不銹鋼管國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)比較幻燈片(經(jīng)典).ppt

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1,國內(nèi)外不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)比較,結(jié)合講解不銹鋼管制造工藝 XX不銹鋼管有限公司 總工程師xx,電棍 wenku1,2,一．中國標(biāo)準(zhǔn)體系,不銹鋼鋼號表示方法和比較： 1．中國不銹鋼牌號,中國的不銹鋼和耐熱鋼牌號采用規(guī)定的合金元素符號和阿拉伯?dāng)?shù)字表示。一般在牌號的第一位用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示平均含碳量，（以千分之幾表示），當(dāng)含碳量上限小于等于0.08%時以“0”表示含碳量，GB/T20878-2007規(guī)定按“06”表示；如0Cr18Ni9的碳含量為≦0.08%,一般在0.04-0.08%,中限為0.06%,新標(biāo)準(zhǔn)按“06Cr19Ni10”表示.又如1Cr18Ni11Ti的碳含量為0.04-0.10%，平均含量為0.07%，新標(biāo)準(zhǔn)為07Cr19Ni11Ti。,3,1．中國不銹鋼牌號,當(dāng)含碳量上限小于等于0.03%時（超低碳）以”00”表示含碳量， GB/T20878-2007規(guī)定按“022”表示，如“00Cr19Ni10”改為“022Cr19Ni10”，碳含量一般為0.015-0.030%，中限為0.022%； 合金元素平均含量用數(shù)字表示，當(dāng)合金元素平均含量小于1.5%時，牌號中僅表明元素符號,一般不表明含量；如GB/T14976 0Cr18Ni9的鉻含量為17-19%，GB20878 06Cr19Ni10的鉻含量為18-20%。,4,中國不銹鋼牌號,美國牌號 中國牌號 中國新牌號 304 0Cr18Ni9 06Cr19Ni10 304H 1Cr18Ni9 07Cr19Ni10 304L 00Cr19Ni10 022Cr19Ni10 316 0Cr17Ni12Mo2 06Cr17Ni12Mo2 316L 00Cr17Ni14Mo2 022Cr17Ni12Mo2 310S 0Cr25Ni20 06Cr25Ni20 316N 0Cr17Ni12Mo2N 06Cr17Ni12Mo2N 317 0Cr19Ni13Mo3 06Cr19Ni13Mo3 317L 00Cr19Ni13Mo3 022Cr19Ni13Mo3 321 0Cr18Ni10Ti 06Cr18Ni11Ti 347 0Cr18Ni11Nb 06Cr18Ni11Nb,5,中國不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn),GB/T17395-1998無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差 GB/T21835-2008焊接鋼管尺寸及單位長度重量 GB/T14975-2002結(jié)構(gòu)用不銹鋼無縫鋼管 GB/T14976-2002流體輸送用不銹鋼無縫鋼管 GB/T13296-2007鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管 GB/T9948-2006石油裂化用無縫鋼管 GB/T5310-1995高壓鍋爐用無縫鋼管 GB/T12771-2008流體輸送用不銹鋼焊接鋼管 GB/T21833-2008奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼無縫鋼管 GB/T21832-2008奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼焊接鋼管 HG/T20537.4-1992化工裝置用奧氏體不銹鋼大口徑焊接鋼管技術(shù)條件 YB/T2008-1980不銹鋼無縫鋼管管坯,6,中國不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)體系,國家標(biāo)準(zhǔn) （GB，GB/T） 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YB/T，JB/T，CJ/T等） 地方標(biāo)準(zhǔn) (DB/T) 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (QB/T) 強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn) 推薦性標(biāo)準(zhǔn),7,表1.不銹鋼和耐熱鋼牌號對照,8,表2.不銹鋼和耐熱鋼牌號對照,9,2．美國不銹鋼牌號：,SAE美國汽車工程師協(xié)會和ASTM美國材料與試驗協(xié)會的“金屬與合金統(tǒng)一數(shù)字代號體系”（UNS體系）與美國鋼鐵協(xié)會AISI體系的不銹鋼牌號見表3： 表3,10,表3 美國不銹鋼牌號 表示方法,11,二．美國不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)體系,第一層次： ASTM A999/A999M-2004 《合金及不銹鋼管通用要求標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》 ASTM A1016/A1016M-2004 《鐵素體合金鋼和奧氏體合金鋼管子通用要求》,12,美國不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)體系,第一層次： 美國不銹鋼無縫鋼管的尺寸規(guī)格主要依據(jù)美國機(jī)械工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASME B36.10M-2004“焊接和無縫鋼管”。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼管的外徑系列和各外徑鋼管的壁厚系列，以及單位長度鋼管的重量。 