西安不銹鋼材料在純堿工業(yè)的使用

奧氏體不銹鋼的使用

在純堿工業(yè)中使用的不銹鋼品種以?shī)W氏體不銹鋼和奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼為主。其中奧氏體不銹鋼中含鉬的00Mo5(00Cr18Ni18Mo5)不銹鋼、高鎳鉬904L(00Cr20Ni25Mo4)不銹鋼及316L(00Cr18Ni12Mo2)不銹鋼使用*為廣泛，雙相不銹鋼主要有奧氏體——鐵素體雙相不銹鋼3RE60(00Cr18Ni8Mo3Si2)和CD4Mcu鑄造不銹鋼這兩種材料。

00Mo5不銹鋼在純堿中主要是作碳化塔的冷卻管，它具有非常優(yōu)越的抗孔蝕和縫隙腐蝕能力，甚至可以用于接觸海水介質(zhì)的冷卻小管。但是該材料不是一個(gè)標準的不銹鋼系列產(chǎn)品，市場(chǎng)上采購較為困難，其使用受到一定程度的限制，沒(méi)有大量推廣使用。

904L不僅具有高的鉻鎳含量，而且有很高的Mo含量，具有比00Mo5不銹鋼更好的耐蝕性，在純堿生產(chǎn)中，904L表現出較好的耐腐蝕和抗點(diǎn)蝕能力。另外，904 L有很好的冷熱加工性。在歐洲904L在純堿設備上被認為具有與鈦材相媲美的優(yōu)異的耐蝕性能，在一些貧鈦國家它被大量地用于替代鈦材在純堿工業(yè)應用。它不僅可以用作板材成為壓力容器的殼體材料，也可以作為鍛件和鑄件用在換熱器的管板和泵上。

除此以外316L、304等不銹鋼也廣泛的使用在純堿設備、管道、儀表及閥門(mén)等上面。

在與純堿生產(chǎn)密切相關(guān)的苛化法燒堿多效蒸發(fā)的生產(chǎn)中，高濃度的NaOH含量45%、NaCl含量20%、溫度150℃(沸騰)條件下用0Cr18Ni9Ti不銹鋼制作的泵閥用不到1個(gè)月，而1Cr18Ni9Ti制作的管材，使用壽命僅11個(gè)月。用超純鐵素體不銹鋼(000Cr26Mo1)在濃堿(42%-46%)生產(chǎn)線(xiàn)的蒸發(fā)器上，管壁腐蝕率僅為0.018mm/a，使用壽命超過(guò)10年。

雙相不銹鋼的使用

3RE60(00Cr18Ni8Mo3Si2)是奧氏體——鐵素體雙相不銹鋼，國外有的工廠(chǎng)將這種不銹鋼用于塔器的內件，如格柵、塔盤(pán)等，國內曾將該材料用于氨堿的母液蒸餾塔蒸餾段，但投入運行后產(chǎn)生應力腐蝕破裂，經(jīng)檢查分析，應力腐蝕破壞部位是在溫度*高處。雖然雙相不銹鋼有著(zhù)比碳含量相當的奧氏體不銹鋼更好抗晶間腐蝕的能力，但雙相不銹鋼耐氯化物應力腐蝕性能與普通18-8奧氏體不銹鋼相比，只有在低應力下才顯示出一定的優(yōu)越性，在高應力作用下則區別不大或基本相同。因此用此材料制成的母液蒸餾塔在使用2年后塔壁出現裂紋，發(fā)生滲漏，使用5年后各塔出現了30多處的泄漏點(diǎn)。裂縫與裂紋多出現在塔體的焊縫及熱影響區，其中環(huán)焊縫熱影響區的裂紋*多，嚴重處的裂紋呈向外放射狀，導致內外穿孔，焊縫熱影響區裂紋較集中，方向與焊縫平行且長(cháng)度與其相對應，局部筒體母材多處發(fā)生點(diǎn)腐蝕。分析其產(chǎn)生原因認為主要是氯化物的應力腐蝕破壞造成損壞，應力腐蝕破裂的原因主要是焊接應力，尤其是補焊造成的殘余應力及設備制造時(shí)產(chǎn)生的結構應力二者疊加的應力源，同時(shí)在塔壁上結垢和干濕交替局部濃縮氯離子介質(zhì)的作用，從而產(chǎn)生應力腐蝕破壞。*后得出雙相不銹鋼不能承受在堿廠(chǎng)母液蒸餾的工況條件，對于該材料在純堿中應用，建議使用溫度不要超過(guò)80℃，且應在設計和制造時(shí)注意避免應力集中。這同樣也說(shuō)明，在工業(yè)生產(chǎn)中，適宜材料的選用對生產(chǎn)的**、穩定、成本的降低來(lái)講是極其重要的。

不銹鋼的耐腐蝕，主要是靠Fe-Cr合金的鈍化來(lái)實(shí)現的，不銹鋼的鈍化膜特別薄，大約1-10nm，膜并不十分均勻，局部總有缺陷，因此，鈍化膜很容易遭受破壞，如化學(xué)破壞和機械破壞等，鈍化膜的化學(xué)破壞主要是由于氯化物等侵蝕性陰離子與鈍化膜交互作用，導致點(diǎn)蝕，縫隙腐蝕和晶間腐蝕等局部腐蝕破壞。至于氯離子等對于鈍化膜破壞的機理也是一個(gè)正在探討的問(wèn)題。鈍化膜的機械破壞是由于腐蝕環(huán)境和機械力共同作用的結果，在這種破壞形式中，鹵化物離子起著(zhù)重要作用，因此針對不同的工況條件選用適宜的材料是極其重要的。