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高纯、洁净管道(气体管道工程)系统材料中不锈钢管道选材的几个重点

更新时间:2012-6-10 8:20:02
高纯、洁净管道(气体管道工程)系统材料中不锈钢管道选材的几个重点

   气体管道工程中使用的不锈钢管道常用的材质有:304/321/1.4435/1.4404/316L。
   通常来说,不锈钢合金的化学成分及冶炼技术决定了不锈钢产品的性能。自第一次世界大战德国公司制造出第一根无缝钢管以来,钢材冶炼及钢管拉制技术发展惊人。传统的产品已不适应高新科技行业对传输高品质介质的要求。为了顺应新的需求,除了耐腐蚀性和易于处理性(如焊接、电化抛光等)方面外,还有纯度、表面颗粒、表面微细均质等方面,于是便产生了新的合金。新的合金的生产使相应的冶炼及拉制技术也得到了相当的提高。
   目前,304及321型号合金不锈钢的使用量已大大降低,在现代高科技领域里--微电子、光电子及生物制药,这些型号的不锈钢已差不多完全被新型钢号1.4435/1.4404/316L所取代。
   作为低碳合金钢,304/321/316L虽然同为奥氏体不锈钢,但它们之间的区别是明显的,主要体现在焊接性能、机械及表面处理性能方面。316L比其他不锈钢更优越。在耐腐蚀性能方面,无论是根据山符勒或巴塞尔标准所规定的等值检测方法还是用以试验为基础的势差测量方法进行测试,检测结果均显示1.4435/1.4404/316L要好于304和321。
   必须指出的是,1.4435/1.4404/316L材料的材质标准及机械性能标准方面在不同国家有不同的定义(请参见附表)。高新科技行业的很多介质对传输管道的材质提出了更高的要求。而不是一般的316L材质所能满足。要求用洁净或超净的316L素材来生产高纯、洁净管道系统,这些材质对锰(Mn)、硫(S)、硅(Si)、磷(P)等有害化学成分加以限制和减少,这些洁净和超净的316L素材将有助于提高材料的焊接性能、耐腐蚀性能及中立性能。
   在特殊环境下(加热的强碱溶液、除气的纯水、纯水蒸气、含有卤化物的介质等)运作的管道系统,因其奥氏体合金钢表面的保护层--铬钝化层要承受很大的侵蚀冲击,所以要选用镍含量更高的904L(1.4539)不锈钢。
   最后归纳如下:高纯、洁净管道系统气体管道工程的材料选型,1.4435/1.4404/316L已成为标准化的首选材料。敏感及有腐蚀性的介质的传输尤其要注意其材质的纯净度。高科技业界迄今的经验表明,这种选择无论从技术上还是从是商业上来看都是成功的。
附表:316L/1.4404/1.4435不锈钢化学成分和物理性能比较
 
 
 
 
参数
欧标
(EN)
美标
(AISI/ASTM)
日标
(JIS)
Dockweiler标准(纯净素)
 
标准值
典型值
 
 
 
 
 
 
化学成分比较
 
 
 
铬Cr
17.00-19.00
16.00-18.00
16.00-18.00
 
17.00-17.50
17.30
 
镍Ni
12.50-15.00
10.00-15.00
12.00-16.00
 
14.00-15.00
14.00
 
钼Mo
2.50-3.00
2.00-3.00
2.00-3.00
 
2.50-2.70
2.66
 
锰Mn
≤2.00
≤2.00
≤2.00
 
1.30-1.75
1.51
 
氮N
--
--
--
 
0.04-0.20
0.068
 
碳C
≤0.03
≤0.035
≤0.03
 
0.012-0.03
0.023
 
硅Si
≤1.00
≤0.75
≤1.00
 
≤0.50
0.46
 
磷P
≤0.045
≤0.04
≤0.04
 
≤0.035
0.022
 
硫S
0.015-0.030
≤0.03
≤0.03
 
≤0.005
0.003
 
钛Ti
--
--
--
 
≤0.01
0.006
 
铜Cu
--
--
--
 
≤1.00
0.15
 
 
 
 
 
 
 
公差
 
 
外径公差
mm
+0.10
+0.13
+0.10
+0.10
--
壁厚公差
+10%
≤1/2"+15%
>1/2"+10%
+10%
+10%
--
 
 
 
 
 
 
 
机械性能比较
 
 
 
抗拉强度
N/mm2
≥210
≥170
≥175
≥210
235
 
屈服强度
N/mm2
≥490
≥480
≥480
≥490
550
 
延伸率%
≥45
≥30
≥35
≥45
54
 
硬度HRB
≤80
≤90
≤80
≤80
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