ASTM A530/A530M-2003 “專門用途碳鋼和合金鋼公稱管通用要求標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件”； ASTM A450/A450M—2004 “碳素鋼管、鐵素體合金鋼管及奧氏體合金鋼管一般要求規(guī)格”,13,美國不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)體系,第二層次： 美國不銹鋼無縫鋼管的化學(xué)成份和技術(shù)要求主要依據(jù)美國材料與試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)： ASTM A269/A269M-2004 普通無縫和焊接奧氏體不銹鋼管規(guī)范； ASTM A268/A268M-2005a 普通無縫和焊接鐵素體和馬氏體不銹鋼管規(guī)范； ASTM A789/A789M-2005b 普通無縫和焊接鐵素體/奧氏體不銹鋼管規(guī)范； ASTM A632-2004 普通無縫和焊接奧氏體不銹鋼管（小直徑）規(guī)范；,14,美國不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)體系,第三層次： 美國各種特殊要求不銹鋼管依據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)： ASTM A312/A312M--2006“無縫焊接冷加工奧氏體不銹鋼管規(guī)范”； ASTM A213/A213M—2004“無縫鐵素體和奧氏體合金鋼鍋爐管、過熱器管和熱交換器管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范”； ASTM A249/A249M—2004“焊接的奧氏體鋼鍋爐、過熱器、熱交換器和冷凝器管規(guī)范” ASTM A250/A250M—2005“鍋爐和過熱器用電阻焊鐵素體合金鋼管規(guī)格” ASTM A270—2003“衛(wèi)生用奧氏體不銹鋼無縫和焊接鋼管” ASTM A335/A335M—2006“高溫用無縫鐵素體合金鋼管規(guī)范” ASTM A358/A358M—2005“高溫設(shè)備與通用設(shè)備用電熔焊奧氏體鉻鎳不銹鋼管規(guī)規(guī)范” ASTM A376/A376M—2006“高溫中心站用無縫奧氏體鋼管規(guī)范” ASTM A409/A409M—2005“腐蝕或高溫下使用的大直徑奧氏體焊接鋼管規(guī)范” ASTM A688/A688M—2004“給水加熱器用奧氏體不銹鋼焊接管規(guī)范” ASTM A814/A814M—2005“冷加工焊接奧氏體不銹鋼管規(guī)范”,15,美國不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)體系,美國不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)分為三個層次，第二層次比第一層次嚴(yán)，第三層次比第二層次嚴(yán)；據(jù)用戶要求，如用戶要求執(zhí)行第三層次的標(biāo)準(zhǔn)，我們應(yīng)按第三層次的標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，某些要求在第三層次標(biāo)準(zhǔn)中不明確的應(yīng)執(zhí)行相關(guān)的第一、二層次的標(biāo)準(zhǔn)，如化學(xué)成份往往在第二層次的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定得較詳細(xì)，而尺寸規(guī)格往往在第一層次的標(biāo)準(zhǔn)里規(guī)定得較詳細(xì)。,16,美國標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)機(jī)構(gòu),AISI 美國鋼鐵學(xué)會 ANSI美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會 API 美國石油學(xué)會 ASME美國機(jī)械工程師學(xué)會 ASTM美國材料與試驗學(xué)會 AWS 美國焊接學(xué)會 ASM美國金屬學(xué)會 ACI美國鑄造學(xué)會 SAE美國汽車工程師協(xié)會 ASTM （鋼鐵標(biāo)準(zhǔn)的分類號是“A”，試驗方法分類號為“E” ASTM A213/A213M-2004《鍋爐、過熱器和換熱器用無縫鐵素體和奧氏體合金鋼管》 ASME （鋼鐵標(biāo)準(zhǔn)的分類號是“SA”，試驗方法分類號為“E” ASME SA213/SA213M-2004《鍋爐、過熱器和換熱器用無縫鐵素體和奧氏體合金鋼管》 采用英制單位和SI單位（國際單位制）的雙重單位標(biāo)準(zhǔn),17,3．日本不銹鋼鋼牌號,日本常用標(biāo)準(zhǔn)為JIS標(biāo)準(zhǔn)，即日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會標(biāo)準(zhǔn)，如： 配管用不銹鋼管SUS304TP牌號中S：Steel(鋼 )；U：Use(用途)；S：Stainless(不銹鋼)；T：Tube(管)；P：Pipe(管)； 機(jī)械結(jié)構(gòu)用不銹鋼管SUS304TKA牌號中S：Steel(鋼 )；U：Use(用途)；S：Stainless(不銹鋼)；T：Tube(管)；K：(結(jié)構(gòu))； 其他不銹鋼管牌號含義如下： 不銹鋼清潔管SUS304TBS牌號中S：Steel(鋼 )；U：Use(用途)；S：Stainless(不銹鋼)；TB：Tube(管)；S：Sanitary(清潔)； 鍋爐及熱交換器用不銹鋼管SUS304TB牌號中S：Steel(鋼 )；U：Use(用途)；S：Stainless(不銹鋼)；T：Tube(管)；B：Boiler(鍋爐) 配管用電弧焊大口徑不銹鋼管SUS304TPY牌號中S：Steel(鋼 )；U：Use(用途)；S：Stainless(不銹鋼)；T：Tube(管)；Y：（焊接）,18,日本標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)機(jī)構(gòu),日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JIS 日本輕金屬工業(yè)協(xié)會 LIS 日本無損檢驗協(xié)會 NDIS JIS 日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（目前共有18類部門）與我們鋼鐵有關(guān)的：JIS G（鋼鐵）、JIS K（化學(xué)）、JIS Z（包括試驗方法、焊接等），按JIS標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的性質(zhì)分為：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、試驗方法標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。,19,4.德國不銹鋼牌號,德國DIN標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼鋼牌號表示方法： X表示為高合金鋼；隨后是表示鋼平均含碳量為萬分之幾的數(shù)字和按含量多少依次排列的合金元素的化學(xué)符號； 最后是標(biāo)明合金元素含量的平均百分值（按四舍五入化為整數(shù)） 例X10CrNi188---(C)為0.10%；（Cr）為18%；（Ni）為8%的不銹鋼。