重要。多层焊的有利，不能采用过低的线能量，TIG焊时必须填丝等？这些都是有别于奥氏体不锈钢的焊接。在不同的腐蚀环境中选用双相不锈钢时，要注意钢的耐腐蚀性总 是相对的，尽管双相不锈钢有较好的耐局部腐蚀性能，就某一个双相 不锈钢而言，他也是有一个适用的介质条件范围，包括温度、压力、 介质浓度、pH值等，需要慎重加以选择。从文献和手册中获取的数 据很多是实验室的腐蚀试验结果，往往与工程的实际条件有差距，因 此在选材时需要注意，必要时需要进行在实际介质中的腐蚀试验或是 现场条件下的挂片试验，甚至模拟装置的试验。2 .中性氯化物环境在加工工业中经常使用含有少量氯离子的淡水作为冷却水，导致在使用304

18、L,316L等奥氏体不锈钢时，有产生应力腐蚀破裂（SCC）的危 险，这方面的损坏事例是相当多的，而双相不锈钢正是可以代替常用的 奥氏体不锈钢解决这一问题，尤其适用于由孔蚀引起的SCC场合.影响氯化物SCC的主要因素是：在特殊环境-材料组合的条件下，产生SCC的临界应力.介质的浓度,pH值,介质氧化还原的性质，特别是溶氧或其他氧化 杂质.温度：随温度升高，SCC倾向加重，产生SCC的临界温度值是重要的 参数，但也不是绝对的，还受其他因素的制约，例如通常认为60c是 300系不锈钢的SCC临界温度，但是在pH值很低的情况下，316钢可 以在远低于60 c就发生SCC.正是由于影响SCC的因素复杂，

19、因此，在考虑双相不锈钢的使用条件时，除了实验室的各种SCC数据和性能曲线外，值得重视的是实际使用 的经验极其与实验室的SCC数据的对比与汇总.瑞典针对在通气的中 性氯化物溶液中大量使用的 SAF2304,SAF2205以及Sanico28钢作了 氯离子浓度与温度关系的汇总图.温度是一个很重要的参数，在较宽的 Cl浓度范围内SCC是否发生取决于温度，在通气的氯化物环境中几种双相不锈钢和奥氏体不锈钢 的产生SCC的临界温度值分别为：钢种304/304L316/316LSAF 2304 (00Cr23Ni4N)3RE60 (00Cr18Ni5Mo3Si2)SAF 2205(00Cr22Ni5Mo3N

20、)Sanicro 28 (00Cr27Ni31Mo3.5Cu)降低氧含量将显著提高临界温度值,临界（极限）温度60 C !m60 c150 C175 Cw175-200 C 中200-250 C根据试验数据和实际使用经验,3RE60钢在高于175 c不发生SCC的Cl，O浓度关系为：Cl - X O 40Ppm2 .以上数据对双相不锈钢在中性氯化物环境中的选材有参考价值。有关文献根据一些厂家提出的双相不锈钢供货的指导意见，汇总出 双相不锈钢氯化物SCC的判据如下：精品文档18Cr 型0.1- 1% Cl ； 7-10ppm O20Ppm Cl _ 1ppmO100Ppm Cl 一22Cr 型1

21、00Ppm Cl 一超级双相不锈钢100Ppm Cl通气纸浆生产中的白液”30%NaCl , 110 c1%NaCl , pH 4.8 , 5-10ppm O 175C无破裂中 295C无破裂 200C无破裂 200c无破裂e 200c无破裂在屈服应力下 150c无破裂在90%屈服应力下30d无破裂在屈服应力下 250c无破裂国内外积多年的使用经验，双相不锈钢在中性氯化物的介质中，尤 其大量用作接触含Cl机冷却水的热交换器的管材，损坏事例不多， 但是在有氯离子富集处或是含有 H2S的酸性氯化物溶液中也会出现 应力腐蚀破裂现象。止匕外，值得注意的是问题往往发生在制造工艺不 恰当或是选材不配套而使

22、设备失效的，举例如下：冷却水的热交换器的管材，损坏事例不多，但是在有氯离子富集处或是含有H2S的酸性氯化物溶液中也会出现应力腐蚀破裂现象。结果环境此外，值得注意的是问题往往发生在制造工艺不恰当或是选材不配套 而使设备失效的，举例如下：中国机械论坛（中国机械行业门户社区）一是一台聚乙烯混合气体冷却器， 采用SAF 2205换热管，304L 的管板，壳程介质为含10v0ppm C的淡水。短期使用后发现始于管 与管板间的缝隙腐蚀导致304L管板产生SCC损坏，这是选材不配套 造成的失效。Z 另一是一台反应器的同心盘管，8个月使用后，在管外壁的弯 曲部位（拱背）出现 SCC裂机纹。冷凝水含Cl彳艮低（

