常用压力容器不锈钢材料的合理选用
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第６ 期
宋 晓飞 ， 等： 常用压力容 器不锈钢 材料的合理选用
常用压力容器不锈钢材料的合理选用
宋晓飞 ， 郑 小华 ， 陈 立飞
（ 浙江杭特容器有限公司 ， 浙江 上虞 ３ １ ２ ３ ０ ０ ）
摘要 ： 介绍了常用压力容器不锈钢 材料 的种类 ， 根据不 同腐蚀性介质对 压力 容器不锈 钢选材进 行分 析 ， 提 出压力容器 不锈钢 的选
一 一
也是微不足道 的。因此 ， 所 有类 型的不锈钢均可用 于淡 水相 接触 的环境 中 Ｊ 。 淡水在工业 中（ 工业水） ， 既可做介质又可做原 料， 因此用量极大。在与工业水相接触 的设备、 部件 中， 最常选 用 的不锈 钢是 Ｃ ｒ ｌ ３型 、 Ｃ ｒ ｌ ７型 和 ｌ ８— ８型 三类。各种换热设备 ， 例如换热器 、 蒸发器、 冷却器、 冷凝器、 热交换器等的工作环境在工业水条件下是最 苛 刻 的。最 常 选 用 的 是 １ ８ —８ 型 钢， 例 如 ０ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ｌ Ｏ Ｔ ｉ ， ０ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ９ ， ０ ０ Ｃ ｒ ｌ ９ Ｎ ｉ ｌ ０ ， 有 时 也 选 用 ０ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ｌ ２ Ｍ ｏ ２和 ０ ０ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ｌ ４ Ｍｏ ２ 。在海 水 中， 就 一般 腐蚀而言 ， 不锈钢 的腐蚀率并不高， 但常用不锈钢在 海水 中的主要破坏形式是点蚀、 缝隙腐蚀和应力腐 蚀， 而且常常受到海水 中的含氧量、 氯离子浓度 ， 海水 与材 料的相对 流 速 ， 海水 的污染 情 况 ， 温度 以及 海 生 物等因素 的直接影响。一般说来 ， 在室温（ ３ Ｏ ℃） 以 下， 可 选 用 含 Ｍ０ ２ ％ ～４ ％ 的 ０ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ｌ ２ Ｍｏ ２ 和 ０ Ｃ ｒ ｌ ９ Ｎ ｉ ｌ ３ Ｍ ｏ ３等不锈钢 ； 对４ ０～ ５ ０ ℃以下的海水 ， 一 般含 Ｍ ｏ ２ ％～ ３ ％的不锈钢 已处 于临界状态 ， 稍有不 慎， 便可出现点蚀 、 缝隙腐蚀等破坏 。因此 ， 必须选用 高Ｃ ｒ、 Ｍ ｏ的奥 氏体 不 锈 钢 ， 如０ ０ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ｌ ６ Ｍ ｏ ５ Ｎ ，
材既要可靠适用又要经济合理 ， 可为工程技源自人员在设计和制造 中提供选择依据 。
关键词 ： 压力容器 ； 不锈钢 ； 材料选择 中圈分类号 ： Ｘ ９ ３ ３ ． ４； Ｔ Ｓ ９ １ ２ ． ２
文献 标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ２１ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ６—０ １ １ １—０ ２
１ 常用压 力 容器 不锈 钢 材料 的 种 类