,20,德國標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu),DIN德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會 DIN與歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO的關(guān)系 CEN歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會 DIN EN代替了DIN標(biāo)準(zhǔn) SEL聯(lián)邦德國（鋼鐵學(xué)會）鋼鐵交貨條件 SES德意志民主共和國鋼鐵標(biāo)準(zhǔn)目錄 SEW聯(lián)邦德國鋼鐵工程師協(xié)會鋼鐵材料篇 VDI聯(lián)邦德國工程師學(xué)會,21,歐盟標(biāo)準(zhǔn),美標(biāo) 歐標(biāo)鋼名 歐標(biāo)鋼號 304 X5CrNi18-10 1.4301 304L X2CrNi19-11 1.4306 304H X6CrNi18-10 1.4948 304N X5CrNi19-9 1.4315 316 X5CrNiMo17-12-2 1.4401 316L X2CrNiMo17-12-2 1.4404 316H X3CrNiMo17-13-3 1.4436 316LN X2CrNiMoN17-13-3 1.4429,22,歐盟標(biāo)準(zhǔn),美標(biāo) 歐標(biāo)鋼名 歐標(biāo)鋼號 前蘇聯(lián) 321 X6CrNiTi18-10 1.4541 08X18H10T 321H X7CrNiTi18-10 1.4541 12X18H11T 347 X6CrNiNb18-10 1.4550 08X18H12Б 310 X15CrNi25-21 1.4821 20X25H20C2 310S X12CrNi23-21 1.4845 10X23H18 S31803 X2CrNiMoN22-5-3 1.4462 430 X6Cr17 1.4016 12X17,23,5．英國不銹鋼牌號,第一位數(shù)字為3和4，其中 3---為奧氏體不銹鋼系列。 4---為馬氏體和鐵素體不銹鋼系列。 第二、三位數(shù)字表示不同組別的順序號，并且多數(shù)常用牌號與美國鋼鐵協(xié)會（AISI）的數(shù)字體系一致。 第四位數(shù)字“S”為該類鋼廣義的特征（S為“Stainless”的第一個字母） 第五、六位數(shù)字表示基本成份相同的鋼組中不同牌號的區(qū)分號。,24,表4。英國不銹鋼管牌號,25,6。其他國外標(biāo)準(zhǔn),法國標(biāo)準(zhǔn)（NF） 波蘭標(biāo)準(zhǔn)（PN，PKN） 澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)（SAA） 瑞士標(biāo)準(zhǔn)（SNV，VSM） 俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)(ΓΟСТ),26,7．國際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu),ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 IEC 國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn) CEE 國際電氣設(shè)備管制委員會標(biāo)準(zhǔn) ICAO國際民用航空組織標(biāo)準(zhǔn),27,9. 表5 各標(biāo)準(zhǔn)試驗方法比較,28,9. 表6 各標(biāo)準(zhǔn)試驗方法比較,29,各標(biāo)準(zhǔn)試驗方法比較,★表示標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必需做的試驗。 ◎表示雙方協(xié)商或?qū)Ψ揭髸r才做試驗。 ①表示水壓試驗可用超聲波或者渦流探傷試驗代替。 ②對于304H、316H、347H必須進(jìn)行晶粒度檢驗。 ③外徑小于101.6mm的管子僅依訂貨協(xié)議④船用管需要進(jìn)行晶間腐蝕試驗。,30,二. ASME B36與GB/T17395比較,ASME B36.10M-2004“焊接無縫鋼管”與GB/T17395-1998“無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差”相比較如下： 1．外徑：GB/T17395外徑有3個系列，ASME B36.10M的外徑相當(dāng)于GB/T17395的系列1。 2．壁厚：GB/T17395標(biāo)準(zhǔn)對每一個外徑規(guī)定了多個壁厚，但多個壁厚之間缺乏內(nèi)在連系；但ASME B36.10M標(biāo)準(zhǔn)對每一個外徑也規(guī)定了多個壁厚，但其中一個壁厚為標(biāo)準(zhǔn)壁厚{STD}、一個加厚壁厚（XS）、一個特厚壁厚（XXS）；并規(guī)定了Schedule40、Schedule80、Schedule120、Schedule160的多個等級壁厚，對于不同的直徑的鋼管，同一級別的壁厚，可以承受差不多的流體壓力，以便使用者選用。,31,二．ASME B36與GB/T17395比較,3．重量 GB/T17395規(guī)定的重量計算公式： W=（3.14159×ρ/1000）（D-S）S--------------------(3) 式中：W—鋼管理論重量，㎏/m； ρ-鋼的密度，㎏/dm3； D—鋼管公稱外徑，mm； S—鋼管公稱壁厚，mm。 ASME B36.10M規(guī)定的重量計算公式： W=0.0246615（D-S）S-------------------------------------(4) 式中：W—鋼管理論重量，㎏/m； D—鋼管公稱外徑，mm； S—鋼管公稱壁厚，mm。 其實二個公式是一樣的,如果把碳鋼的密度7.85㎏/dm3代入: 3.14159×7.85/1000=0.0246615--------------------------(5) 4.允許偏差應(yīng)執(zhí)行ASTM A269、ASTM A268、ASTM A789或GB/T14976.。,32,3．重量,而對于1Cr18Ni9(302),0Cr18Ni9(304), 0Cr18Ni11Ti(321),1Cr18Ni9Ti的計算公式應(yīng)為: W=0.024913（D-S）S---------------------------(6) 而對于0Cr25Ni20(310S),0Cr17Ni12Mo2(316),0Cr18Ni11Nb(347), 00Cr17Ni14Mo2(316L) 的計算公式應(yīng)為: W=0.02507（D-S）S---------------------------(6),33,表7 各牌號不銹鋼管的密度，單位㎏/dm3,34,重量計算,而對于1Cr18Ni9(302),0Cr18Ni9(304), 0Cr18Ni11Ti(321),1Cr18Ni9Ti的計算公式應(yīng)為: W=0.024913（D-S）S 而對于0Cr25Ni20(310S), 0Cr17Ni12Mo2(316),0Cr18Ni11Nb(347), 00Cr17Ni14Mo2(316L) 的計算公式應(yīng)為: W=0.02507（D-S）S,35,三GB/T14976和GB/T14975標(biāo)準(zhǔn)比較,GB/T14976-2002“流體輸送用不銹鋼無縫鋼管”和GB/T14975-2002“結(jié)構(gòu)用不銹鋼無縫鋼管”的最大差別是：流體輸送用不銹鋼無縫鋼管應(yīng)逐根進(jìn)行液壓試驗或超聲速檢驗、渦流檢驗；GB/T14975-2002“結(jié)構(gòu)用不銹鋼無縫鋼管”規(guī)定根據(jù)需方要求，并在合同中注明才做液壓試驗或超聲速檢驗、渦流檢驗；試驗方法同GB/T14976-2002“流體輸送用不銹鋼無縫鋼管”。