API610第11版标准解读（第三部分）材料篇

API610第11版标准解读（第三部分）材料篇
作者根据本⼈在⽯化泵⼀线⼗多年的⼯作及⼯程实践经验，以第11版（等同于ISO13709第2
版）为例对API610标准进⾏解读，以帮助中国泵⾏业能更好地理解、设计开发和⽣产API泵，
进⽽打造出具有国际级品牌的产品。

注：本⽂中所涉及的条款、表及图号均指API610第11版标准所对应的条款、表及图号。

第⼀部分以安全可靠性,寿命,可操作性,安装及维护⽅⾯解读了,第⼆部分以重点阶段, 下⾯是第三
部分:
1 离⼼泵常⽤的⾦属材料
⼀般将⼯程材料（按化学成分）分为⾦属材料和⾮⾦属材料。

⾦属材料是最重要的⼯程材料，
包括⾦属和以⾦属为基的合⾦。

⼯业上将⾦属材料分为⿊⾊⾦属（钢、铸铁）和有⾊⾦属（铝
及铝合⾦、铜及铜合⾦等）两⼤部分。

离⼼泵常⽤的⾦属材料有：
（1）铸铁。

铸造及切削性能好、耐磨、消振能⼒强，但焊接性能、塑性和韧性差。

离⼼泵上常
⽤的铸铁材料有灰铸铁和球墨铸铁，主要⽤做离⼼泵的内壳体（如VS6型泵）、耐磨环、轴承
架及底座。

⽽耐磨铸铁可⽤做⾼温油浆泵的衬⾥和叶轮。

（2）碳钢。

碳钢冶炼简便，加⼯容易，价格便宜，⽽且在⼀般情况下能满⾜使⽤性能的要求。

碳钢在普通⼯况、⼀般⽤途的离⼼泵上使⽤⾮常⼴泛，通常⽤做离⼼泵的压⼒泵壳、叶轮、泵轴、（推⼒轴承的）推⼒盘、轴承架及底座等。

（3）合⾦钢。

在碳钢的基础上加⼊⼀些合⾦元素，如硅、锰、铬、镍、钨、钒钛等，根据加⼊
的合⾦元素的不同，具有不同的性能。

离⼼泵常⽤的合⾦钢有20MnMo，主要⽤做BB5型泵外筒
体（锻件）；40Cr、35CrMo及42CrMo，主要⽤做离⼼泵的泵轴和压⼒泵壳紧固件等。

（4）马⽒体不锈钢。

强度和硬度较⾼，具有⼀定的耐蚀性，但塑性和焊接性较差。

离⼼泵上常
⽤的马⽒体不锈钢有12Cr13、20Cr13和30Cr13，除了紧固件和密封垫以外，⼏乎可以⽤做离
⼼泵所有的零件。

（5）奥⽒体不锈钢。

具有优异的耐蚀性，塑性和韧性好，但强度较低。

可⽤做离⼼泵所有的零件。

当标准要求其⽤做泵轴材料、但强度不能满⾜时，建议⽤双向不锈钢代替。

（6）双向不锈钢。

固溶组织中铁素体与奥⽒体各约占50%、且较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。

兼具奥⽒体和铁素体不锈钢的特点，耐蚀性和强度均⾼于奥⽒体不锈钢。

与奥
⽒体不锈钢相同，可⽤做离⼼泵所有的零件。

另外，对于API泵来说，还会⽤到⽆⽕花⾦属材料，如联轴器护罩、轴承箱可更换的迷宫式油
封、挡油盘。

常⽤的⽆⽕花⾦属材料有铜及铜合⾦、铝及铝合⾦。

2 ⾦属材料的性能
⾦属材料的性能，决定着材料的适⽤范围与使⽤寿命。

⾦属材料的性能⼀般分为⼯艺性能和使⽤性能两类。

所谓⼯艺性能是指机械零件在加⼯制造过
程中，⾦属材料在所确定的冷、热加⼯条件下表现出来的性能。

⾦属材料⼯艺性能的好坏，决
定了它在制造过程中加⼯成形的适应能⼒。

由于加⼯条件不同，要求的⼯艺性能也就不同，如
铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加⼯性等。