23、10ppm=, 操作温度220 C。检查发现断裂发生在高塑性的形变区，硬度由 250HV提高到420HV,这是由于弯管（管外径60mm）时的强烈冷 变形导致残余拉应力过高，在高温含 Cl环境中引起的SCG管芯在 装配前应进行消除应力处理。2.炼油工业？ H A -C e这是双相不锈钢使用较多的领域之一，主要用在常减压蒸储，催化 裂化和加氢脱硫等装置。国内外都有成功的使用经验，也存在失效的 事例。常减压装置在塔顶的低温轻油部位及冷凝冷却系统处于温度 120 c的 HC1-H2S-H2O腐蚀环境，尤其在炼制含盐、含硫高的原油时， Cl含 量最高可达2000-4000 mg/L , 一般为100 m

24、g/L左右，H2s一般为 32-65 mg/L ,在此环境中碳钢会产生严重的均匀腐蚀，0Cr13表现为点蚀，奥氏体不锈钢则为应力腐蚀破裂。当采用原油深度脱盐及综合 工艺防腐后，Cl可控制在20-30mg/L , H2SC32mg/L ,如果油品较 杂，破乳剂不能很好适应时，脱盐达不到控制的Cl含量，仍会带来设备的腐蚀问题。早在70年代采用鲁宁输油管线油的南京炼油厂和济南炼油厂在这 一系统中即采用了 00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢，主要集中用于常 减压塔顶衬里（或复合板），塔内构件，常顶空冷器，减顶增湿空冷 器，减顶后冷水冷器管芯，油水分离器衬里等，取得良好的使用使用 效果，最长的已使

25、用20年。典型介质条件（以减顶冷凝水为例）：pH:7-8.3 , Cl 一 ：16.5499mg/L , 一般 150mg/L , H2S: 52.7-175.93mg/L （最高1055mg/L ）电 80年代以后，在沿海的天 津炼油厂先后使用了 4台00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢的减顶后冷 水冷器管芯，现在仍在服役。使用最多的当属现在的镇海炼化公司，该公司是我国最大的炼油 基地，加工能力为1600万吨,进入世界百强.该公司早在80年代就使 用了 4台00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢的减压塔一，二级抽空冷却器 管束的换热管.1998年在800万吨/年常压塔塔顶部位全部换用了

26、 2205+20R复合板，8台减压塔顶冷凝冷却器的管芯全部使用了国产 2205焊管和2205+16MnR复合板管板，已连续运行5年.催化裂化装置原油中除盐、硫等杂质外，在二次加工原料油中还含有0.5%以上的氮化合物，经催化剂作用热解后，在催化裂化的分储和吸收稳定部 位出现HCN-H2S-H2O的腐蚀环境。国内南京、济南等炼油厂先后用 00Cr18Ni5Mo3Si2钢制作了催化吸收解吸塔的衬里，塔盘板和浮伐 等，取得了良好的使用效果。国外在催化裂化装置的汽油再热器使用 3RE60 （与国产 00Cr18Ni5Mo3Si2 钢相当）钢。加氢裂化，加氢处理装置80 年代以来国外采用3RE60和 SA

27、F 2205 （与国产的 00Cr22Ni5Mo3N钢相当）钢用作加氢裂化，加氢脱硫等二次加工装 置中的空冷器，热交换器等的管束、管板和封头的较多，这方面既有 不少成功的经验，也有失败的事例，国内采用的不多。这些设备处于 H2S-H2-NH3-H20并含有Cl的环境，也是湿H2s的系统。械技术在加氢裂化装置中空冷器的腐蚀是比较严重的，瑞典自1983年开始有10台空冷器使用的是SAF 2205钢，流出物的KP值（流出物的 腐蚀系数 KP=mol%NH3 mol%H2S）范围为 0.1-1, Cl - 20Ppm 压 力12MPa,入口流速6 m/s,入口温度130C,设备经数年的运行， 没有发生