,36,不銹鋼管生產(chǎn)工藝流程,,37,四 無損檢測,液壓試驗按GB/T241“金屬管液壓試驗方法”進(jìn)行，試驗壓力按（1）式計算， P=2SR/D-----------------（1） 式中P-------試驗壓力，單位為兆帕（MPa）， 1MPa=106 Pa，1 Pa=1N/m2， 1MPa=1N/mm2； S-----鋼管的公稱壁厚，單位為毫米（mm）； D-------鋼管的公稱外徑，單位為毫米（mm）； R-------允許應(yīng)力，規(guī)定為抗拉強(qiáng)度的40%，單位為兆帕（MPa）；其數(shù)值接近鋼管規(guī)定非比例伸長應(yīng)力σp0.2/MPa，詳見表3。,38,鋼管允許使用壓力的計算,如一根不銹鋼管,外徑為￠219,壁厚6mm，計算該鋼管能承受多少壓力的流體？ P=2SR/D-----------------（1） 試驗壓力： 無縫管Ｐ＝２×６ ×520 × 0.4／２１９ ＝１１．３９７ MPa 允許使用壓力： Ｐ１ ＝Ｐ／１．５＝７．５９８ MPa 焊管Ｐ＝２×６ ×205× 0.5／２１９=5.62 MPa,39,鋼管允許使用壓力的計算,1Pa=1牛頓/平方米 1MPa=1牛頓/平方亳米 1公斤力=10牛頓 1大氣壓=1公斤力/平方厘米 1MPa=10大氣壓 1大氣壓=10米高水柱壓力 1MPa=100米高水柱壓力,40,鋼管允許使用壓力的計算,P=2SR/D-----------------（1） GB/T14976 ： 水壓試驗壓力=2*壁厚 *520*0.4/外徑 ≤20 MPa GB/T12771、HG20537、 GB13296 ≤20Mpa ASTMA312、ASTM A530、ASTMA999 ≤19 MPa ASTMA213、ASTMA1016≤7MPa 水壓試驗壓力=2*壁厚*205*0.5/外徑,41,鋼管允許使用壓力的計算,BS EN10216、BS EN10217≤7MPa、 GB9948、GB5310≤20 Mpa 水壓試驗壓力=2*壁厚*205*0.7/外徑 GB/T12771 水壓試驗壓力=2*壁厚*205*0.5/外徑 ≤10 Mpa 允許使用壓力： Ｐ１ ＝Ｐ／１．５,42,表8 主要鋼種的抗拉強(qiáng)度,,43,表9. 各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水壓試驗壓力,44,表10 各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水壓試驗壓力,45,四 無損檢測,在液壓試驗下，應(yīng)保證耐壓時間不少于5s，鋼管不得出現(xiàn)漏水或滲滲漏。 如果安全系數(shù)為1.5，管內(nèi)流體允許使用壓力P1： P1=P/1.5-----------------（2） 供方可用超聲波檢驗或渦流檢驗代替液壓試驗。液壓試驗壓力除以安全系數(shù)即為工程允許使用壓力。 GB/T14976-2002“流體輸送用不銹鋼無縫鋼管”和GB/T14975-2002“結(jié)構(gòu)用不銹鋼無縫鋼管”的尺寸、外形和其他技術(shù)要求都相同。,46,四 無損檢測,超聲波檢驗按GB/T5777-1996“無縫鋼管超聲波探傷檢驗方法”執(zhí)行。定向發(fā)射的超聲波束在管中傳播時遇到缺陷，既產(chǎn)生波的反射又產(chǎn)生波的衰減。經(jīng)過探傷儀的信號處理，如采用反射法探傷可獲得缺陷晶體的回波信號，如采用穿透法探傷可憑借透過波的衰減程度獲得缺陷信號。二者均可由儀器給出定量的缺陷指示。,47,四 無損檢測,超聲速探頭可以實現(xiàn)電能和聲能之間的相互轉(zhuǎn)換。利用壓電效應(yīng)或電磁效應(yīng)原理可在管內(nèi)激發(fā)出不同類型的超聲波。探傷儀應(yīng)為脈沖反射式多通道或單通道超聲波探傷儀。探頭的工作頻率可在2.5MZ~10MZ之間選擇。人工缺陷晶體對比試樣刻槽深度為鋼管公稱壁厚的12.5%，人工缺陷見圖1。,48,四 無損檢測 圖1超聲波檢驗人工缺陷對比試樣上是矩形槽口，下是V形槽口,49,四 無損檢測,渦流檢驗按GB/T7735-1995“鋼管渦流探傷檢驗方法”執(zhí)行，渦流探傷是以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，當(dāng)鋼管經(jīng)過通以交流電的線圈時，鋼管表面或近表面有缺陷部位的渦流將發(fā)生變化，導(dǎo)致線圈的阻抗或感應(yīng)電壓產(chǎn)生變化，從而得到關(guān)于缺陷的信號，從信號的幅值及相位等，借助于對比試樣人工缺陷與自然缺陷顯示信號的幅值對比，可以對缺陷進(jìn)行判斷，詳見圖2。采用槽為對比試樣時，槽的深度為鋼管厚度的12.5%，槽的長度不小于50毫米，槽的寬度不大于槽的深度。,50,四 無損檢測,圖2穿過線圈式渦流探傷技術(shù)簡圖 左是次級線圈1，中是初級線圈，右是次級線圈2，這是多線圈方案,51,五．不銹鋼耐腐蝕原理：,1．不銹鋼為什么不生銹？ （1）鋼鐵生銹是鋼鐵與大氣中的氧作用，在表面形成了Fe2+、 Fe3+沒有保護(hù)性的疏松且易剝落的富鐵氧化物，也就是鐵的生銹，當(dāng)鋼中含鉻量≧12%后，鋼的表面自動形成一種厚度非常簿（約定2×10-6~5×10-6mm）的無色、透明且非常光滑的一層富鉻的氧化物膜，這層鈍化膜的形成防止了鋼的生銹。,52,1．不銹鋼為什么不生銹？,（2）不銹鋼的耐腐蝕性能是很好的，0Cr18Ni9（304）由于鋼中含有18%的鉻，鉻是發(fā)揮耐腐蝕性能的主要元素，在使用過程中管道內(nèi)壁形成一層極薄的氧化鉻薄膜，該薄膜阻止金屬繼續(xù)氧化，故不銹鋼有很強(qiáng)的耐腐蝕性能，不僅能承受水和空氣的腐蝕，而且可以承受弱酸弱堿的腐蝕。從理論上講在任何位置，鉻的含量不能低于13%，這樣才能確保不銹鋼的耐腐蝕性能。,53,圖3 不銹鋼表面鈍化膜示意圖 （注：鈍化膜的厚度可隨不銹鋼的化學(xué)成分和周圍介質(zhì)環(huán)境的不同而有所變化）,54,2．奧氏體鋼和鐵素體鋼：,304鋼的鎳（Ni）含量是 8~10％，鎳是促進(jìn)鋼的奧氏體化元素，304不銹鋼中鎳含量達(dá)到8%，才能保證不銹鋼為奧氏體鋼，所謂奧氏體鋼就是在高溫下和在低溫下鋼都是奧氏體組織，也就是鋼從高溫冷卻到低溫時或低溫加熱到高溫時，鋼不會發(fā)生相組織的變化。,55,2．奧氏體鋼和鐵素體鋼：,所謂奧氏體組織是指鋼中鐵原子和碳原子之間的排列方式；奧氏體組織是面心立方結(jié)構(gòu)，在一個立方體中，鐵原子占據(jù)立方體的8個角，（8×1/8=1）碳原子占據(jù)立方體六個面的中心（1/2×6=3）；鐵素體組織是體心立方結(jié)構(gòu)，鐵原子占據(jù)立方體的8個角（8×1/8=1），碳原子占據(jù)立方體的正中心（1）。詳見圖4、圖5 。具有體心立方的鐵素體金屬晶體中，有68%的體積被原子所占據(jù)；具有面心立方的奧氏體金屬晶體中，有74%的體積被原子所占據(jù)。,56,2．奧氏體鋼和鐵素體鋼：,一般碳鋼，高溫時是奧氏體組織，低溫時是鐵素體組織。奧氏體組織排列緊湊，密度高；鐵素體組織排列松散，密度低。從奧氏體變成鐵素體，體積膨脹，反之體積收縮。原子個數(shù)之比，在奧氏體中碳原子：鐵原子=3：1；而鐵素體中碳原子：鐵原子=1：1 。