所谓使⽤性能是指机械零件在使⽤
条件下，⾦属材料表现出来的性能，它包括机械性能、化学性能、物理性能等。

（1）机械性能
⾦属零件在⼀定温度条件下承受⼀定外⼒作⽤时，抵抗变形和断裂的能⼒称为⾦属材料的机械
性能，也称为⼒学性能。

⾦属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。

衡量⾦属材
料机械性能的指标主要有：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。

（2）化学性能
⾦属与其它物质引起化学反应的特性称为⾦属的化学性能。

在实际⼯程应⽤中主要考虑⾦属的
抗蚀性、抗氧化性以及不同⾦属之间、⾦属与⾮⾦属之间形成的化合物对机械性能的影响等。

（3）物理性能
⾦属的物理性能主要考虑：密度、熔点、热膨胀性、磁性、电学性能等。

（4）热处理
热处理是借助⼀定的热作⽤（有时兼⽤机械作⽤、化学作⽤或其它作⽤）来⼈为地改变⾦属或合⾦内部组织和结构的过程，从⽽获得所需要性能的⼯艺操作。

在各种⾦属材料和制品的⽣产过程中，为使⾦属⼯件具有所需要的⼒学性能、化学性能和物理性能，除合理选⽤材料和各种成型⼯艺外，热处理是不可缺少的重要环节之⼀。

⾦属整个⽣产过程中均可进⾏相应的热处理以改善⾦属材料的性能。

热处理⼯艺⼀般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。

这些过程互相衔接，不可间断[1]。

3 标准解读
条款6.12.1.1 买⽅应当指定泵材料的等级。

表G.1中提供的材料等级选⽤指南适合于各种使⽤条件。

卖⽅可向买⽅建议在使⽤中可以替换的材料，包括能够提⾼使⽤寿命和使⽤性能的材料，也可以包括在报价单内并可以列在最终的数据表上。

条款6.12.1.2 列于表H.1中的所有零件材料规范在卖⽅的报价单中应当清楚地说明。

材料应参照采⽤的国际标准标识，包括材料等级（表H.2和H.3可作为指导）。

如果不采⽤国际标准材料，可以使⽤国际上承认的国家或其它标准。

如果没有采⽤这样的标记，在报价单中应该包括卖⽅的材料规范，并给出物理性质、化学成分和试验要求。

【解读】表G.1给出了不同介质、不同温度下离⼼泵推荐选⽤的材料等级，但泵制造商也可以选择替代性材料；⽽表H.1针对不同材料等级给出了所对应的不同零件推荐使⽤的材料类型，但并没有给出具体的材料牌号。

材料等级是根据压⼒泵壳所使⽤的材料来确定的。

⼯程实践中，不同公司针对不同材料等级所给出的材料牌号各有差异。

表1给出OH2型离⼼泵不同材料等级（S-5以上）主要零件所对应的具体材料牌号，仅供参考。

表1 - OH2型泵主要零件材料选⽤参考表（ASTM）
不同的泵制造商根据各⾃的使⽤经验及综合各种因素，在材料选⽤上存在较⼤差异：
（1）对于耐磨环材料，除铸铁以外，通常应选⽤锻件，但国内泵制造⼚为节约成本，普遍采⽤铸件或者型材进⾏加⼯。

（2）对于泵轴材料，国内只有极少数泵制造商基本按API610标准执⾏，如果因强度不⾜则⽤⾼等级材料替代；⽽绝⼤多数泵制造商在选择替代性材料时往往就低不就⾼，如某国外品牌⽯化泵制造商，从S-5到D-1，泵轴均统⼀采⽤GB/T1200标准材料30Cr13。