压力容器设计 中， 涉及 的往往不仅仅是单一介 质， 还常常含有 ｓ Ｏ ２ 、 Ｈ ２ Ｓ 、 Ｎ Ｈ ３ 、 Ｎ Ｏ ２ 以及 Ｃ Ｏ 、 Ｃ １ ２ 等 杂质 ， 介质 的腐蚀性对不锈钢材料 的选 择有很大 的 影响， 不锈钢 的选材一般 是按 Ｃ ｒ ｌ ３型＿ ＋ Ｃ ｒ １ ７型 ｌ ８ — ８型次序 。最高选用 １ ８ — ８ 型Ｃ ｒ — Ｎ ｉ 奥氏体钢 便可满足耐蚀 的要求 ， 条件苛刻 的情况下才选 １ ８— １ ４— ２型不锈钢 。Ｃ ｒ ｌ ３型不锈 钢指 ０ Ｃ ｒ ｌ ３ ， １ Ｃ ｒ １ ３ ， ２ Ｃ ｒ １ ３ ， ３ Ｃ ｒ １ ３ ， ３ Ｃ ｒ ｌ ３ Ｍ ｏ等 牌 号 ； Ｃ ｒ ｌ ７型 不 锈 钢 指 Ｏ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｔ ｉ ， ０ ０ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｔ ｉ ， Ｏ Ｃ ｒ ｌ ７ ， Ｏ ０ Ｃ ｒ ｌ ７等牌号 ； １ ８— ８型 不 锈钢 指 １ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ７ ， １ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ８ ， ０ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ９， １ Ｃ ｒ ｌ ９ Ｎ ｉ ９ ， ０ ０ Ｃ ｒ ｌ ９ Ｎ ｉ ｌ ０ ， １ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ９ Ｔ ｉ ， ０ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ｌ ０ Ｔ ｉ 等牌号 ， １ ８— １ ４—２不锈 钢 指 １ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ｌ ２ Ｍ０ ２ Ｔ ｉ ， ０ Ｃ ｒ １ ８ Ｎ ｉ ｌ ２ Ｍ０ ２Ｔ ｉ ， ０ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ｌ ２ Ｍ ｏ ２ ， ０ ０ Ｃ ｒ Ｉ ７ Ｎ ｉ ｌ ４ Ｍ ２ 等牌号 ０ ¨ 。 ２ 常 用压 力容 器不 锈钢 材 料 的合 理选 用 在产生全面腐蚀 的环境 中， 选用不锈钢主要考 虑它们的耐一般腐蚀 的性能。但这并不 等于说 ， 在 这些腐蚀环境中 ， 不锈钢就不产生局部腐蚀 。常见 的一般腐蚀介质种类繁多 ， 不一一列举 ， 本文主要涉 及水（ 淡水 ， 工业水 ， 海水 等） 、 酸、 碱、 盐 等环境 中不 ０ ｏ Ｃ ｒ ２ ０ Ｎｉ ２ ５ Ｍｏ ４ ． ５ Ｃ ｕ Ｎ， ０ ０ Ｃ ２ ５ Ｎ ｉ ２ ５ Ｍ０ ５ Ｎ， ０ ０ Ｃ ｒ ２ ６ Ｍｏ ｌ ， 锈钢的选材问题 Ｊ 。 ０ ０ Ｃ ｒ ２ ０ Ｎｉ ｌ ８ Ｍｏ ６ Ｃ ｕ Ｎ， ０ ０ Ｃ ｒ ２ ４ Ｎｉ ２ ２ Ｍｏ ７ Ｍｎ ３ Ｃ ｕ Ｎ； 仅 ＋ ２ ． １ 水介质 中的选用 按 水 中含盐 量 的不 同 ， 水 可分为高纯水 ， 淡水 ， 双 相不 锈 钢 ０ ０ Ｃ ｒ ２ ５ Ｎ ｉ ７ Ｍｏ ３ Ｎ， ０ ０ Ｃ ｒ ２ ５ Ｎ ｉ ７ Ｍｏ ３ Ｗｃ ｕ Ｎ， 铁 半 咸水 和 海水 。