如鋼在冷卻時發(fā)生奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變，就會有碳原子往晶界析出。保證奧氏體不銹鋼中的鎳含量，確保鋼為奧氏體鋼，高溫低溫都是奧氏體組織，不會向晶界析出碳原子。,,57,奧氏體鋼和鐵素體鋼：,58,3。晶間腐蝕,不銹鋼沿晶粒間界優(yōu)先受到腐蝕，如圖6、圖7,晶間腐蝕主要是由于不銹鋼經(jīng)450~8500C敏化溫度，沿鋼的晶界會有富鉻的碳化物（Cr23C6）的析出，導(dǎo)致晶界鉻的貧化而引起的。,59,,60,,61,3。晶間腐蝕,304鋼中要求C≤0.08％，碳含量減少，可以減少冷卻時碳原子向晶界析出。當(dāng)碳原子在晶界析出時，碳原子和鉻原子結(jié)合成而成碳化鉻，這樣當(dāng)晶界中能與氧生成氧化鉻薄膜的鉻含量低于13%時，促使晶界的鉻含量貧化，鉻含量太低，不能避免氧和鐵結(jié)合氧化和腐蝕，即形成晶間腐蝕。,62,3。晶間腐蝕,按GB/T4334.5“不銹鋼硫酸-硫酸銅腐蝕試驗方法”規(guī)定執(zhí)行。晶間腐蝕試驗是把不銹鋼試樣埋入銅屑中，在硫酸+硫酸銅+銅屑溶液中沸騰16小時，觀察有無晶間腐蝕傾向。,63,4．不銹鋼點蝕：,64,4．不銹鋼點蝕：,65,4．不銹鋼點蝕：,鋼表面的鈍化膜由于鋼中存在缺陷、夾雜和溶質(zhì)不均勻性，使鈍化膜在這些地方較為脆弱，在含有鹵素離子，如Cl—、Br—、F—等的水溶液介質(zhì)中，鈍化膜容易被破壞，破壞的部分便成為活化的陽極，周圍區(qū)成為陰極區(qū)，陽極的面積非常小時，陽極的電流密度很大，活性溶解加速，遂成為許多針狀小孔，成為“點蝕”。由于Cl—與金屬離子M+的結(jié)合鍵較強(qiáng)，因而是侵入鈍化膜的有效離子，Cl—的離子半徑小，形成強(qiáng)酸溶解鈍化膜，從而強(qiáng)烈地吸附在金屬表面，Cl—與O2—交換使膜中產(chǎn)生空位。,66,4．不銹鋼點蝕：,鉻的增加，可以增加鈍化膜中的鉻含量，使鈍化膜的化學(xué)穩(wěn)定性增加。鈍化膜下鎳的富集，可以避免鈍化膜的還原，從而提高膜的穩(wěn)定性。鉬又富集在靠近基體的鈍化膜中，從而提高了鈍化膜的穩(wěn)定性。,67,5．應(yīng)力腐蝕,在應(yīng)力與介質(zhì)共同作用下而引起的一種局部破壞，常見的穿晶型應(yīng)力腐蝕見圖10。,68,5．應(yīng)力腐蝕,69,5．應(yīng)力腐蝕,ASTM A269規(guī)定，對用于某些腐蝕性介質(zhì)，尤其是氯化物，可能出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕的，可以規(guī)定TP304L、TP316L、TP321、TP347、和TP348的管子是消除應(yīng)力退火的狀態(tài)交貨。在拉伸應(yīng)力作用下，位錯沿著滑移面運(yùn)動至金屬表面，使表面鈍化膜產(chǎn)生局部破壞，有膜和無膜金屬間形成微電池，作為陽極的裸金屬產(chǎn)生陽極溶解從而發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞。一般用在600C以上中性氯化物溶液中的18-8型奧氏體不銹鋼容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕,70,,71,6. 耐腐蝕試驗,ASTM A269規(guī)定，對用于某些腐蝕性介質(zhì)，尤其是氯化物，可能出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕的，可以規(guī)定TP304L、TP316L、TP321、TP347、和TP348的管子是消除應(yīng)力退火的狀態(tài)交貨。,72,6縫隙腐蝕,縫隙腐蝕是指在金屬構(gòu)件發(fā)生斑點狀或潰瘍形的宏觀蝕坑，常發(fā)生在墊圈、鉚接、螺釘連接的接縫處，搭接的焊接接頭、閥坐、堆積的金屬片間等處?？p隙處被腐蝕產(chǎn)物覆蓋以及介質(zhì)擴(kuò)散受到限制，導(dǎo)致該處的介質(zhì)滲透,73,,0Cr18Ni9 降低碳量提高耐蝕性 00Cr19Ni10 0Cr18Ni9 加Mo、Cu、Ti提高抗還原性酸的能力 00Cr17Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo2Cu2Ti 0Cr18Ni9 加Ti、Ni穩(wěn)定碳化物，提高抗晶間腐蝕的能力 0Cr18Ni9Ti 、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni11Nb 0Cr18Ni9 加Mo、Cu、Ti提高抗還原性酸的能力 1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti、 0Cr18Ni12Mo2Cu2,,,,,,,,,74,σ相脆化,σ相是既硬又脆且富鉻的金屬間化合物，其周圍常常是貧鉻區(qū)，一般認(rèn)為，在5000C~9000C長時間加熱有利于σ相的形成，凡鐵素體形成元素都能加速σ相的析出，其中以Cr、Mo、Si、Ti、Nb等元素影響較為強(qiáng)烈，而奧氏體形成元素Ni等可阻止σ相析出。σ相本身硬度高達(dá)HRC68以上，而且多半分布在晶界，這樣，不但降低材料的塑性和韌性，而且增大了晶界腐蝕的傾向。,75,六. 奧氏體不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)ASTM A312與GB/T14976、12771比較,現(xiàn)就ASTM A312/A312M-2004“無縫和焊接的以及重度冷加工奧氏體不銹鋼公稱管標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件”與GB/T14976-2002“流體輸送用不銹鋼無縫鋼管”、GB/T12771-2008“流體輸送用不銹鋼焊接鋼管”進(jìn)行比較有如下差別：,76,1．個別化學(xué)成份有差別：,詳見表4。從表4看出，ASTM A312對P含量要求較寬，便于冶煉中更多使用高碳鉻鐵。ASTM A312對超低碳不銹鋼的C含量要求較寬。ASTM A312對含N鋼的N含量要求低，這樣在氣體充氮后的氮化鉻的加入量可較少。以上三點可大大降低冶煉成本。,77,表11 ASTM A312與GB/T14976奧氏體不銹鋼管主要品種化學(xué)成份比較,,78,六．奧氏體不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)ASTM A312與GB/T14976比較,2．ASTM A312規(guī)定了GB/T14976沒有的16個品種的化學(xué)成份：TP348、TP XM-10、TP XM-11、TP XM-19、TP XM-29、S31254、S31725、S31726、S30600、S20400、S32654、S35045、N08367、N08926、N08904。這16個鋼種中有12個含N鋼種，反映了以N代Ni傾向,以及超低碳、高鎳、高鉻、高鉬、高錳、高性能的鋼種，詳見表5 。,79,表12 ASTM A312中GB/T14976所沒有的品種,80,表13 ASTM A312中GB/T14976所沒有的品種,81,六。ASTM A312與GB/T14976、12771比較 表14 3.