常见的SHT3423-2011石油化工管式炉用铸造高合金炉管及管件技术条件讲义.ppt

使用范围 本标准规定了石油化工管式炉用材料为25Cr-20Ni(HK40)及其以上级别高合金铸造炉管及管件的材料、制造、检验、标志、包装、运输和贮存等要求。 本标准适用于石油化工管式炉用合金含量在18Cr-lONi-Nb及合金含量更高级别的离心涛造合金炉管和静态铸造合金管件。 质量升级改造工程新建制氢装置转化炉和加氢裂化装置中炉管及管件有如下主要材料： HP40Nb(25Cr35NiNb-MA)Cr25-Ni2025Cr32NiNbTP347H（18Cr10NiNb） 均符合本规范的使用范围。 钢中各元素对性能的影响 硅（Si） ①提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低； ②硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比； ③耐腐蚀性。硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。 缺点：使钢的焊接性能恶化。 钢中各元素对性能的影响 锰（Mn） ①锰能提高钢的淬透性。 ②锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。 ③锰对钢的高温瞬时强度有所提高。 缺点： ①含锰较高时，有较明显的回火脆性； ②锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感，可用加入细化晶粒元素如钼Mo、钒V、钛Ti等来克服； ③当锰的质量分数超过1％时，会使钢的焊接性能变坏； ④锰会使钢的耐锈蚀性能降低。 钢中各元素对性能的影响 铬（Cr） ①可提高钢的强度和硬度； ②可提高钢的高温机械性能； ③使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性； ④阻止石墨化； ⑤提高淬透性。 缺点： ①显著提高钢的脆性转变温度； ②促进钢的回火脆性。 钢中各元素对性能的影响 镍（Ni） ①可提高钢的强度而不显著降低其韧性； ②可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧性； ③改善钢的加工性和可焊性； ④可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。 钢中各元素对性能的影响 铌（Nb） ①铌和碳、氮、氧都有极强的结合力，并与之形成相应的极为稳定的化合物，因而能细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性； ②有极好的抗氢性能； ③铌能提高钢的热强性。 钢中各元素对性能的影响 钢中各元素对性能的影响 钢中各元素对性能的影响 磷（P） 磷是由矿石带入钢中的，一般说磷是有害元素。磷虽能使钢材的强度、硬度增高，但引起塑性、冲击韧性显著降低。特别是在低温时，它使钢材显著变脆，这种现象称冷脆。 冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏，含磷愈高，冷脆性愈大，故钢中对含磷量控制较严。高级优质钢： P＜0.025%；优质钢： P＜0.04%；普通钢： P＜0.085%。 钢中各元素对性能的影响 硫（S） 硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它也是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和 Fe形成低熔点化合物。而钢材的热加工温度一般在1150～1200℃以上，所以当钢材热加工时，由于 FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为“热脆”。含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫量进行控制。高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；优质钢：S＜0.03%～0.045%；普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。 钢中各元素对性能的影响 钼（Mo） ①钼对铁素体有固溶强化作用； ②提高钢热强性； ③抗氢侵蚀的作用； ④提高钢的淬透性。 缺点： 钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。 钢中各元素对性能的影响 钛（Ti） ①改善钢的热强性，提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度； ②提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上，在珠光体低合金钢中，钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。 因此，钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。 低倍组织 炉管的铸态外表面粗糙层厚度应不大于0.8mm； 炉管断面的最小密实层厚度应符合买方要求。密实层厚度为铸造壁厚减去外表面粗糙层和内表面疏松层之后的厚度。 炉管断面最小密实层低倍组织在任意情况下其结构基本上应是同心的。 制造要求 管段应采用金属模离心铸造而成。管段冷、热两端应各切除至少100mm，再根据需要焊接成炉管。 除另有规定外，组焊炉管的焊接接头数量应符合下面的规定：a）炉管的全长小于等于10m时，最多3个；b）炉管的全长大于10m时，最多4个。 炉管中仅允许有一根长度小于2m的管段，且该管段的长度不得小于1.2m，其组焊位置应放在炉管的端部。 制造要求 炉管内、外壁机加工时，炉管内壁机加工的金属切削量不得小于1.2mm，应确保表面上的疏松层被切掉；外壁机加工的金属切削量不得小于0.8mm。 管件应采用树脂砂或失蜡法静态铸造。 除另有规定外，管件的铸造壁厚可根据铸造工艺