28、腐蚀或磨损腐蚀。美国在California 一个炼油厂的三台热交换器管芯陆续都使用了3RE60钢，1992年检查时，情况良好。另一家 US石油公司的几台 空冷器（工艺物流中含 65-85%H2 ,炭氢化合物，H2S, 5-8MPa, 110-205 C）已使用了 8-11年，其上游和下游的几台热交换器也同 样未发生问题。但是也有失败的事例，美国另一炼油厂的3RE60钢热交换器，管程入口温度285 C,维持210 C,从低压分离器来的液 体组分进入壳程的温度 88C,维持220C,管程压力11.5MPa,壳 程压力0.6MPa。该设备于1994年使用3年后泄漏，裂纹出现在近 管板处的管子内外壁上

29、。经分析管外壁为 FeS腐蚀产物所覆盖，Cl - 高达1%,管内壁较干净，只有少数点坑。外壁裂纹较少，属氯化物 应力腐蚀破裂，内壁裂纹多，属硫化物应力腐蚀破裂 (SSCC)。q | Z(c-A其他在中东，东欧个别炼油厂的3RE60空冷器运转几年后，于1992年也出现了类似问题，裂纹均发生在管与管板焊接处的热影响 区，该处的铁素体量分别高达100%和75% ,这样的组织必然对氢 致开裂(HIC)敏感。通观这几个失效事例，多数都是与设备制造技术有关，但是看来双 相不锈钢尽管有多年的使用经验，在加氢系统中尚未建立起安全可靠 的使用介质的上限条件也是一个原因。3.石油化学和化学工业石油化学和化学工业腐

30、蚀环境的特征是反应温度较高，介质中常含 有高浓度或中等浓度的氯化物，容易诱发不锈钢的应力腐蚀破裂。在 这一领域中不仅使用双相不锈钢，更多的还要使用超级双相不锈钢。氯乙烯生产装置氧氯化法生产氯乙烯的腐蚀环境是相当苛刻的，各种级别的双相不 锈钢用于制造该装置中的容器，热交换器和管道系统，最苛刻的腐蚀 条件是接触盐酸，超级双相不锈钢多用制关键设备如氧氯化反应器， HCl冷却器和氯乙烯塔等。国内齐鲁石化公司的氧氯化反应器中冷却盘管采用的是进口的SAF 2205钢管，在本网站已有该公司的详细介绍文章，我国没有使用 超级双相不锈钢，使用结果如何，有待进一步观察.氧氯化反应器为盘 管式，二氯乙烷与HCl在催

31、化剂作用下反应生成氯乙烯，介质条件： 管程：水 壳程：HCl,水蒸汽，二氯乙烷，230 C, 0.2MPa从氧氯化反应器出来的气体经急冷和洗涤后，进入预冷凝器（空冷 器），带有铝制翅片的管束国外多由3RE60钢或2205钢制造。氯乙 烯再沸器也如此，管内走EDC,含微量盐酸，100C, 1.2MPa;壳程 通蒸汽 200-230 C, 1.3MPa。3RE60 钢 5 年无损坏。G g E C甲醇合成反应器甲醇是重要的基本有机化工原料，是一炭化学的重要产品，也是合 成气化学加工的起点还可作溶剂，车用燃料等。80年代初期国内国内已建低压合成甲醇试验装置，至今以煤为原料的20万吨大型合成甲醇装置早

32、已投产运行数年，其他几十套中小型的装置都在生产。 甲 醇合成反应器是国内使用双相不锈钢管最多的设备，小型反应器的触媒管多由00Cr18Ni5Mo3Si2 钢制造，大中型的则使用 00Cr22Ni5Mo3N 钢。使用条件：.c5P E管程：CO, H2, CH3OH 合成气，265 C , 5.2MPa壳程：蒸汽，脱盐水，250-265 C, 3.9-5.1MPa双相不锈钢的高压设备使用10年无腐蚀.国外除反应器外，其他如物料/流出物热交换器，管路系统等也都使 用双相不锈钢。醋酸等有机酸的生产装置双相不锈钢在有机酸中有较好的耐腐蚀性，在醋酸生产中往往加入 各种盐类的触媒，即使是超级双相不锈钢也不

33、耐含 Fe3+,Cu2+氧化 性离子的氯化物触媒的腐蚀，但在用还原性触媒如MnCl2, MnAC （醋 酸镒）的醋酸中，SAF2507却有好的耐腐蚀性。在生产对苯二甲酸二甲脂时，采用 NaBr和MnAC的触媒，工艺中 醋酸也是双产品，它回收后的浓度可达 90%, 125C,使用904L和 825合金都不是很理想，超级双相不锈钢 Zeron100和SAF 2507可 用作第一冷却器和触媒再生设备。在甲醛生产介质中 SAF 2507钢有 很好的耐腐蚀性，优于904L和含6%Mo的高合金奥氏体不锈钢，可 用作塔器和蒸发器，使用条件：管程：甲醛，微量甲酸，200 C, 0.8MPa壳程：蒸汽，230