条款6.12.1.3 所有裸露在抽送液体中的垫⽚和O形圈的材料规范应在报价单中标记出。

如果选⽤O形圈，其限定的应⽤场合应按ISO21049中的规定。

【解读】对于（辅助密封）O形圈的选⽤，ISO21049：2004标准中仅给出了⼀个指导性的意见，如表2。

⾄于⼯程实践中不同介质选⽤何种材料的O形圈，标准中并未给出详细说明。

在此，对于单⼀常见介质，作者给出了⼀个参考性选⽤指南，见表3。

如果介质为混合物，其物性可能会有所改变，表3中针对单⼀介质所选⽤的O形圈是否适⽤有待进⼀步确认（可以从机械密封制造商、⽤户实际使⽤业绩、百度等获取适⽤的O形圈材料的信息）。

注：有些等级的FFKM不适⽤于20℃以下。

表3- 常⽤介质O形圈选⽤指南
条款6.12.1.4 在表H.1中把具有强度或压⼒完整性要求的泵部件称为“完全符合”材料，并符合协议规范的所有要求。

对于任何其它的部件（如果与防腐有主要关联），只需遵守化学成分的规定。

辅助管路的材料涵盖在7.5节中。

【解读】对于“完全符合”材料，主要涉及与压⼒泵壳相关的零件、叶轮和泵轴，即：压⼒泵壳（不包括内壳体零件，如吸⼊函体、导叶、隔板等）、叶轮、泵轴、壳体及密封压盖螺柱、吸⼊筒体/吐出段以及与介质接触的紧固件。

条款6.12.1.5 卖⽅应当规定为保证材料满⾜使⽤条件所必须的可选择的试验⽅法和检验⽅法。

如果要求做额外的试验和检验，特别是对重要零部件的检查，买⽅应当加以说明。

买⽅规定的试验和检验要求应记录在附录N数据表的“备注”栏内。

【解读】条款8.2.2对于压⼒泵壳材料的检验要求及安排检验的时间段有详细的规定：
条款8.2.2.1 除⾮另有规定，压⼒泵壳的材料按照表14中所列要求进⾏检验。

条款8.2.2.2 对于双壳体泵，根据外壳体承压/温度来确定其铸件的检验等级，内壳体应按Ⅰ级检验（表14）。

条款8.2.2.3 表14要求的检验，安排（检验）的时间段应在：
（1） VI/MT/PT检验，应在坯料（粗）加⼯、且热处理完成后……
（2）铸件的RT/UT检验应当在最终热处理后进⾏；
（3）对焊接件的RT检验、锻件和焊接件的UT检验，均应在最终热处理后进⾏。

锻件的UT检验应放在机加⼯以前进⾏……
（4）对于不能做RT检验的铸件，可以⽤UT替代。

对于不同的检验形式所执⾏的检验标准，表15中给出了详细规定。

另外，如果有规定，对于合⾦材料制作的压⼒边界零件，应进⾏PMI（PositiveMaterial Identification）检查，⽤于测定材料中合⾦元素的含量，以确保所提供的材料其标准组份正确⽆误。

PMI不适⽤于碳钢材料。

实际⼯程应⽤中，重要零部件的检验和试验通常包括：压⼒泵壳的超声波检验或着⾊或磁粉和静⽔压试验；与压⼒泵壳相连接的接管焊缝处的X射线检查；轴的着⾊、磁粉或超声波检验；叶轮的着⾊或磁粉检验；耐磨环、泵轴的硬度检查等。

条款6.12.1.6 压⼒泵壳材料应符合表H.1的要求。

铸铁材料（I-1和I-2等级）仅⽤于表压不超过1.725MPa的压⼒泵壳。

条款6.12.1.7 如果处于暴露的条件下会加剧晶间腐蚀的奥⽒体不锈钢零件需要进⾏焊接、表⾯硬化、堆焊或补焊的，这些零件应该选⽤低碳类或稳定化类的奥⽒体不锈钢制造。