性能要求上有差別:,82,翻邊試驗,ASTM A269對焊接不銹鋼管要求每批取一試樣做翻邊試驗，在ASTM A450/A450M-2004標(biāo)準(zhǔn)中具體描述了翻邊試驗內(nèi)容：“令一段管子向外翻邊，翻至與管體垂直，此時，不得開裂或顯示有在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中予以拒收的缺陷。對于奧氏體鋼，翻邊寬度均應(yīng)不小于外徑的15%”,83,六。ASTM A312與GB/T14976、12771比較 表15,84,耐腐蝕試驗,GB/T14976要求：奧氏體型和奧氏體鐵素體型雙相不銹鋼管應(yīng)進(jìn)行晶間腐蝕試驗，晶間腐蝕試驗方法按GB/T4334.1~4334.6的規(guī)定，如未明確，按GB/T4334.5“不銹鋼硫酸-硫酸銅腐蝕試驗方法”規(guī)定執(zhí)行。晶間腐蝕試驗是把不銹鋼試樣埋入銅屑中，在硫酸+硫酸銅+銅屑溶液中沸騰16小時，觀察有無晶間腐蝕傾向。而ASTM A312/A312M只在采購方在詢價書、合同及訂貨單中有規(guī)定時，材料需經(jīng)晶間腐蝕試驗合格。,85,六。ASTM A312與GB/T14976、12771比較 表16,86,六. ASTM A312與GB/T14976、12771比較 表17 4.熱處理工藝有差別:,87,六.ASTM A312與GB/T14976、12771比較,奧氏體不銹鋼固溶化熱處理是把不銹鋼加熱到固溶化溫度，把碳溶解在奧氏體晶格，然后快速冷卻，冷卻時碳來不及從奧氏體中析出，鋼質(zhì)比較軟；如果緩慢冷卻，碳化物析出來，鋼就變得很硬。ASTM A312規(guī)定的熱處理制度見表17，從表10可以看出，ASTM A312規(guī)定的最低固溶化溫度比GB/T14976推薦的最低固溶化溫度高，為的是使碳在奧氏體中充分溶解。,88,ASTM A312規(guī)定的熱處理制度,ASTM A269/A269M規(guī)定了TP321（0Cr18Ni10Ti）、TP347（0Cr18Ni11Nb）、TP348（0Cr18Ni10TaNbCo）當(dāng)采購方有規(guī)定時，在固熔化熱處理后應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定化熱處理，穩(wěn)定化熱處理溫度應(yīng)低于初次固熔化熱處理，此時有利于形成TiC、NbC，避免晶格鉻貧化，以提高耐晶間腐蝕性能。對此，在采購坯料時應(yīng)給予要求。這些要求同GB/T14976是有差別的。,89,表18 ASTM A312規(guī)定的熱處理制度,90,5尺寸偏差： 從表11可以看出，ASTM A312比GB/T14976外徑和壁厚的允許偏差小。 表19 ASTM A312與GB/T14976尺寸及允許偏差比較,91,六.ASTM A312與GB/T14976、12771比較,ASTM A312在訂貨單中規(guī)定時才做以下試驗: 1.鋼管成品分析(區(qū)別于熔煉分析) 2.橫向拉伸試驗(區(qū)別于縱向拉伸試驗) 3.壓扁試驗 4.浸蝕試驗:在一端或兩端橫截面上進(jìn)行,證明無夾層和裂紋。 5.穩(wěn)定化熱處理。 6.晶間腐蝕試驗。 7.焊縫損耗試驗。在37%濃度的鹽酸溶液中沸騰，能去除40%-60%的母材厚度，焊縫的損耗不超達(dá)母材損耗的1.25倍.,92,七.固溶,所謂奧氏體組織是指鋼中鐵原子和碳原子之間的排列方式；奧氏體組織是面心立方結(jié)構(gòu)，在一個立方體中，鐵原子占據(jù)立方體的8個角，（8×1/8=1）碳原子占據(jù)立方體六個面的中心（1/2×6=3）；,93,七. 固溶,94,七. 固溶,一般碳鋼，高溫時是奧氏體組織，低溫時是鐵素體組織。奧氏體組織排列緊湊，密度高；鐵素體組織排列松散，密度低。從奧氏體變成鐵素體，體積膨脹，反之體積收縮。,95,七. 固溶,原子個數(shù)之比，在奧氏體中碳原子：鐵原子=3：1；而鐵素體中碳原子：鐵原子=1：1 。如鋼在冷卻時發(fā)生奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變，就會有碳原子往晶界析出。保證奧氏體不銹鋼中的鎳含量，確保鋼為奧氏體鋼，高溫低溫都是奧氏體組織，不會向晶界析出碳原子。,96,七.固溶,鐵素體組織是體心立方結(jié)構(gòu)，鐵原子占據(jù)立方體的8個角（8×1/8=1），碳原子占據(jù)立方體的正中心（1）。詳見圖4、圖5 。具有體心立方的鐵素體金屬晶體中，有68%的體積被原子所占據(jù)；具有面心立方的奧氏體金屬晶體中，有74%的體積被原子所占據(jù)。,97,七.固溶,隨著溫度達(dá)到10500C，原子振動加快，奧氏體晶粒體積擴(kuò)大，碳原子很容易溶解入奧氏體晶粒，隨著水冷而快速冷卻，奧氏體晶粒快速收縮，碳原子來不及從奧氏體中離開，固溶在奧氏體晶粒中，這就是固溶。,98,七. 固溶,如果緩慢冷卻，碳從奧氏體晶粒中析出，在晶界中形成碳化物，如碳化鉻，阻礙金屬變形，因而不銹鋼變得很硬。 如果快速冷卻，碳原子在奧氏體晶粒內(nèi)，晶界上沒有碳化物，金屬變形沒有阻礙，因而不銹鋼變得很軟，韌性很好。,99,七. 固溶,如果是碳鋼和低合金鋼，奧氏體化后快速冷卻，碳很容易從奧氏體中析出針狀碳化物，阻礙金屬變形，故低合金鋼和碳鋼奧氏體化后快冷即淬火，金屬變得很硬。 如果是碳鋼和低合金鋼，奧氏體化后慢速冷卻，碳很容易從奧氏體中析出細(xì)粒狀碳化物，金屬變形阻力就小，故低合金鋼和碳鋼奧氏體化后慢冷即退火，金屬變得很軟。 這正好與不銹鋼固溶后情況相反。,100,七. 固溶,固溶的關(guān)鍵是加熱和冷卻。 加熱時溫度和時間必須足夠，確保碳充分固溶到奧氏體晶粒內(nèi)。 冷卻時冷卻要快，確保碳來不及從奧氏體中析出。 冷卻要均勻，避免鋼管彎曲。 如果加熱時溫度和時間不夠，冷卻時冷卻得太慢，碳形成碳化物留在晶界中，就會造成晶間腐蝕。,101,晶間腐蝕,不銹鋼沿晶粒間界優(yōu)先受到腐蝕，如圖6、圖7,晶間腐蝕主要是由于不銹鋼經(jīng)450~8500C敏化溫度，沿鋼的晶界會有富鉻的碳化物（Cr23C6）的析出，導(dǎo)致晶界鉻的貧化而引起的。,102,,103,晶間腐蝕,304鋼中要求C≤0.08％，碳含量減少，可以減少冷卻時碳原子向晶界析出。當(dāng)碳原子在晶界析出時，碳原子和鉻原子結(jié)合成而成碳化鉻，這樣當(dāng)晶界中能與氧生成氧化鉻薄膜的鉻含量低于13%時，促使晶界的鉻含量貧化，鉻含量太低，不能避免氧和鐵結(jié)合氧化和腐蝕，即形成晶間腐蝕。,104,七固溶.去油,油脂分二類： 第一類為皂化類脂，動植物油都屬于皂化類脂。 第二類為非皂化類脂，礦物油（機(jī)油、石蠟、凡士林等）,105,七固溶.去油,動植物油的主要成分是硬脂酸脂，它可以與燒堿作用，生成肥皂和甘油。動植物油能與堿起化學(xué)反應(yīng)生成皂，稱皂化油。 硬脂酸脂 + 燒堿 → 肥皂 + 甘油 燒堿即氫氧化鈉，它是脫脂液中堿性最強(qiáng)、皂化作用強(qiáng)的主要成份。,106,七固溶.去油,礦物油如機(jī)油、石蠟、凡士林等，在堿液中可以乳化，鋼管表面的油膜可以變成很多極細(xì)小的油珠，均勻地分散在堿溶液中形成乳狀物。在堿液中加入肥皂、水破璃，可以提高乳化除油的效率。