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不锈钢在化工应用中的几个问题(2)

发布日期：2009/5/19

作者：山东聊城荣钢金属制品有限公司

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不锈钢在化工应用中的几个问题(2)

（3）304、316型不锈钢可按双牌号不锈钢进行设计和生产 <BR><BR> 什么叫双牌号不锈钢?即<?xml:namespace prefix = st1 /><st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="304" UnitName="l">304L</st1:chmetcnv>改为<st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="304" Un…

（3）304、316型不锈钢可按双牌号不锈钢进行设计和生产

什么叫双牌号不锈钢?即304L改为304L/304，316L改为316L/316,也就是化学成份符合304L和316L，而力学性能可按304和316来选取。

在GB150-1998表4-1中304L，304，316L，316各有不同的许用应力值，但近年来由于不锈钢冶炼技术的进展，超低碳不锈钢的力学性能已有了很大的提高，数年前瑞典Avesta公司已将304L以双牌号不锈钢304L/304供应钢材市场，其价格按304L来计算。

二年前通过收集和整理国内外各不锈钢厂生产的316L的质量证明书，无一例外地发现：大部份316L的含碳量均≤0.025%，б0.2均高316L的标准值，也高于316的标准值，因而对304和316型奥氏体不锈钢采用双牌号在技术是可行的，经济上更是合理的。

现将有关数据列于下表,以便对照：

牌号		C^O%	δb Mpa	δO.2 Mpa	δ5%	[δ] Mpa 200^OC
316L（标准值) (OOCr17Ni14Mo2)		≤0.03	485	170	40	108
316L(实际值) (OOCr17Ni14Mo2)	（ⅰ）	0.018	630	369	45	完全可按GB150-1998表4-1规定316L的[δ] [值=134 Mpa
	（ⅱ）	0.022	595	362	56
	（ⅲ）	0.016	600	352	47
	（ⅳ）	0.025	597	272	53
	（ⅴ）	0.03	535	281	49
	（ⅵ）	0.024	605	278	56
316（标准值） (OCr17Ni12Mo2)		≤0.08	515	205	40	134

结论：对于由强度计算决定壁厚的压力容器具有下列节约效果

304L/304 比原来按304L的标准[δ]值计算的壁厚减薄18%

压力容器价格降低~10%。

316L/316 比原来按316L的标准[б]值计算的壁厚减薄24%

压力容器价格降低~16%。

（4）如何提高不锈钢的强度问题

随着化学工业的进一步发展常用奥氏体不锈钢的需求量越来越大，但其昂贵的价格和较低的力学性能制约了该类压力容器经济效益的提高，如何提高（GB）标准中不锈钢的力学性能是一个很迫切、须要解决的问题，下文通过对国内外常用316型不锈钢化学成份和力学性能的对比来寻找解决的途径。

(ⅰ）化学成份：%

	牌号	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	其它
DIN	1.4401/ X5CrNiMo17-12-2	≤0.007	≤1.0	≤2.0	≤0.045	≤0.015	16.5~ 18.5	10.0~13.0	2.0~2.5	N≤0.11
ASME	316	≤0.008	≤0.75	≤2.0	≤0.045	≤0.030	16.0~ 18.0	10.0~14.0	2.0~3.0	N≤0.1
GB	OOCr17Ni 12Mo2	≤0.08	≤1.0	≤2.0	≤0.035	≤0.030	16.0~ 18.0	10.0~14.0	2.0~3.0
DIN	1.4404/ X2CrNiMo17-12-2	≤0.03	≤1.0	≤2.0	≤0.045	≤0.015	16.5~ 18.5	10.0~13.0	2.0~2.5	N≤0.11
ASME	316L	≤0.03	≤0.75	≤2.0	≤0.045	≤0.030	16.0~ 18.0	10.0~14.0	2.0~3.0	N≤0.10
GB	OOCr17Ni 14Mo2	≤0.03	≤1.0	≤2.0	≤0.035	≤0.030	16.0~ 18.0	12.0~14.0	2.0~3.0
DIN	1.4571/ X6CrNiMoTi17-12-2	≤0.08	≤1.0	≤2.0	≤0.045	≤0.015	16.5~ 18.5	10.5~13.5	2.0~2.5	Ti=5XC≤0.7
ASME	316Ti	≤0.08	≤0.75	≤2.0	≤0.045	≤0.030	16.0~ 18.0	10.0~14.0	2.0~3.0	N≤0.10 Ti=5XC≤0.7
GB	OOCr18Ni12Mo2Ti	≤0.08	≤1.0	≤2.0	≤0.035	≤0.030	16.0~ 190	11.0~14.0	1.8~2.5	Ti=5XC≤0.7

(ⅱ)力学性能

牌号		δ0.2 20^oc Mpa	δ0.2 200^oc Mpa	δb 20^oc Mpa	δδ5%
DIN	1.4401/x5CrNiMo17-12-2	≥210	≥147	530~680	≥40
ASME	316	≥205		≥515	≥40
GB	OOCr17Ni12Mo2	≥205	≥149	≥520	≥40
DIN	1.4401/x2CrNiMo17-12-2	≥240	≥137	530~680	≥40
ASME	316	≥170		≥485	≥40
GB	OOCr17Ni14Mo2	≥177	≥120	≥480	≥40
DIN	1.4571/x6CrNiMoTi17-12-2	≥240	≥167	540~690	≥40
ASME	316Ti	≥205		≥515	≥40
GB	OOCr18Ni12Mo2Ti	≥205	≥149	≥530	≥37

从上述两张对照表中可得到下列改进途径：

（a）在不锈钢压力容器设计中，200^OC时的δ0.2作为许用应力计算的基础，但在C,Cr,Ni,Mo元素相同的情况下，GB标准中的力学性能一般均低于DIN标准，这是GB4237-92采用了上世纪八十年代的技术指标，而近年来我国新建设的一些不锈钢生产装置均具有当今世界先进的技术水平，致使实际产品的力学性能数据一般均高于标准值6%，因而若不对标准值作出相应变更是一个很大的浪费。

（b）在DIN和ASME标准中均以N作为强化元素，使不锈钢的耐腐蚀性能和力学性能均得到很大的提高，从PRE值（耐点腐蚀能力当量）中可以看出N元素的耐蚀能力是Cr的16倍，Mo的5倍，在尿素级不锈钢中也采取了增加N含量，以提高耐蚀和力学性能,并取得了很好的效果。

但在我国GB标准中对316L(00Cr17Ni14Mo2)却以提高Ni含量(下限由10%增至12%)这是不可取的,因为Ni的资源比较紧缺,减少使用才是上策.

（C）DIN 1.4571/X6CrNiMoTi 17-12-2是将含C量控制在≤0.08%，并提高Cr,Ni元素的下限0.5%，作为力学性能的强化元素，再添加≤0.7%Ti作为稳定化元素以提高焊缝区的耐腐蚀性能。

该不锈钢具有一定的耐蚀性能，但力学性能得到了很大的提高，200^OC的δ0.2比316L（OOCr17Ni14Mo2）提高了~40%，因而广泛应用于介质的腐蚀性不太强，但设计压力和设备直径较大的场合，故在工程塑料和精细化工产品的大型生产装置中得到了广泛的使用。

不锈钢在化工应用中的几个问题(2)

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