注：含碳量超过0.10%的堆焊层或硬化表⾯，对于低碳类和稳定化类的奥⽒体不锈钢都是敏感的，除⾮采⽤⼀层对于晶间腐蚀不敏感的过渡层。

【解读】引起奥⽒体不锈钢晶间腐蚀的介质主要有两类：⼀类是氧化性或弱氧化性介质；另⼀类是强氧化性介质，如浓硝酸等。

碳析出是奥⽒体不锈钢产⽣晶间腐蚀的根本原因，奥⽒体不锈钢中碳含量的多少对是否产⽣晶间腐蚀有着重要的影响。

低碳奥⽒体不锈钢（含碳量
≤0.07%）有较强的抗晶间腐蚀的能⼒；超低碳奥⽒体不锈钢（含碳量≤0.03%）在通常的腐蚀环境中⼀般不会发⽣晶间腐蚀。

另外，经稳定化处理的奥⽒体不锈钢，能有效地消除晶间腐蚀。

因此，⼯程实践中，对⽤于上述⼯况的零件，应选⽤低碳类或稳定化类的奥⽒体不锈钢制造，除⾮采⽤⼀层对于晶间腐蚀不敏感的过渡层。

条款6.12.1.8 如果有规定，卖⽅应提供材料合格证，包括⽤于承压铸件、锻件、叶轮和轴，与其⼀起提供的以材料炉号进⾏的化学分析和机械性能⽅⾯的数据。

除⾮另有规定，管螺纹接头、辅助管路元件和螺栓连接不包括在本要求的范围之内。

【解读】实际⼯程应⽤中，通常提供泵主要零部件的机械性能和材料化学成分⽅⾯的数据，如泵体、泵盖、泵轴和叶轮。

对于承压⾼的主螺柱/主螺母（或穿杠/螺母），通常也要求提供机械性能⽅⾯的数据。

条款6.12.1.9 买⽅应当详细说明，在流程液体和现场环境中是否存在任何腐蚀或腐蚀剂，包括会引起应⼒腐蚀裂纹或侵蚀弹性体材料的组份。

注：涉及到的典型腐蚀剂有硫化氢、胺、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物、氟化物、环烷酸和连多硫酸。

其它影响弹性材料选择的腐蚀剂包括酮、环氧⼄烷、氢氧化钠、甲烷、苯及溶液。

如果泵送介质中氯化物的含量超过
10mg/kg(10ppm)则应慎重选⽤不锈钢材料。

【解读】离⼼泵在选材时，不仅需要了解泵送介质的特性，⽽且还应了解泵使⽤现场环境情况（是否存在任何腐蚀剂）。

与介质或环境相关⽽引起⽯油化⼯设备常见的腐蚀开裂有：
（1）应⼒腐蚀开裂。

包括湿硫化氢应⼒腐蚀开裂、碱应⼒腐蚀开裂、胺及液氨应⼒腐蚀开裂、CO-CO2-H2O环境中的应⼒腐蚀开裂、氯化物应⼒腐蚀开裂、连多硫酸应⼒腐蚀开裂、氢脆等；
（2）⾼温硫、⾼温硫化氢加氢腐蚀；
（3）环烷酸腐蚀；
（4）露点腐蚀；
（5）酸性⽔腐蚀等。

条款6.12.1.10 如果有规定，买⽅和卖⽅之间协商的涂层形式应适⽤于叶轮和其它过流零件，以减少腐蚀或提⾼效率。

如果涂层适⽤于旋转部件，在做过涂层之后应进⾏平衡验收。

平衡过程和旋转部件涂层的顺序应当经过协商……为了减少对已涂层的表⾯的平衡校正，旋转部件在涂层之前就应进⾏平衡。

通过减少重新涂层的⾯积，在做完涂层修复之后可以不要求最后的平衡检查。

【解读】以防腐、抗磨或提⾼离⼼泵效率为⽬的，对泵的叶轮和过流⾯上喷涂⾼分⼦涂层材料，是近⼏年来在机械制造业和机械维修中快速发展起来的⼀项新型材料和新技术。

它能够将单⼀材料的机械零件转化成为复合型材料结构，以⾦属为基体可以承受零件设计的强度，以⾼分⼦材料涂层为表⾯⽤来改善零件的耐磨性和抗腐蚀性等。

同时，超光滑涂层表⾯有利于提⾼泵的效率。

⼤连Sulzer公司2010年曾为阿克苏诺贝尔化学品有限公司提供过5台ZA300-6630离⼼泵⽤于循环冷却⽔的⼯艺段，额定流量下要求效率保证值为80%，⽽实际应⽤时仅为78.5%，未达到合同要求。