,107,“鋼管酸洗和去油操作規(guī)程”中規(guī)定：,3.6“配堿槽：在塑料堿槽缸里先加入約半槽清水，然后加入固體燒堿（NaOH）使其濃度達(dá)18—25%，然后用蒸汽加熱使其達(dá)到80℃以上即可使用?！?108,“鋼管酸洗和去油操作規(guī)程”中規(guī)定：,2.14“白化的鋼管嚴(yán)禁使用有油或臟的吊繩，并且在沖洗完成后要更換經(jīng)堿水中和過的干凈吊繩，最后經(jīng)80℃以上的熱水槽清洗?！?109,“鋼管酸洗和去油操作規(guī)程”中規(guī)定：,2.15 “臟且含油量較多的吊繩必須在堿槽里高溫清洗和除油，出堿缸的吊繩必須經(jīng)熱水缸清洗后方可使用” 2.9 “缸面有浮油時必須及時人工清除，即用塑料盛皿將液面的浮油拽去?！?110,2.13 “去油鋼管應(yīng)在專用去油缸，即不適宜酸洗的“舊缸”里進(jìn)行?！?堿處理---酸洗法：在不銹鋼酸洗前，先對其進(jìn)行堿處理，以破壞和疏松表面氧化皮，去除油污，然后進(jìn)行酸洗。,“鋼管酸洗和去油操作規(guī)程”中規(guī)定：,111,理想去油溶液,氫氧化鈉(NaOH) 40-60克/升 碳酸鈉(Na2CO3) 50-80克/升 磷酸鈉(Na3PO4) 60-100克/升 80-900C 1小時,112,八(一)．酸洗的目的：,熱軋穿孔后荒管和中間熱處理后在制品管,在冷加工之前,應(yīng)清除掉內(nèi)外表面的氧化鐵皮。氧化鐵皮的存在，一方面影響隨后進(jìn)行的潤滑的質(zhì)量，；另一方面，由于它的硬度高于基體金屬，冷加工時會壓入鋼管表面而產(chǎn)生缺陷。,113,八(一)．酸洗的目的：,造成加工變形時摩擦力增大，工具摩損加劇，鋼管表面質(zhì)量下降，使冷加工過程不能正常和有效地進(jìn)行。因此，清除管料和在制品表面氧化鐵皮是很重要的。 通過酸洗可以清除鋼管表面的污垢，并可暴露鋼管表面的缺陷，以便及時清除。,114,八(二)．用硝酸和氫氟酸的混合酸液酸洗：,奧氏體不銹鋼管，由于其氧化鐵皮中所含的三氧化二鉻（ Cr2O3），不溶于一般酸，酸洗比較困難。 當(dāng)退火爐在產(chǎn)生CO的氣氛中退火時，只生成難以脫除的黑色無光澤的膜。 當(dāng)退火爐在剩余氧在0.4%以上時，容易生成較易脫除的茶色、無光澤的膜。 退火氣氛中剩余氧量控制在3.5-4.0%時,氧化鐵皮生成量最低,最容易酸洗去除.,115,八(二)．用硝酸和氫氟酸的混合酸液酸洗：,（1) 用硝酸使鉻和鐵低價氧化物氧化成高價氧化物。 FeO → Fe2O3 氧化亞鐵 → 氧化鐵 Cr2O3 → CrO3 三氧化二鉻 → 氧化鉻 低價氧化物氧化成高價氧化物才能被酸溶解.,116,八(二)．用硝酸和氫氟酸的混合酸液酸洗：,（2） 氫氟酸使鐵、鉻、鎳的高價氧化物溶解。 Fe2O3 → FeF 氧化鐵 → 氟化鐵 CrO3 → CrF2 氧化鉻 → 氟化鉻 Ni → NiF2 鎳 → 氟化鎳 氫氟酸可以溶解氧化鐵，也可以溶解氧化鉻和鎳，如果氫氟酸含量太高或和氫氟酸接觸時間太長，使氧化鉻和鎳溶解太多，造成過酸洗。,117,八(二)．用硝酸和氫氟酸的混合酸液酸洗：,“鋼管酸洗和去油操作規(guī)程”中規(guī)定： 2.8 “酸洗過程中應(yīng)經(jīng)常檢查酸洗質(zhì)量，防止過酸和欠酸，新缸和薄壁管，酸浸開始15～20分鐘時必須起吊或鉤出液面觀察一次，以估計所需酸洗時間。”,118,八(二)．用硝酸和氫氟酸的混合酸液酸洗：,3.3 “配新缸是按純重量比5—7%HF，12—15%HNO3和其余水的配比進(jìn)行計算配比。計算時應(yīng)注意將酸的濃度含量折算成純100%的濃度。比重可近似按同水一樣?！?119,八(二)．用硝酸和氫氟酸的混合酸液酸洗：,“鋼管酸洗和去油操作規(guī)程”中規(guī)定： 3.5 “在酸洗過程中，由于隨著酸洗量的增加會不斷消耗酸缸中的HF和HNO3的有效成分，。此必須經(jīng)常添加新酸調(diào)整溶液成分，添加的HF和HNO3的比例一般可根據(jù)經(jīng)驗，為1：2的量添加，即HF為1，HNO3為2。如果酸洗的鋼管顏色偏暗，則可適當(dāng)多加些HNO3，若酸槽冒黃煙很厲害，且酸洗后的鋼管白得發(fā)亮，酸洗速度又慢，可多加些HF?！?120,八(二)．用硝酸和氫氟酸的混合酸液酸洗：,工藝中規(guī)定氫氟酸和硝酸有一定比例，如果硝酸比例太低，氧化亞鐵并沒有氧化成氧化鐵，氫氟酸不能溶化氧化鐵，只能溶化氧化鉻和鎳，在鋼管表面形成酸蝕點，成為過酸洗。,121,八(二)．用硝酸和氫氟酸的混合酸液酸洗：,（三） 硝酸使鉻鈍化 Cr → Cr2O3 硝酸能使鋼基鈍化，生成鉻和低價氧化物的保護(hù)膜。,122,八（三） 硝酸使鉻鈍化,鋼鐵生銹是鋼鐵與大氣中的氧作用，在表面形成了Fe2+、 Fe3+沒有保護(hù)性的疏松且易剝落的富鐵氧化物，也就是鐵的生銹，當(dāng)鋼中含鉻量≧12%后，鋼的表面自動形成一種厚度非常簿（約定2×10-6~5×10-6mm）的無色、透明且非常光滑的一層富鉻的氧化物膜，這層鈍化膜的形成防止了鋼的生銹。,123,八（三） 硝酸使鉻鈍化,不銹鋼的耐腐蝕性能是很好的，0Cr18Ni9（304）由于鋼中含有18%的鉻，鉻是發(fā)揮耐腐蝕性能的主要元素，在使用過程中管道內(nèi)壁形成一層極薄的氧化鉻薄膜，該薄膜阻止金屬繼續(xù)氧化，故不銹鋼有很強(qiáng)的耐腐蝕性能，不僅能承受水和空氣的腐蝕，而且可以承受弱酸弱堿的腐蝕。從理論上講在任何位置，鉻的含量不能低于13%，這樣才能確保不銹鋼的耐腐蝕性能。,124,八（三） 硝酸使鉻鈍化,125,（三） 硝酸使鉻鈍化,圖1 不銹鋼表面鈍化膜示意圖 白化酸洗的目的,是除去酸洗后殘留在鋼管的黑色沉淀物,即鉻及鎳的氧化物,使鋼管表面光亮,潔白而美觀。 不銹鋼經(jīng)鈍化后大大提高鋼管的耐腐蝕性能，拋光和打磨后的鋼管，由城沒有鈍化膜，耐腐蝕性能較差。 經(jīng)酸洗和鈍化的鋼管,應(yīng)該仔細(xì)地進(jìn)行水洗和高壓水(6-7大氣壓)沖洗,去除表面的污物以及鐵的氧化物.,126,八（四）及時清除沉淀物：,酸洗過程中有很多氧化鐵、氟化物沉淀在酸洗槽底部，由于氧化亞鐵含量太高，硝酸來不及將其轉(zhuǎn)化成氧化鐵，氫氟酸來不及將其溶解，將減緩酸洗速度。 “鋼管酸洗和去油操作規(guī)程”中規(guī)定： 3.1 “當(dāng)酸缸使用相當(dāng)長一段時間以后，加酸對酸洗速度的影響已經(jīng)明顯沒多大作用時，說明酸液中的6價氟硅酸鹽和亞鐵含量過高（一般酸洗量約使用一個月以上），此時必須更換配置新酸液?！?127,八(五).原料氫氟酸,氫氟酸含量≧35% HF 氟硅酸含量≦3.0% H2SiO6 硫酸(H2SO4) ≦2.0%,128,八(五)原料硝酸,硝酸HNO3≧40% 亞硝酸HNO2≦0.2% 灼燒殘渣≦0.02%,129,過酸洗,過酸洗的鋼管，表面上有點狀腐蝕，出現(xiàn)很深的凹坑，嚴(yán)重者使鋼管變成廢品。 過酸洗是因為酸濃度過高、酸洗時間過長、鋼管一部分表面蒙上一層臟物，未蒙之處有過酸洗的可能性。,130,欠酸洗,欠酸洗是鋼管經(jīng)過酸洗后表面上的氧化皮沒有完全除凈，欠酸洗是因為酸濃度過低，酸洗時間過短、鋼管表面有油污。欠酸洗的缺陷是可以補(bǔ)救的。,131,九.ASTM A312與ASTM A213比較,ASTM A312/A312M-2004《無縫和焊接的以及重度冷加工奧氏體不銹鋼公稱管標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件》是依據(jù)ASTM A999/A999M-2004 《合金及不銹鋼管通用要求標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》,而ASTM A213/A213M 《無縫鐵素體和奧氏體合金鋼鍋爐管、過熱器管和熱交換器管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》是依據(jù)ASTM A1016/1016M 《鐵素體合金鋼和奧氏體合金鋼管子通用要求》，因而要求是不同的。