化工生產(chǎn)中,有不少設備要和腐蝕性介質(zhì)相接觸,因而采用了大量的不銹鋼,如年產(chǎn)23萬噸硝酸銨的化肥廠,不銹耐酸鋼的用量大約為190噸。
化工設備一般體積較大,有的容器直徑達數(shù)米,高度達數(shù)十米。設備成形和焊接后很難再進行熱處理。而成形和焊接常對不銹耐酸鋼的耐蝕性有不利影響,如熱成形和焊接會使不銹鋼敏化,并降低鋼的抗晶間腐蝕能力;成形和焊接所產(chǎn)生的殘留應力在某些介質(zhì)環(huán)境下會產(chǎn)生應力腐蝕破壞。因此絕大部分化工設備要求所用不銹鋼在成形和焊接后,在不經(jīng)熱處理的狀態(tài)下仍具有足夠的耐蝕性,特別是抗晶間腐蝕等性能。
化工設備中使用最廣泛的是耐蝕范圍廣、塑性、韌性以及成形和焊接等工藝性能良好的Cr18Ni9型和Cr18Ni12Mo型奧氏體不銹鋼。為了滿足在熱作和焊接狀態(tài)下抗晶間腐蝕性能的要求,化工設備常采用含鈦和鈮等穩(wěn)定化元素的鋼種,如12Cr18Ni9Ti、12Cr18Ni12Mo2Ti等。隨著冶金技術水平的提高,具有更好的抗晶間腐蝕、刀狀腐蝕能力的低碳、超低碳、含氮不銹鋼的應用也日益廣泛。
無鎳的鉻錳氮不銹鋼與低鎳的鉻錳鎳氮不銹鋼,如12Cr17Mn13Mo2N 和12Cr18Mn9Ni5Mo3N鋼,不僅節(jié)鎳,同時具有與Cr18Ni9及Cr18Ni12Mo鋼相近的綜合性能,尤其是對某些介質(zhì),如尿素,具有更好的耐蝕性,在化工設備中得到了越來越廣泛的應用。
鐵素體不銹鋼,如06Cr13A、022Cr18Ti鋼等耐蝕范圍較窄,焊接接頭因晶粒粗化而變脆,使用范圍受到限制,其焊接構件僅能用于壓力小的薄壁容器。但因不含鎳,對腐蝕性不太強的介質(zhì)和防污染設備,仍可選用。
不銹鋼的合金元素含量較高,必須節(jié)約使用。當化工容器的壓力較高,壁厚較厚時,一般采用在碳素鋼或低合金高強度鋼殼體內(nèi)襯不銹鋼內(nèi)套的構造。這樣不僅可以節(jié)約大量的不銹鋼,而且還可以保證設備的質(zhì)量和效能。