经过⾼分⼦涂层技术处理后，采⽤⼀遍涂层时效率为80.2%，达到额定效率；采⽤⼆遍涂层时效率达到了81.4%。

采⽤涂层技术后，可保持防腐效果5年以上，且4个⽉可收回⼀次性投⼊的成本。

条款6.12.1.11 在采⽤奥⽒体不锈钢或有类似咬合倾向的材料制造的配合零件，例如双头螺柱和螺母，应该⽤要求适当温度条件并与规定的流程液体相容的适当的抗擦伤剂来润滑。

注：达到必要的预紧⼒所要求的扭转⼒矩值明显地不同，这要视螺纹润滑剂⽽定。

【解读】在⼯程实践中，对于配合零件（如双头螺柱和螺母），为了防⽌使⽤中发⽣咬合现象，在装配过程中除了使⽤适当的抗擦伤剂（如⼆硫化钼、⽯墨、中性润滑油及油膏等）来润滑以外，更重要的是配合零件之间必需具有⾄少50HB以上的硬度差。

同时，务必注意双头螺柱的硬度应⾼于螺母的硬度，否则极易在拆卸过程中损坏双头螺柱。

条款6.12.1.12 买⽅应该明确正常操作、启动、停机、空载备⽤及异常⼯况（诸如催化剂再⽣的异常⼯况）介质中湿H2S的含量。

在很多应⽤场合，少量的湿H2S⾜以要求材料有耐H2S的应⼒腐蚀裂纹的能⼒。

如果已知含有微量的湿H2S，或者如果对可能含有的湿H2S的含量不确定，则买⽅应考虑提出规定减少材料硬度的要求。

如果买⽅有减少材料硬度的要求，应按NACE MR0103标准提供材料。

注：NACEMR0103应⽤于炼油⼚、液化天然⽓⼚和化学制品⼚，NACE MR0103应⽤于潜在的遭受硫化物应⼒腐蚀裂纹的材料。

如果要求提供减少硬度的材料，不包括在NACEMR0103或ISO15156-1（ANSI/NACE
MR0175）标准中规定的含铁材料，应具有不超出620N/mm2的屈服强度和不超出HRC22洛⽒硬度。

如果需要的话，使⽤焊接⽅法焊合的元件应当做焊后热处理，以使焊缝和热影响区符合屈服强度和硬度的要求。

该条款中，ANSI/NACEMR0175等同于ISO15156-1。

如果要求提供减少硬度的材料，作为最低限度，下列部件应减少硬度：
a) 压⼒泵壳；
轴系（包括与介质接触的轴螺母）；
承压的机械密封部件（包括密封环和密封⾯）；
与介质接触的连接螺栓；
碗形导流壳（吸⼊段或吸⼊函体）。

双壳体泵处于压缩状态的内壳体，如导叶，不看作压⼒泵壳零件。

对于正常⼯作的泵，可更换的叶轮耐磨环必须硬化到洛⽒硬度HRC22以上，⽽不要求采⽤减少硬度。

叶轮耐磨表⾯可以采⽤涂层硬化或者表⾯硬化或者⽤可更换的耐磨环代替。

如果买⽅批准，可以使⽤可更换的耐磨环代替，那么耐磨环表⾯可以表⾯硬化或涂覆适当的涂层来硬化。

【解读】中国⽯油天然⽓集团公司在“湿硫化氢环境腐蚀与防护指导意见”中，对湿硫化氢腐蚀环境给出了⼀个明确的定义，即介质在液相中存在游离⽔，且具备下列条件之⼀时称为湿硫化氢腐蚀环境：
（1）在液相⽔中总硫化物含量⼤于50 ppmw；或
（2）液相⽔中PH值⼩于4，且总硫化物含量⼤于等于1 ppmw；或
（3）液相⽔中PH值⼤于7.6及氢氰酸（HCN）⼤于等于20 ppmw，且总硫化物含量⼤于等于1 ppmw；或
（4）⽓相中含有硫化氢分压⼤于0.0035 MPa·G，即相当于常温⽔中H2S的溶解度⼤于等于
10×106。