34、C, 1.7MPa德士古水煤浆加压气化装置德士古气化装置的后续设备其中有生产甲醇的装置，已如前述.气化装置中的中压闪蒸罐顶冷凝器也是使用双相不锈钢管多的设备.目前上海三联供”工程在该两台设备上使用的都是进口的 SAF 2205钢管, 在天津天辰化工设计院选用该钢时，它的使用条件已近 2205钢的使 用临界条件（参见讲座（4）,但是在保证母材和焊后热影响区合适相比 例时,经过近8年的使用，多次检查，没有发现问题.同样，在河南煤化工厂的粉煤气化装置的几台后续冷却器也都 是在90年代上的使用双相不锈钢进口管的设备，目前使用正常.4石油和天然气工业这是国外应用双相不锈钢的主要领域之一，目前铺设的油气输

35、送管线已有1000km.双相不锈钢多用作陆上和海上输送油，气的集气管,输送管线以及热交换器等，尤其在天然气的生产中，双相不锈 钢多数面临的是含有大量H2S,Cl的酸性环境，也有的是含CO2和Cl的环境，甚至是只含高Cl的环 境.在酸性环境中影响双相不锈钢对硫化氢应力腐蚀敏感性的主要 因素有温度、H2s浓度、pH值和Cl含量,CO2通常起的是缓蚀作用 双相不锈钢在酸性环境中的应用主要是要确定他的使用安全界限，Cr18和Cr22型双相不锈钢的应用相对较成熟，NACE MR0175材料技术要求中给出SAF 2205钢在酸性环境中的使用安全界限： 使 用温度 W232 C , H2S 分压 0.3ps

36、i(2.1 X13) MPa),(T 0.2 145ksi(1015 MPa)HRCX 34美国Shell公司进一步提出 SAF 2205钢的使用指导准则，除按 MR0175规定外，还补充规定：当温度处于 177-232 C之间，可以将 H2s分压提高至 600ppmCl ； 300ppmClO3 和 20-200ppmClO2.在此介质中 UR45N（SAF 2205）尽管较316L钢好，但仍有孔蚀，最好是使用超级 双相不锈钢UR52N+, SAF 2507等，可以和含6%Mo的奥氏体不锈 钢相媲美.m C国内的应用几乎是空白，近年个别有从国外引进的造纸装置.6化肥工业随着双相不锈钢的发展在

37、尿素和磷肥工业中的应用逐渐增多，尿素 工业中多用变形材，磷肥工业中多用铸件.尿素工业C目前生产尿素的CO2气提法和NH3气提法采用的多是高合金奥氏 体不锈钢，甚至钛材，国内已开始在大型尿素装置的甲镂泵泵体上采 用高铭双相不锈钢以代替316L （尿素级）钢.80年代以来，日本东 洋工程公司开发的ACES法尿素新工艺中气提塔，甲镂冷凝器和高压 分解塔三台高压设备都采用了 DP-12 （含有微量鸨和铜的 25Cr-7Ni-3Mo-N 钢和 R-5（00Cr25Ni6.5Mo1.5N）双相不锈钢，前者用 制气提管、冷凝管、分解管和输送管道等，后者则用于高压设备的壳 体。ACES法的成套装置已出口到西班

38、牙、韩国、印尼等国，中国也 引进了年产52万吨尿素的大型装置.从80年代开始，国内就已开始在尿素介质中研究和使用双相 不锈钢，首先在栖霞山化肥厂法式装置CO2压缩机三段冷却器上代替304L管束使用了 00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢，304L钢原用一 个月后即出现泄漏，该设备的工艺条件苛刻，管程湿CO2的进口温度为180C,出口温度为45-50 C,压力8-9MPa,壳程冷却水含Cl - 量为80-100Ppm ,含O2量为6-10ppm ,进口温度为32-34 C ,出口 温度为80C,压力0.4MPa.管子裂纹发生在高温端管板与管子的胀管 交界部位及管板缝隙口的部位，属于典型的穿晶型SCC双相不锈钢最长的使用近5年，随后二、三段冷却器也都换用了双相不锈钢，目