石油化工領(lǐng)域材料選擇方向

隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，其中石油、化工行業(yè)規(guī)模快速提升，石油、化工設(shè)備大多在高溫、高壓和高腐蝕等惡劣環(huán)境中使用，而對于在石油、化工設(shè)備中的連接用緊固件則面臨著苛刻的服役環(huán)境。在其長期使用的過程中就會(huì)發(fā)生疲勞斷裂或者腐蝕開裂的問題，這就會(huì)影響到設(shè)備的正常使用。這樣具有耐腐性、耐高溫、耐低溫、高強(qiáng)度等要求的緊固件產(chǎn)品需求日益增加。

 首先，在化工行業(yè)大量使用的是奧氏體不銹鋼緊固件系列。如304、 316、316L、321等材質(zhì)，此類奧氏體不銹鋼緊固件具有良好的冷加工性能，和較高韌性和塑性，并且具有耐氧化性酸介質(zhì)腐蝕的性能，可以滿足常規(guī)使用要求。

 奧氏體不銹鋼緊固件在部分化工場景需要固溶處理。固溶處理使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奧氏體中，減少碳化鉻的形成，從而大幅提升奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能，并且能加強(qiáng)奧氏體緊固件的延展性。此類化工產(chǎn)品使用材料，參照美標(biāo)ASTM A193高溫或者ASTM A320低溫材料標(biāo)準(zhǔn)，有B8、B8C、B8M、B8P 、B8F、B8T等1級強(qiáng)度要求。部分使用環(huán)境不同，所需要的強(qiáng)度也不同，需要固溶和冷拔處理來提高強(qiáng)度，有A193 B8CL2、A193 B8MCL2、A193B8CCL2、A320 B8CL2、A320 B8MCL2等2級強(qiáng)度要求。

 為提升緊固件的強(qiáng)度與耐腐蝕性能，還可以選擇雙相不銹鋼類緊固件。

 與奧氏體不銹鋼緊固件相比，雙相不銹鋼強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、孔腐蝕的能力強(qiáng)，屈服強(qiáng)度可達(dá)400Mpa ~ 550MPa，是普通奧氏體不銹鋼的2倍。通常選用雙相不銹鋼（2205型）或超級雙相不銹鋼（2507型）等材質(zhì)。雙相不銹鋼兼有鐵素體和奧氏體的特性。奧氏體的存在，可以提高鋼的耐腐蝕性能，補(bǔ)充了鐵素體鋼的韌性和可焊性。鐵素體的存在，提高了鋼的強(qiáng)度，同時(shí)又保留了鐵素體不銹鋼的一些特點(diǎn)，如475℃脆性、熱導(dǎo)率高、線膨脹系數(shù)小，具有超塑性及磁性等。

 在具有高溫、腐蝕的石油、化工場合，建議選擇具有耐高溫耐腐蝕的鎳基合金緊固件。

鎳基合金在550～1000℃高溫下有較高的強(qiáng)度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能。

 鎳基合金材料有：1、Incoloy因科洛伊，如Incoloy800、Incoloy800H、Incoloy825、Incoloy925、Incoloy926Incoloy屬于耐熱合金。此類合金具有比較好的抗腐蝕和耐高溫性，在零下、室溫和高達(dá)600°C的高溫下具有很好的機(jī)械性能、抗氧化、還原、氮化環(huán)境性能。高鎳含量使其能抗應(yīng)力腐蝕開裂，高鉻含量使其具有更好的抗點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕性。該合金具有很好的耐硝酸、有機(jī)酸腐蝕性，在氧化性和非氧化性鹽中有很好的耐腐蝕性；

     2、Inconel因科耐爾，如Inconel600、Inconel601、Inconel625、Inconel725Inconel，屬于耐熱合金。此類合金在很多介質(zhì)中都表現(xiàn)出ji好的耐腐蝕性，在氯化物介質(zhì)中具有出色的抗點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕和侵蝕的性能。具有很好的耐無機(jī)酸腐蝕性，如硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸等，同時(shí)在氧化和還原環(huán)境中也具有耐堿和有機(jī)酸腐蝕的性能。有效的抗氯離子還原性應(yīng)力腐蝕開裂。在海水和工業(yè)氣體環(huán)境中幾乎不產(chǎn)生腐蝕，對海水和鹽溶液具有很高的耐腐蝕性，在高溫時(shí)也一樣。焊接過程中無敏感性。在靜態(tài)或循環(huán)環(huán)境中都具有抗碳化和氧化性，并且耐含氯的氣體腐蝕。從低溫到980℃均具有良好的拉伸性能和疲勞性能；

     3、Hastelloy哈氏合金，如C276、C22、C4、B2、B3，屬于耐蝕合金。如此類合金中的C276，其硅、碳的含量極低，它是現(xiàn)代金屬材料中最耐蝕的一種。主要耐濕氯、各種氧化性氯化物、氯化鹽溶液、硫酸與氧化性鹽，在低溫與中溫鹽酸中均有很好的耐蝕性能。通常被認(rèn)為是萬能的抗腐蝕合金。該合金具有在氧化和還原狀態(tài)下，對大多數(shù)腐蝕介質(zhì)具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。有出色的耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力開裂腐蝕性能。在化工和石化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如應(yīng)用在接觸含氯化物有機(jī)物的元件和催化系統(tǒng)中。這種材料尤其適合在高溫、混有雜質(zhì)的無機(jī)酸和有機(jī)酸（如甲酸和乙酸）、海水腐蝕環(huán)境中使用。在化工、石油化工、煙氣脫硫、紙漿和造紙、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用；

     4、Monel蒙乃爾合金，如蒙乃爾Monel400、Monel K500屬于耐蝕合金。如此類合金中的Monel 400合金比純鎳更耐還原性介質(zhì)的腐蝕，而較純銅更耐氧化性介質(zhì)的腐蝕。此合金在氫氟酸和氟氣介質(zhì)中具有優(yōu)異的耐蝕性，對熱濃堿液也有優(yōu)良的耐蝕性。該合金的一個(gè)重要特征是一般不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋，切削性能良好。Monel 400合金在硝酸、醋酸、硫酸中的抗應(yīng)力腐蝕性能均優(yōu)于NS142和1Cr12MoV鐵鎳鈷合金。