不锈钢在石油化工行业中的选用

从奥氏体不锈钢中主要元素的作用、钢的组织、力学性能、抗腐蚀性能及高温性能、低温性能等方面进行分析,并说明在石化装置设计中合理选用的原则。

渗碳极不均匀

乙烯炉管和一些其它设备渗碳不易被人们察觉方面的问题是它的不可预测性和不均匀性，根据操作经验开发的数学模型对于预测总的渗碳率有一点儿帮助。遗憾的是，现有的模型中没有一个绝对准确或令人满意。主要原因是渗碳不均匀。温度本身并不是决定性因素。

许多年前，人们认为管子的表面条件是一个重要因素，但目前已不是唯一起作用的因素，因为这些管子开始使用时都是相同的，多年来所处的条件也一样。这种不均匀性还带来了一个问题，就是无法测定渗碳程度。渗碳使得正常的非磁性锻（轧）和铸造的耐热合金变成带磁性。许多年来都是利用这种磁的渗透性来测算渗碳程度。使用的测量设备从手持磁铁到目前技术上较先进的多频涡流仪。尽管涡流仪不仅能帮助测定渗碳率，还能测定出渗碳形式，但是由于前面讨论过的变化性，判定结论时必须多加注意。对辐射热区盘管进行这样的调查还有其它好处。渗碳图形能够显示出不均匀燃烧形式，否则可能无法发现。它们还有助于对炉管合金进行不同的冶金处理。例如，对于多管式盘管、进汽管可采用低成本、低镍改进型HP合金，出汽管采用成本较高但是更耐用的35Cr-45Ni 合金。

金属粉化

金属粉化被认为是一些炼油和石化生产过程中常见的一种渗碳形式。虽然它们的特性有一些相似之处，但是，它与传统的渗碳在许多方面不同。它以极快的速度损耗金属，而正常的渗碳不损耗金属；在金属损耗之前渗碳的深度通常很浅，但很强烈。它经常与富一氧化碳的CO/CO2/H2 气流有关，这些气流常与重整、合成气体、部分氧气或其它生产过程有关。金属粉化通常发生在900~1600（482~871℃）的温度范围内，1300~1350（704~832℃）时反应速度最高。这种反应速度可以很迅速，其后果是不堪设想的。它所造成的损失形态是表面为粉状的圆形坑。金属粉化根本无法预测，大部分不锈钢和耐热合金都会受到侵蚀。使用气体扩散热镀铝很有效，而且加入蒸气、硫或氨时也能进行控制。不过，最积极的解决办法就是降低CO分压，调整气体成分。

渗氮

渗氮与渗碳很相似，当铬和其它元素同氮化合生成脆性氮化物时，发生渗氮。当碳钢、低碳钢、低合金钢和不锈钢处于高温含氮环境时，通常发生渗氮。同渗碳的情况一样，由于氮在镍中的溶解度较低，所以高镍合金耐渗氮侵蚀的能力很强。含镍72%的合金600经常用于热处理工业，偶然用在温度高于650（343℃）的炼油和石化工业，并含有氨时。与合金800H 和铸造改进型HP 相比，由于经济因素和强度较低等因素，合金600在炼油和石化工业中的应用极少。这些合金不是不受侵蚀，而是它们的成本效益较好。虽然氮分子十分稳定，但是在燃烧温度下充分的离解作用，使800H 或HP型炉管在1850（1010℃）或更高的金属温度下发生渗氮。