新一代可用于煉油加氫、煤化工領域的Cr-Mo鋼（高壓、操作溫度大于550℃）
目前，大型煉油加氫裝置的加氫反應器設備直徑最大為5800mm，設備壁厚最大達到350mm，采用2.25Cr-1Mo-0.25V材料制造。國內最重的加氫反應器已達到3000噸左右，設備重型化為材料的冶煉、鍛造、加工和設備制造與運輸、安裝等帶來一系列的技術難題。為此更高強度級別、良好強度與韌性匹配、較好焊接性能的高端鉻鉬鋼應列入材料研發(fā)計劃，具體要求包括：
1）強度級別為720-850MPa；
2）無回火脆性及氫脆損傷；
3）設備壁厚及重量降低20%-30%；
4）低溫-30 ℃沖擊吸收能量大于200 J。
新一代采用TMCP工藝生產的、用于大型中低壓設備和管道的通用型高強度低合金鋼
裝置大型化帶來大型塔器直徑可達到8000mm以上，管線直徑超過4000mm，設備壁厚100mm以上，單臺塔器重量300-1000噸，材料和制造成本成倍提高，管線現(xiàn)場制作（焊接、熱處理、檢驗等）難度加大。新一代TMCP生產的、可用于大型中低壓設備和管道的通用型、高強度低合金鋼在壓力容器和壓力管道方面的市場前景廣闊，具體要求為：
1）通用型屈服強度級別為390-420MPa容器用正火鋼；
2）中高強度為大于490MPa容器用TMCP容器用鋼；
3）強度為690MPa容器用調質鋼。
在這方面，ASME、歐盟等國外標準已將上述材料納入到標準中，GB/T 713已把部分鋼牌號納入標準。通過在國內成熟的低合金鋼基礎上調整和優(yōu)化材料冶煉工藝，改進和創(chuàng)新熱處理工藝，成分的微合金化處理等措施形成我國中、高強度系列的壓力容器用鋼。
采用特殊、新型軋制工藝生產的、能復合各種耐蝕合金（不銹鋼、鈦、鎳基合金、銅等）、可以替代設備內壁堆焊的新一代復合材料
目前國內軋制復合技術日趨成熟，軋制復合鋼板的基層厚度為6 -200mm，復層厚度1-20mm，其復合工藝為真空復合、連續(xù)軋制，復合鋼板的常溫結合強度可達到300MPa以上，基層和復層的結合率為100%。在石油化工領域可以部分替代堆焊結構的容器用材。大直徑軋制復合管的應用可較好解決我國天然氣輸送中介質腐蝕問題。在這一方面，軋制復合鋼板和復合管有較好的應用前景：
1）采用特殊工藝生產的基材厚度可達到200mm、能夠軋制壓力容器用各種復層材料的軋制復合板，解決爆炸復合板對環(huán)境的影響問題；
2）復層材料可采用各種耐蝕材料，如不銹鋼、鎳基合金、鈦材、銅等合金材料，適應不同的石油化工行業(yè)腐蝕環(huán)境的材料選擇；
3）采用特殊工藝進行軋制復合管的制造，解決天然氣開采中使用的碳鋼管的腐蝕問題；
4）采用特殊工藝制造的無縫復合管，可用于具有腐蝕介質的大直徑天然氣輸送管線。
超級奧氏體不銹鋼、低C含N型奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、超級雙相鋼等不銹鋼的開發(fā)與應用
隨著國內原油加工的劣質化以及含氯原油的摻煉，煉油裝置的設備和管線的氯離子腐蝕問題以及鹽的結晶腐蝕問題已嚴重危害裝置長周期的安全運行。超級奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、超級雙相鋼等材料在煉化領域的應用將會提升到更高的層面，這一方面的具體考慮為：
1）超級奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性能，此外，較好的耐蝕性可以耐海水、氯離子、高硫高酸等苛刻腐蝕環(huán)境。強度指標可達到常規(guī)奧氏體不銹鋼的1.5倍，采用超級奧氏體不銹鋼的設備和管道可使壁厚及重量降低30%左右；
2） 近年來，低C、含N型奧氏體不銹鋼在國外石化行業(yè)大量應用，較低含C量和N的加入降低了奧氏體不銹鋼晶間腐蝕傾向，同時N可使其具有常規(guī)不銹鋼的強度性能，采用這種類型的奧氏體不銹鋼也可解決焊接接頭性能弱化問題；
3）鐵素體不銹鋼由于成分控制、熱處理、成材率、焊接等技術難點，在石化行業(yè)應用較少，但鐵素體不銹鋼與奧氏體不銹鋼相比，在耐應力腐蝕、氯離子腐蝕等方面具有優(yōu)勢，隨著冶煉、熱處理技術的不斷發(fā)展，鐵素體不銹鋼將會有較好的應用前景；
4）新一代沉淀硬化不銹鋼、鑄造不銹鋼等將會應用在石化裝置的壓縮機缸體、泵殼、攪拌軸等要求高強度、耐磨部件；
5）近年來，雙相鋼（如2205、2507）在石化行業(yè)的換熱器、管線上應用逐漸增多，超級雙相鋼與奧氏體不銹鋼相比，具有更高的強度、較好的耐應力和耐氯離子腐蝕性能；
6） 低合金雙相鋼（如2102等）具有較低的合金元素（Ni含量3%-7%），同時具有奧氏體不銹鋼的耐蝕性能，可代替奧氏體不銹鋼應用于石化行業(yè)，有效降低工程投資。
新一代低溫用新材料的研究與應用
近十年來，LPG、LNG和頁巖氣等已漸次替代煤炭等消費資源，另一方面，煤化工行業(yè)的發(fā)展在我國方興未艾，在這些領域，LNG、頁巖氣的儲存與運輸，煤化工設備和管線等，對低溫材料需求量巨大。GB/T 713.3列入了-40℃～-70℃常用低溫低合金鋼板4個牌號，GB/T 713.4列入了-100℃～-196℃下使用的 4個鎳合金鋼板牌號，GB/T 713.5列入了-196℃下使用的高錳鋼1個牌號，基本上可以滿足低溫壓力容器和大型低溫儲存設備的工程應用。但由于大型低溫儲罐用鋼量較大，未來在降低鋼材成本，拓寬高錳鋼應用范圍，開發(fā)新一代低成本鎳合金鋼，解決鎳合金鋼焊材國產化問題等方面也需要石化行業(yè)和鋼鐵行業(yè)共同努力，如：
1） 低成本5.5%Ni低溫用鋼的研究和技術開發(fā)；
2） 800MPa屈服強度的高錳鋼技術研發(fā)及應用；
3）提高高錳鋼板成材率，大幅度降低鋼板材料成本；
4）鎳系低溫鋼國產焊接材料開發(fā)及應用；
5） 低溫材料的使用性能評價研究。
品種齊全、適應不同耐蝕環(huán)境的鎳基合金材料的研究開發(fā)與應用
目前石油化工行業(yè)使用的國產鎳基合金數(shù)量較少，85%以上的鎳基合金材料需要進口，未來應全面研發(fā)石油化工用鎳基合金材料，滿足加工劣質原油裝置和含氯原油加工以及煙氣脫硫等裝置需要的高合金材料。這些主要包括Inconel625、800、600、601、690、945，哈氏合金C276、C3、C4，蒙乃爾400，合金20等板材，以及大直徑厚壁管材和無縫鋼管等品種。
來源：世界金屬導報
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