,132,1．鍋爐用不銹鋼管牌號,ASTM A213/213M-2004“無縫鐵素體和奧氏體合金鋼鍋爐管、過熱器管和熱交換器管標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范”對應(yīng)的中國國家標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T5310-1995“高壓鍋爐用無縫鋼管”、GB/T13296—1991“鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管”；ASTM A213與ASTM A312、GB/T5310、GB/T13296很多品種是重合的，詳見表13：表中帶（ ）的品種，表明在該標(biāo)準(zhǔn)中沒有該品種。ASTM A213標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的是鍋爐用鋼，也是耐熱鋼，規(guī)定了一些含鉻鎳鉬高的耐熱鋼，如310系列、309系列、317系列、帶H的高碳系列，含Ti的316系列，而這些品種在ASTM A312中是沒有的。,133,1．鍋爐用不銹鋼管牌號,為了提高高溫和常溫下的機(jī)械強(qiáng)度，很多品種提高了鋼中的含碳量，為避免晶間腐蝕，增加了Ti、Nb的加入量，為避免耐熱鋼加熱時晶粒粗大，ASTM A213規(guī)定：帶H 的含碳量較高的耐熱鋼，晶粒尺寸號不能超過No7，晶粒尺寸按ASTM E112（GB6394）試驗方法測定。,134,1．鍋爐用不銹鋼管牌號 表20 ASTM A213與ASTM A312、GB/T13296牌號比較,135,表21 ASTM A213與ASTM A312、GB/T13296牌號比較 ASTM A213 ASTM A312 GB/T13296 GB/T5310,136,表22 ASTM A213與ASTM A269、GB/T13296牌號比較 ASTM A213 ASTM A312 GB/T13296 GB/T5310,137,鍋爐用不銹鋼的耐熱性：,抗熱態(tài)氧化性：若在鋼的表面形成一層致密的保護(hù)膜，那鋼材就有很好的抗氧化性。耐熱鋼中常用Cr、Al、Si等合金元素來提高鋼材的抗氧化能力，這些合金元素可以形成致密完整的氧化膜Cr2O3、Al2O3及 SiO2等。一般在鋼中加入Cr≥18%即可使鋼在10000C~11000C耐氧化；加入3%~4%的Al可使鋼在9000C耐氧化；加入2%~3%的Si可使鋼在9000C~10000C耐氧化。,138,不銹鋼的耐熱性,0Cr18Ni9 增加碳量提高強(qiáng)度 1Cr18Ni9 0Cr18Ni9 增Cr、Ni提高耐熱性 1Cr23Ni13、1 Cr25Ni20 0Cr18Ni9 以 Mn、N代Ni,，節(jié)約Cr、Ni 1Cr17Mn6Ni5N、1Cr17Mn6Ni5N,,,,,,,,139,鍋爐用不銹鋼的耐熱性,熱強(qiáng)性：就是指在高溫下長時間工作時，鋼材對斷裂的抗力（即持久強(qiáng)度）；或者在高溫下長時間工作時，鋼材對塑性變形的抗力（即蠕變抗力）。提高鋼材的熱強(qiáng)性有3條途徑： （1）固溶強(qiáng)化 把Mo、W等合金元素固溶到鋼材的基體中，以提高原子間結(jié)合力。,140,鍋爐用不銹鋼的耐熱性,（2）第二相強(qiáng)化 強(qiáng)化相的熔點越高，化學(xué)成份和點陣結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，穩(wěn)定性就越高。對于常用的奧氏體熱強(qiáng)鋼，主要以碳化物（MC、M6C、M23C6）作為強(qiáng)化相的第二相。因此，為了提高熱強(qiáng)性，希望適當(dāng)提高含碳量，并同時加入Nb、V等強(qiáng)碳化物形成元素。 （3）晶界強(qiáng)化 通過控制晶粒度（一般希望為3—4級晶粒度）、加入硼及稀土等微量元素等方法強(qiáng)化晶界，以減少高溫下晶界的滑動。,141,九.ASTM A312與ASTM A213比較 表23,142,九.ASTM A312與ASTM A213比較 表24,143,九。ASTM A213與ASTM312比較 表25 性能要求上有差別:,144,六。ASTM A312與ASTM A213、GB13296比較 表26,145,九. ASTM A312與ASTM A213、GB13296比較 表27 熱處理工藝有差別:,146,九. ASTM A312與ASTM A213、GB13296比較 表28 表面質(zhì)量要求有差別:,147,十．雙相不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)ASTM A789與GB/T14976比較,所謂雙相不銹鋼是在它的固溶體組織中鐵素體相與奧氏體相約各占一半，將奧氏體不銹鋼所具有的韌性和可焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的高強(qiáng)度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起，使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點。 一般用在600C以上中性氯化物溶液中的18-8型奧氏體不銹鋼容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞，雙相不銹鋼中第二相存在，對裂紋擴(kuò)展起機(jī)械屏障作用，延長裂紋的擴(kuò)展期。在外加應(yīng)力條件下，鐵素體晶粒比奧氏體晶?；评щy，應(yīng)力腐蝕傾向小。鐵素體晶粒并對奧氏體晶粒起陰極保護(hù)作用。,148,十．雙相不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)ASTM A789與GB/T14976比較,鋼表面的鈍化膜由于鋼中存在缺陷、夾雜和溶質(zhì)不均勻性，使鈍化膜在這些地方較為脆弱，在特定的腐蝕性溶液中容易被破壞，破壞的部分便成為活化的陽極，周圍區(qū)成為陰極區(qū)，陽極的面積非常小時，陽極的電流密度很大，活性溶解加速，遂成為許多針狀小孔，成為“孔蝕”。 含鉬雙相不銹鋼具有很好的耐孔蝕性能，較高的鉻含量，鉬又富集在靠近基體的鈍化膜中，提高了鈍化膜的穩(wěn)定性。,149,十．雙相不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)ASTM A789與GB/T14976比較,ASTM A789/A789M-2005b“通用無縫及焊接鐵素體/奧氏體不銹鋼管規(guī)格”專門建立一個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定雙相不銹鋼管的規(guī)格和要求。國外雙相不銹鋼管發(fā)展很快，隨著精煉技術(shù)的發(fā)展，已能生產(chǎn)出低碳、低氧、低夾雜物的高純雙相不銹鋼，故ASTM A789與GB/T