高纯 水 中几 乎 不 含 盐 ， Ｃ ｌ 离 子 含 量 索 体 不 锈 钢 ，０ ０ Ｃ ｒ ２ ５ Ｎ ｉ ４ Ｍｏ ４ Ｔ ｉ ，０ ０ Ｃ ｒ ２ ９ Ｍ０ ４ Ｎ ｉ ２ ， ０ Ｃ ｒ ３ ０ Ｍｏ ２等 Ｊ ， 当选 用 不锈 钢 时 ， 海水 流 速一 般要 般≤０ ． １ ×１ ０ 一； 淡水 中含盐量低 于 ０ ． ０ ５ ％； 半咸 ０ 水 中含盐量在 ０ ． ０ ５ ％ 以上 ， 但 低于海水 的含盐量 ； 求 ≥１ ． ５ ｍ ／ ｓ 。 海水 中含盐量达 ３ ％一 ３ ． ５ ％ 。不锈钢在水介质 中， ２ ． ２ 盐酸和氢氟酸介质 中的选用 般腐蚀并不是引起 不锈钢腐 蚀破坏 的主要形式。 盐酸 的还原性 很 强 ， 不 锈 钢 在 盐 酸 中很难 钝 化 ， 而最为常见的腐蚀 破坏系来 自局部腐蚀 ， 特别是应 因而无法耐盐酸的腐蚀。所以， 在盐酸介质中一般不 当盐酸浓度很稀且温度较低 力腐蚀 、 点蚀和缝隙腐蚀。由于高纯水 中 ｃ ｌ 离子 和 能选用不锈钢。但是 ， 氧含 量都很 低 （ Ｃ １ 一 ≤０ ． １ ０×１ ０ 。 。 ， ［ Ｏ ］ ≤０ ． ０ １× 时， 高镍和含钼的高牌号 ｃ ｒ — Ｎ ｉ — Ｍ ｏ 奥氏体不锈钢， １ Ｏ ） ， 不锈钢在此种条件下 的腐 蚀率很小 ， 腐蚀 速 例 如 ０ ０ Ｃ ｒ ２ ０ Ｎ ｉ ２ ５ Ｍｏ ４ ．５ Ｃ ｕ 、０ Ｃ ｒ ２ ３ Ｎ ｉ ２ ８ Ｍ ｏ ３ Ｃ ｕ ３ Ｔ ｉ 、 率小于 ０ ． ０ １ ｍ ｍ ／ ａ 。淡水 中即使含有少量 Ｃ ｌ 离子和 ０ ｏ Ｃ ｒ ２ ０ Ｎ ｉ ｌ ８ Ｍ ｏ ６ Ｃ ｕ Ｎ、 ０ ０ Ｃ ｒ ２ ４ Ｎ ｉ ２ ２ Ｍ ｏ ７ Ｍｎ ３ Ｃ ｕ Ｎ等 ， 则具 饱和氧 ， 甚至还有其他杂质 ， 但对不锈钢 的一般腐蚀 有相当的耐蚀性。氢氟酸是化工和核化工过程 中不
宋 晓飞 ， 等： 常用压力容 器不锈钢 材料的合理选用
常用压力容器不锈钢材料的合理选用
宋晓飞 ， 郑 小华 ， 陈 立飞
（ 浙江杭特容器有限公司 ， 浙江 上虞 ３ １ ２ ３ ０ ０ ）
摘要 ： 介绍了常用压力容器不锈钢 材料 的种类 ， 根据不 同腐蚀性介质对 压力 容器不锈 钢选材进 行分 析 ， 提 出压力容器 不锈钢 的选
一 一
也是微不足道 的。因此 ， 所 有类 型的不锈钢均可用 于淡 水相 接触 的环境 中 Ｊ 。 淡水在工业 中（ 工业水） ， 既可做介质又可做原 料， 因此用量极大。在与工业水相接触 的设备、 部件 中， 最常选 用 的不锈 钢是 Ｃ ｒ ｌ ３型 、 Ｃ ｒ ｌ ７型 和 ｌ ８— ８型 三类。各种换热设备 ， 例如换热器 、 蒸发器、 冷却器、 冷凝器、 热交换器等的工作环境在工业水条件下是最 苛 刻 的。最 常 选 用 的 是 １ ８ —８ 型 钢， 例 如 ０ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ｌ Ｏ Ｔ ｉ ， ０ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ９ ， ０ ０ Ｃ ｒ ｌ ９ Ｎ ｉ ｌ ０ ， 有 时 也 选 用 ０ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ｌ ２ Ｍ ｏ ２和 ０ ０ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ｌ ４ Ｍｏ ２ 。