炼油⼚湿硫化氢环境众多[2]：
（1）常减压低温部位，如常压塔顶冷凝冷却系统、减压塔部分挥发线和冷凝冷却系统；
（2）脱硫装置中⼲⽓及液化⽯油⽓脱硫再⽣塔系统和富液管线系统；
（3）催化裂化装置分馏塔顶低温部位、塔顶冷凝冷却系统和吸收稳定系统；
（4）汽油、煤油、柴油加氢装置中的精制油汽提塔顶系统、循环氢系统、燃料⽓及其脱硫系统；
（5）加氢裂化、渣油加氢装置中的循环氢系统、各种⽓体及其脱硫系统、冷⾼分⽓相系统及污⽔排放系统等。

⼯程实践中，在所有规定的运⾏⼯况下，只要介质中可能会出现湿H2S的情况，不管含量多少，建议均应对与介质接触的零件的硬度进⾏限制（洛⽒硬度不超过HRC22或屈服强度不超出620 N/mm2），以避免出现应⼒腐蚀断裂，但是可更换的耐磨环除外。

条款6.12.1.13 低碳钢具有缺⼝敏感性，即使在环境（室内）温度下也易受脆性断裂的影响。

因此，只有将完全镇静钢制成细晶粒的正⽕钢⽅可使⽤。

【解读】⼀般情况下，对于每种材料都有这样⼀个临界温度，当环境温度低于该临界温度时，材料的冲击韧性会急剧降低，这种现象称为⾦属材料的低温-脆性转变，这⼀临界温度称为材料的脆性转变温度。

对于低碳钢，随着温度的降低，材料的冲击值下降，同时在断裂⾯上的结晶状断⾯部分增加，亦即材料的韧性降低，脆性增加。

低碳钢（及中低合⾦钢）通过正⽕处理后，可以细化晶粒，提⾼硬度。

低碳钢的晶粒越细，其脆性转变温度越低。

条款6.12.1.14 有很⼤电位差的不同材料，处在有电解能⼒的溶液中接触时，会产⽣电偶，这种电偶对于惰性较差的材料会产⽣严重的腐蚀，故选择材料时应避免这种情况发⽣。

难以避免时，买⽅和卖⽅之间应就材料的选择和采取何种其它措施进⾏协商。

此种情况下，《NACECorrosion Engineer’s Reference Book》【89】是⼀本适当材料选择的参考书。

【解读】实际⼯程应⽤中，同⼀管线上应避免采⽤存在电位差的两种或多种材料。

如核电站常岛主给⽔泵再循环管路，最⼩流量阀前/后隔离阀本体材料通常为碳钢，然⽽为了避免后隔离阀⾄除氧器之间的管路（因压⼒突降）发⽣汽化、产⽣伤害，设计院/⽤户要求将该段管路材料由碳钢改为奥⽒体不锈钢。

但根据德国KSB公司四⼗多年核电站的实际⼯程应⽤经验表明，碳钢与奥⽒体不锈钢两种材料之间存在电位差，会产⽣电偶、加速管线腐蚀。

条款6.12.1.15 轴承箱、承受负荷的轴承箱盖以及泵壳与轴承箱之间的⽀架应该⽤钢制造，表H.1Class I-1或I-2中所列零件除外。

利⽤驱动机的推⼒轴承来⽀承轴的⽴式泵的驱动机⽀架应该⽤钢制造。

【解读】API610第10版规定：输送易燃或危险液体的泵，其轴承箱及轴承架才要求使⽤钢制造；从第11版开始，不管输送何种介质，均要求泵使⽤钢制轴承箱及轴承架。

其主要⽬的是提⾼零件的安全可靠性（铸铁的抗拉强度、塑性和韧性要⽐碳钢低）。

条款6.12.2.6 碳钢承压铸件应按正⽕和回⽕或淬⽕和回⽕条件提供。

【解读】该条款是对碳钢承压铸件的交货状态的要求。

正⽕通常作为预备热处理，主要的⽬的是细化晶粒，消除应⼒，为最终热处理提供合适的组织状态；淬⽕的主要⽬的是使奥⽒体化后的⼯件获得尽量多的马⽒体，即获得较⾼的硬度和强度，然后配以不同温度回⽕获得各种所需要的性能；回⽕的⽬的是减少或消除淬⽕应⼒，稳定组织与尺⼨，获得硬度、强度、塑性和韧性的适当配合；习惯上将淬⽕加⾼温回⽕的热处理称为调质处理，这种热处理已⼴泛应⽤于各种重要的结构零件。

