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基于新金属材料化工耐蚀的开发与应用

2021-04-19杨述燕

世界有色金属 2021年3期
关键词:金属材料不锈钢化工

杨述燕

(甘肃能源化工职业学院,甘肃 兰州 730207)

伴随我国化工领域地迅速发展,此时在进行化工生产的过程中,对装饰设施、使用材料上提出了更高的标准。为了契合更高标准,需要进一步采集新型材料,而这些新型化材料不但能够为石油化工、海洋开发等行业提供便捷性,同时还能够推动我国有关技术工艺的创新性发展[1]。所以,相关的工作人员要强化对化工耐蚀新金属材料的研发,由此在后续的生产环节中大量地采取新金属材料,如此一来,这不但能够提高化工生产的质量水平,同时还可以契合节能降耗的需求,基于此,本文将详尽地分析化工耐蚀新金属材料开发与应用措施,希望能够给同行带来一定的参考价值。

1 化工耐蚀新金属材料的类型分析

1.1 新型耐蚀合金材料分析

伴随我国技术发展水平不断提升,相关的工作人员在研发工艺方法的过程中,不但会充分地考量技术的时效性和合理性,同时也比较重视节能、降耗以及绿色环保等多层面的探讨。现如今,越来越多的生产单位开始研发节能型合金,同时把这些合金广泛进行大范围地推广运用。为了可以研发出较少甚至于不含有珍贵金属的合金材料,特别是针对包含cr、Ni 元素不多的不锈钢予以进一步研发。此时已经专家学者正在探讨Fe-Al-Mn 体系,根据有关资料显示,Mn30All0 型钢作为一项业已研发出的新型化金属材料,它具备较为显著的耐蚀属性,具备很高的运用价值。同样根据研究表明,有国家研制出了Cr15NiJ·5Mo 型不锈钢,该类不锈钢能够在酸性油气井中进行应用,具备极为显著的运用价值,能够很好地替换之前的双相钢。与此同时,相关的研发人员还会灵活地应用Mo、Nb、Cu 三类元素,将之进行复合处置,由此提高钢材料的耐蚀能力,同时还能够优化钝化能力,具备显著的应用效果[2]。由于节约型钢可以有效地节约资源的损耗,因而我国越来越重视该钢的研发。现如今,高耐蚀能力材料的常见探讨方向即高合金化材料,而且面对越来越高的不锈钢需求量,此时可以研发出更为丰富的耐化工强腐蚀性材料。

1.2 非晶钛合金材料分析

该材料作为一项比较常见的多元合金,其构成部分涵括了多种类别的金属以及类金属,该材料也常常被叫做金属玻璃。非晶态合金原子的排列长通常处在无序的情况下,因此很难产生位错、晶界等现象,即使出现成分偏析的问题,也极少会对该项材料产生干扰,这就说明该项材料具备极为显著耐蚀性,机械强度也比较高。在研发非晶态耐蚀合金的前期,相关的工作人员常常利用贵重金属作为主要的成分,不过在对Ni、Fe 等合金材料进行研制之后,其材料的构成部分也随之改变,还进一步提高了应用的现实价值。进一步来说,Fe-Al-Mn 合金充分地应用快凝技术,由此达到了非晶化的效果,如此一来,就明显增强了耐蚀性能。除此之外,Al-Fe-B 非晶态合金作为一项质量水平较高的材料之一,同样也获得了较为广泛地应用。铝基非晶态合金同样是性价比较高的材料之一,其的主要特征表现在具备极高强度。与此同时,由于Al-La-Ni 合金材料内含有诸多的铝,那么在经过一定程度的晶华化处置后,能够大幅度地提高材料的断裂强度,一般能够高达1000MPa,就算是在300 摄氏度的高温环境下,其材料同样能够维持在原本断裂强度范畴中,较之于传统合金,这类材料的性能更高,具备极为显著的耐腐蚀性以及坚韧性。

图1 非晶钛合金材料示意图

2 化工耐蚀新金属材料开发应用的措施建议

2.1 积极仿制及革新

在开发及研制化工耐蚀新金属材料的过程中,相关的工作人员不但要进一步引进并学习国外先进新型化的技术手段,同时也要进行自主性的研发。从当前我国化工耐蚀新金属材料总体的发展进程来说,硫酸、尿酸以及醋酸等化学材料或者钛合金、镍基合金等金属材料都是通过学习国外研究获取的。具体来说,在最开始,我国引进并学习了日本及法国的合金,其整体的钢耐蚀性还亟待提升。比如说,当时仿制了法国专家研发的APS10M4a,从而通过改造之后,生成了新的耐蚀性较高的材料。通常来说,伴随我国技术发展水平的逐渐提升,现在已经无法单一性地模仿海外制作材料的方法,而是需要更加深层次地探讨各种新型化钢种,全面地学习新型化、先进化的工艺技术,这就包括了冷热加工工艺、感应焊接技术以及激光的焊接技术等等。不仅如此,相关的工作人员还需要提升实验室试验测试的水平,依据实验结果逐步改善操作,对有关信息进行整合分析,革新耐蚀钢的类别,进而大力推进我国化工领域地向前发展。

