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國內外雙金屬復合管的種類、制備及應用
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復合鋼管的兩種單層材料的組合方式完全取決于使用要求及其環境特征,基本原則是:作為基層鋼管,它應具有較高的強度和剛性,價格便宜,工藝性能好;作為覆層則應具有抗環境介質的腐蝕或者抗磨損能力,該覆層可以復合在基層管的內層(內復合管),也可以復合在其外層(外復合管)。
  復合鋼管產品按使用性質可分為化工用液體氣體用管、石油天然氣輸送管及油井用復合管、鍋爐用復合管、廢物焚燒爐用復合管、熱交換器用復合管、耐磨損用復合管、耐腐蝕結構用復合管以及建筑裝潢用復合管等。其主要應用領域如下:
  3.1石油天然氣輸送管及油井復合鋼管
  由于石油天然氣中含有大量H2S、CO2、Cl-等腐蝕介質,因此所用管材的特點是除了應具有較高的強度和剛度外,還應具有耐上述介質腐蝕的能力。能耐這些介質腐蝕的材料是不銹鋼,Inconel625、Inconel825等鎳基合金。因此作為石油天然氣輸送管道及油井用復合鋼管,通常選用上述材料作為內層管,以保證該管道的耐腐蝕性能,而外層材料通常為API5L-X42、-X50、-X60、-X70、ASTM-A106GB、A335-P22等材料,以保證該管道的強度。由這兩類材料組合成的復合鋼管亦適用于開發地熱用的取水管道。日、美等國對有關復合鋼管用作石油天然氣輸送管道進行過大量研究,美國石油協會(API)已制訂出管線用復合鋼管的標準,編號為5LD。復合鋼管于1991年投入使用,用量逐年擴大。
  主要品種有:常規管線鋼與耐腐蝕不銹鋼或合金的復合管;如油井管:CrMo鋼與超級13Cr、G3、825和C028等復合油井管;集輸管線:16MnV或X70與各類不銹鋼,825、028等鎳基合金的復合管道。
  3.2鍋爐用復合鋼管
  在火力發電方面,日本、美國、歐洲等正在開發超高溫超高壓鍋爐(即USC鍋爐)。由于超超鍋爐產生的是高溫高壓蒸汽,因此用于這種鍋爐過熱器的鋼管應具有耐650℃、35MPa蒸汽條件下的高溫強度,優良的外表面耐高溫腐蝕能力和內表面耐水蒸汽氧化性能等特性。為此,日本住友金屬公司用SUS310S、35Cr-55Ni、40Cr-55Ni材料作外層基管,用17-14CuMo和Alloy800H等材料作內層管,以冶金結合方法開發出超超臨界鍋爐過熱器用新型復合鋼管。該復合鋼管通過了按JIS3463(1984)標準進行的壓扁、擴口和彎曲試驗,以及高溫強度、蠕變斷裂、時效、沖擊等高溫特性試驗、耐硫酸腐蝕試驗、焊接性能等一系列試驗。因此認為這種鋼管在超超臨界鍋爐過熱器上應用是適宜的,能提高使用壽命和降低造價。
  瑞典Sandvik鋼鐵公司開發成功由碳鋼作內層,耐蝕性好的Sanicro28鋼(27%Cr、31%Ni、3.5%Mo的奧氏體超低碳不銹鋼)作外層基管,通過冶金結合制成復合鋼管,在鍋爐結構設計上無需任何變更,就可直接使用。
  3.3化工液化氣體管道用復合鋼管
  除了應具備特殊的耐介質腐蝕外,它還應具有較高的強度和剛度,因此這類覆合鋼管用的基層材料通常是碳素鋼、低合金鋼或耐蝕鋼,而它的覆層根據耐蝕介質的不同可選用不銹鋼、銅及其合金,以及鈮、鉭和鈦等。例如石油化工用冷凝器管、凈化用冷凝器,石油精煉用高溫冷凝器和高溫反應氣體冷卻
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