条款6.12.4 低温作业
条款6.12.4.1 买⽅应规定泵在使⽤中能够承受的最低设计⾦属温度，使⽤此温度能达到冲击试验要求。

⼀般情况下，此温度是最低环境温度或最低液体抽送温度的下限值。

但是，买⽅可以根据抽送液体的性能来规定⼀个最低设计⾦属温度，如在减压时的⾃动制冷装置。

条款6.12.4.2 为了避免脆裂故障，低温作业的结构材料应当适合于本规范和其它要求中规定的最低设计⾦属温度。

买⽅和卖⽅应就使⽤、维护、运输、安装、试运⾏以及试验期间可能出现的情况所需要的特殊措施进⾏协商。

应⽤于低于韧性-脆性转变点温度的材料的适⽤性受制造⽅法和焊接⼯艺选择的影响……因此，卖⽅对零件预期使⽤低于40℃时，应当注意材料的选择、制造⽅法和焊接⼯艺。

【解读】低温作业主要避免在低温⼯况下材料发⽣韧性-脆性转变，导致泵零部件出现低温脆裂现象。

为此，在材料的选择、制造⽅法和焊接⼯艺上应引起关注。

⾦属材料的韧性-脆性转变温度越低，材料的低温冲击韧性愈好。

最低设计⾦属温度（MDMT）应取以下⼏种情况的最低值：
（1）最低环境温度；
（2）最低泵送介质温度；
（3）在所有正常⼯况或异常⼯况下可能出现的（介质）最低温度。

条款6.12.4.3 买⽅应规定EN13445（所有部分）或ASMEBPVC，第Ⅷ卷，第1部分是否适⽤，且不涉及冲击试验要求。

条款6.12.4.4 ⽤于确定冲击试验要求的控制厚度应是下列中的较⼤者：
1. 最⼤对焊接头的公称厚度；
2. 承压壳体的最⼤公称截⾯，不包括：结构⽀承部分，如动脚或起吊环；为了减少轴的挠度
增⼤刚性⽽要求增加厚度的部分；机械结构要求的附加部分，如夹套或密封室；
3. 法兰公称厚度的1/4，包括轴向部分泵壳的法兰厚度。

条款6.12.4.5 如果采⽤ASMEBPVC，第Ⅷ卷，第1部分，下列情况将适⽤：
1. 在规定的最低设计⾦属温度低于-30°C下使⽤的所有承受内压的钢材，要求对母体⾦属和
焊接连接处作V形切⼝的摆锤式冲击试验，除⾮根据ASMEBPVC第Ⅷ卷，第1部分UHA-51节的要求，⽅可免去此项试验；
2. 在规定的最低设计⾦属温度在-30°C和40°C之间使⽤的碳钢和低合⾦钢承压零件应该要
求按下列规定进⾏冲击试验：对于控制厚度为25mm或更⼩尺⼨的零件，不要求做冲击试验；对于控制厚度⼤于25mm的零件是否要免除冲击试验，应按ASMEBPVC第Ⅷ卷，第1部分UCS-66节来确定。

没有冲击试验的最低设计⾦属温度，可按图UCS-66.1所⽰降低。

如果此种材料不允许免除冲击试验，V形切⼝摆锤式冲击试验的试验结果应该达到
ASMEBPVC第Ⅷ卷，第1部分UG-84节的最⼩冲击能量的要求。

【解读】UHA-51规定：除UHA-51（d）、（e）、（f）或（g）的可以免除冲击试验以外，对于所有材料和最低设计⾦属温度的组合，表UHA-32所列材料应按UHA-51（a）的规定进⾏冲击试验。