在海 水 中， 就 一般 腐蚀而言 ， 不锈钢 的腐蚀率并不高， 但常用不锈钢在 海水 中的主要破坏形式是点蚀、 缝隙腐蚀和应力腐 蚀， 而且常常受到海水 中的含氧量、 氯离子浓度 ， 海水 与材 料的相对 流 速 ， 海水 的污染 情 况 ， 温度 以及 海 生 物等因素 的直接影响。一般说来 ， 在室温（ ３ Ｏ ℃） 以 下， 可 选 用 含 Ｍ０ ２ ％ ～４ ％ 的 ０ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ｌ ２ Ｍｏ ２ 和 ０ Ｃ ｒ ｌ ９ Ｎ ｉ ｌ ３ Ｍ ｏ ３等不锈钢 ； 对４ ０～ ５ ０ ℃以下的海水 ， 一 般含 Ｍ ｏ ２ ％～ ３ ％的不锈钢 已处 于临界状态 ， 稍有不 慎， 便可出现点蚀 、 缝隙腐蚀等破坏 。因此 ， 必须选用 高Ｃ ｒ、 Ｍ ｏ的奥 氏体 不 锈 钢 ， 如０ ０ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ｌ ６ Ｍ ｏ ５ Ｎ ，
材既要可靠适用又要经济合理 ， 可为工程技源自人员在设计和制造 中提供选择依据 。
关键词 ： 压力容器 ； 不锈钢 ； 材料选择 中圈分类号 ： Ｘ ９ ３ ３ ． ４； Ｔ Ｓ ９ １ ２ ． ２
文献 标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ２１ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ６—０ １ １ １—０ ２
１ 常用压 力 容器 不锈 钢 材料 的 种 类
压力容器设计 中， 涉及 的往往不仅仅是单一介 质， 还常常含有 ｓ Ｏ ２ 、 Ｈ ２ Ｓ 、 Ｎ Ｈ ３ 、 Ｎ Ｏ ２ 以及 Ｃ Ｏ 、 Ｃ １ ２ 等 杂质 ， 介质 的腐蚀性对不锈钢材料 的选 择有很大 的 影响， 不锈钢 的选材一般 是按 Ｃ ｒ ｌ ３型＿ ＋ Ｃ ｒ １ ７型 ｌ ８ — ８型次序 。最高选用 １ ８ — ８ 型Ｃ ｒ — Ｎ ｉ 奥氏体钢 便可满足耐蚀 的要求 ， 条件苛刻 的情况下才选 １ ８— １ ４— ２型不锈钢 。Ｃ ｒ ｌ ３型不锈 钢指 ０ Ｃ ｒ ｌ ３ ， １ Ｃ ｒ １ ３ ， ２ Ｃ ｒ １ ３ ， ３ Ｃ ｒ １ ３ ， ３ Ｃ ｒ ｌ ３ Ｍ ｏ等 牌 号 ； Ｃ ｒ ｌ ７型 不 锈 钢 指 Ｏ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｔ ｉ ， ０ ０ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｔ ｉ ， Ｏ Ｃ ｒ ｌ ７ ， Ｏ ０ Ｃ ｒ ｌ ７等牌号 ； １ ８— ８型 不 锈钢 指 １ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ７ ， １ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ８ ， ０ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ９， １ Ｃ ｒ ｌ ９ Ｎ ｉ ９ ， ０ ０ Ｃ ｒ ｌ ９ Ｎ ｉ ｌ ０ ， １ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ９ Ｔ ｉ ， ０ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ｌ ０ Ｔ ｉ 等牌号 ， １ ８— １ ４—２不锈 钢 指 １ Ｃ ｒ ｌ ８ Ｎ ｉ ｌ ２ Ｍ０ ２ Ｔ ｉ ， ０ Ｃ ｒ １ ８ Ｎ ｉ ｌ ２ Ｍ０ ２Ｔ ｉ ， ０ Ｃ ｒ ｌ ７ Ｎ ｉ ｌ ２ Ｍ ｏ ２ ， ０ ０ Ｃ ｒ Ｉ ７ Ｎ ｉ ｌ ４ Ｍ ２ 等牌号 ０ ¨ 。 ２ 常 用压 力容 器不 锈钢 材 料 的合 理选 用 在产生全面腐蚀 的环境 中， 选用不锈钢主要考 虑它们的耐一般腐蚀 的性能。但这并不 等于说 ， 在 这些腐蚀环境中 ， 不锈钢就不产生局部腐蚀 。常见 的一般腐蚀介质种类繁多 ， 不一一列举 ， 本文主要涉 及水（ 淡水 ， 工业水 ， 海水 等） 、 酸、 碱、 盐 等环境 中不 ０ ｏ Ｃ ｒ ２ ０ Ｎｉ ２ ５ Ｍｏ ４ ． ５ Ｃ ｕ Ｎ， ０ ０ Ｃ ２ ５ Ｎ ｉ ２ ５ Ｍ０ ５ Ｎ， ０ ０ Ｃ ｒ ２ ６ Ｍｏ ｌ ， 锈钢的选材问题 Ｊ 。 ０ ０ Ｃ ｒ ２ ０ Ｎｉ ｌ ８ Ｍｏ ６ Ｃ ｕ Ｎ， ０ ０ Ｃ ｒ ２ ４ Ｎｉ ２ ２ Ｍｏ ７ Ｍｎ ３ Ｃ ｕ Ｎ； 仅 ＋ ２ ． １ 水介质 中的选用 按 水 中含盐 量 的不 同 ， 水 可分为高纯水 ， 淡水 ， 双 相不 锈 钢 ０ ０ Ｃ ｒ ２ ５ Ｎ ｉ ７ Ｍｏ ３ Ｎ， ０ ０ Ｃ ｒ ２ ５ Ｎ ｉ ７ Ｍｏ ３ Ｗｃ ｕ Ｎ， 铁 半 咸水 和 海水 。高纯 水 中几 乎 不 含 盐 ， Ｃ ｌ 离 子 含 量 索 体 不 锈 钢 ，０ ０ Ｃ ｒ ２ ５ Ｎ ｉ ４ Ｍｏ ４ Ｔ ｉ ，０ ０ Ｃ ｒ ２ ９ Ｍ０ ４ Ｎ ｉ ２ ， ０ Ｃ ｒ ３ ０ Ｍｏ ２等 Ｊ ， 当选 用 不锈 钢 时 ， 海水 流 速一 般要 般≤０ ． １ ×１ ０ 一； 淡水 中含盐量低 于 ０ ． ０ ５ ％； 半咸 ０ 水 中含盐量在 ０ ． ０ ５ ％ 以上 ， 但 低于海水 的含盐量 ； 求 ≥１ ． ５ ｍ ／ ｓ 。 海水 中含盐量达 ３ ％一 ３ ． ５ ％ 。不锈钢在水介质 中， ２ ． ２ 盐酸和氢氟酸介质 中的选用 般腐蚀并不是引起 不锈钢腐 蚀破坏 的主要形式。 盐酸 的还原性 很 强 ， 不 锈 钢 在 盐 酸 中很难 钝 化 ， 而最为常见的腐蚀 破坏系来 自局部腐蚀 ， 特别是应 因而无法耐盐酸的腐蚀。所以， 在盐酸介质中一般不 当盐酸浓度很稀且温度较低 力腐蚀 、 点蚀和缝隙腐蚀。由于高纯水 中 ｃ ｌ 离子 和 能选用不锈钢。但是 ， 氧含 量都很 低 （ Ｃ １ 一 ≤０ ． １ ０×１ ０ 。 。 ， ［ Ｏ ］ ≤０ ． ０ １× 时， 高镍和含钼的高牌号 ｃ ｒ — Ｎ ｉ — Ｍ ｏ 奥氏体不锈钢， １ Ｏ ） ， 不锈钢在此种条件下 的腐 蚀率很小 ， 腐蚀 速 例 如 ０ ０ Ｃ ｒ ２ ０ Ｎ ｉ ２ ５ Ｍｏ ４ ．５ Ｃ ｕ 、０ Ｃ ｒ ２ ３ Ｎ ｉ ２ ８ Ｍ ｏ ３ Ｃ ｕ ３ Ｔ ｉ 、 率小于 ０ ． ０ １ ｍ ｍ ／ ａ 。淡水 中即使含有少量 Ｃ ｌ 离子和 ０ ｏ Ｃ ｒ ２ ０ Ｎ ｉ ｌ ８ Ｍ ｏ ６ Ｃ ｕ Ｎ、 ０ ０ Ｃ ｒ ２ ４ Ｎ ｉ ２ ２ Ｍ ｏ ７ Ｍｎ ３ Ｃ ｕ Ｎ等 ， 则具 饱和氧 ， 甚至还有其他杂质 ， 但对不锈钢 的一般腐蚀 有相当的耐蚀性。氢氟酸是化工和核化工过程 中不