2.2 顺应时代发展潮流

伴随我国科技能力的不断提升,我国专家已经研发制作出了一些耐蚀性钢。现如今,尿素生产工艺正朝着高压高温方向不断发展,而一些装置设施同样遭到了一定程度的腐蚀,相关的工作人员应该采取一系列钛材或其他材料。进一步来说,在部分炼油厂的生产过程中,常常会采取Cr2AIMo 钢,从而实现催化吸收,从而很好地更替了碳钢,大幅度地提升了整体抗腐蚀的能力水平。不过考虑到较之于碳钢,其硬度相对较高,所以通过各个研究所工作人员的积极改良,从而对Cr2AIMo 钢进行了针对性去钒元素处理,同时减少了它们的碳含量,同时在此前提下研发出了新的Cr2AIMo 钢,大幅度地提升了它们的可操作性以及焊接的紧密程度。近几年来,我国诸多区域的石化厂常常会将该类钢应用至换热器内,相对来说,具备极为明显的抗腐蚀能力。值得注意的是,其他石化设备厂也进一步通过减少钢中碳含量的手段,提供去钒处理,同时再联合利用稀土脱硫等方式,最终有效地提升了钢的可焊接能力以及相应的物化效果。从上述论述中不难看出,相关的研发人员可以对老钢种中的构成部分予以针对性的改良,同时再提炼它们,就可以在汲取老钢种优势的前提之下,提升它们的应用价值,最终有效地契合石化生产新时代的高标准。

根据有关资料显示,在我国刚刚开始改革开放的重要时期,诸多由冶金单位研发制作出来的新型耐蚀材料无法发挥它们既定的应用价值,所以常常出现研制夭折的问题,比如说,我国专家自主开发出来的A4 钢,其从实验室测验的伊始,一直至投入到大型装置的应用过程中,都被认为其能够进一步发挥尿素的作用,具体来说,18Mo~12Mo 钢常常被运用至维纶项目的装置中,不过受到多方面因素的甘弱,最主要的受制于当时简陋的冶炼条件,所以常常会出现焊后接缝区组织、表层质量以及生产工艺等技术指标等诸多问题。倘若相应地调试它们的组成成分,相关的工作人员积极地采取新型的VOD、AOD 等现代化冶炼工艺,进一步筛除掉其中的杂质,那就可以获得新的研究成果。

2.3 兼具经济性能和科技含量

为了能够让化工行业获得可持续性的发展,此时相关的工作人员务必要全面地考量经济效益、科技水平以及资源耗损等多方面的问题,同时要牢牢秉持绿色可持续化、科学合理的基本准则。因为化工生产单位在选材用材和防腐蚀等层面具有较为严格的标准,不同的装置设备具有不同的规范及操作标准,因而相关的工作人员务必要精准用材、科学选材。如果无法正确地使用材料,那就不可避免地会引发诸多资源耗费,环境受污的问题,同时还会引发其他更为严峻的生产事故。进一步来说,在选材用材期间,相关的操作人员要从经济性以及技术性两个层面来予以系统考量,同时要站在较为宏观的角度看待问题。已经大量的实战经验表明,较之于不锈钢,耐蚀低合金钢具备极为显著的经济价值,在科学用材及选材期间,相关的工作人员可以同时利用多种钢材料,替换掉老旧不锈钢,比如塑料玻璃钢以及节镍铬不锈钢等等。而站在技术的角度来说,相关的工作人员需要采取铁素体或双相不锈钢,从而提升防应力腐蚀破裂的成效。不过在实际应用期间,操作人员还要注意脆性转变温度,此时要利用低锰高铝不锈钢进行防点蚀缝蚀。

3 结束语

综上所述,在选取及应用钢材期间,相关的工作人员要充分地考量设计以及制作环节中的各方面因素,诸多的化工单位常常大规模地引进海外钢材,从而满足自身的生产需要。但是,站在长远化发展的角度来说,我国应该大力研究和开发更加多元化的化工耐蚀新金属材料,同时要积极地将它们进行投入使用,加速不锈钢及耐蚀合金行业的整体推进进程,如此一来,才能够在耐蚀新金属材料的研发进程中产出跟高的经济效益以及社会效益。

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