其中，UHA-51（d）是关于母材和热影响区免除冲击试验的条款；UHA-51（e）是关于焊缝是否免除冲击试验的条款；UHA-51（g）是关于在低应⼒下免除冲击试验的条款。

对于碳钢和低合⾦钢材料，应⾸先假定要做冲击试验，然后再来确定是否可以免除。

UCS-66节规定：除⾮另有条款给予免除，对于最低设计⾦属温度和厚度的交点落于代表材料的
曲线下⽅，必须进⾏冲击试验。

如果温度 - 厚度的交点落于曲线上或上⽅，对母材可不必做冲击试验。

壳体、管接头……与容器构成结构整体并与承压件相焊的装接件，都应分别判断是否要进⾏冲击试验。

不管什么材料，对于以下情况，必须进⾏冲击试验：
- 如果焊缝处的控制厚度⼤于4in（100mm），并且MDMT<120°F（50°C），必须进⾏冲击试验；
- 控制厚度超过6in（150mm），⽤螺栓连接的元件，如果MDMT<120°F（50°C），必须进⾏冲击试验。

如果要求进⾏冲击试验，UG-84规定了应该使⽤的程序，且试验的程序和设备应符合SA-370的要求。

材料选择时应考虑的主要因素
（1）泵送介质（温度、浓度、密度、PH值、杂质及固体含量等）；
（2）可能出现的异常⼯况；
（3）现场环境；
（4）同种介质以前使⽤的材料（经验）；
（5）加⼯⼯艺及制造能⼒；
（6）零部件的功能、载荷、安全性及使⽤寿命；
（7）环保、市场因素等。

⼏种特殊介质材料的选⽤
根据实际⼯程应⽤经验，现对⽯油、化⼯⾏业中⼏种特殊介质的材料应⽤进⾏推荐，与标准有所差异，仅供参考。

（1）碳酸盐泵：温度< 130℃，推荐材料等级A-7，主要零件材料清单见表4。

表4- 碳酸盐泵主要零件材料清单表
（2）油浆泵（催化裂化装置FCCU）：含催化剂颗粒，介质温度380℃，推荐材料等级C-6，主要零件材料清单见表5。

（3）液化⽓泵：介质温度-45 ~ -20℃，推荐材料等级S-6（低温碳钢），主要零件材料清单见表6。

材料选⽤的⼏点说明
（1） 17-4PH合⾦是由铜、铌构成的沉淀、硬化马⽒体不锈钢，刚性好，具有⾼强度、硬度和抗腐蚀等特点，可以作为泵轴、耐磨环、板簧、甚⾄叶轮的材料。

不过，该材料不能⽤于⾼于300℃或低温⼯况。

（2）对于材料等级为S-6（低温⼯况）、S-8、A-7和A-8的离⼼泵，当奥⽒体不锈钢强度不⾜时，建议直接⽤双相不锈钢替代泵轴材料。

（3） A-7通常指304SS材料，⽽A-8通常指316SS材料。

尽管标准中并未明确壳体材料为
304L、316L或317L时属于哪种材料等级，但是，⼯程实践中通常将其纳⼊A-8等级。

（4）对于炼油⼚催化裂化装置中的塔底油浆泵，选⽤材料等级为C-6。

根据⼯程实践经验：- 当泵送介质（⾼温油浆）中含有催化剂颗粒时，叶轮和衬⾥材料选⽤耐磨铸铁；
- 当泵送介质（⾼温油浆）中不含有催化剂颗粒时，叶轮和衬⾥材料可选⽤CA-6NM。

（5）当耐磨环材料为奥⽒体不锈钢时，标准仅要求进⾏硬⾯处理，⾄于采⽤何种⽅式的硬⾯处理没有要求。

实际⼯程应⽤中，对于奥⽒体不锈钢，硬⾯处理通常具有以下⼏种⽅式：渗氮、渗碳、电镀或化学镀、喷涂（硬质材料）、堆焊（硬质合⾦）等。