316L不锈钢管道相关知识.ppt

单击此处编辑标题文的格式,单击此处编辑大纲正文的格式,第二个大纲级,第三个大纲级,第四个大纲级,第五个大纲级,第六个大纲级,第七个大纲级,第八个大纲级,第九个大纲级,*,单击此处编辑标题文的格式,单击此处编辑大纲正文的格式,第二个大纲级,第三个大纲级,第四个大纲级,第五个大纲级,第六个大纲级,第七个大纲级,第八个大纲级,第九个大纲级,316L,不锈钢管相关知识,孟汉现,目 录,不锈钢的分类及用途,316L,性能及用途,316,不锈钢管焊接工艺选择,2,目 录,316L,不锈钢钢管的日常注意事项,不锈钢固溶处理的作用,316L,不锈钢焊接,3,不锈钢的分类及用途,不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。,4,不锈钢的分类及用途,按室温下的组织结构分类：,马氏体型、奥氏体型、铁素体、双相不锈钢,按主要化学成分分类：,铬不锈钢、铬镍不锈钢,按用途分 类：,耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢,按耐蚀类型分类：,耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不,TodayHot,锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢按功能特点分类,无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢,5,不锈钢的分类及用途,奥氏体不锈钢在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含,Cr,约,18%,、,Ni 8%10%,、,C,约,0.1%,时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的,18Cr-8Ni,钢和在此基础上增加,Cr,、,Ni,含量并加入,Mo,、,Cu,、,Si,、,Nb,、,Ti,等元素发展起来的高,Cr-Ni,系列钢。,奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入,S,，,Ca,，,Se,，,Te,等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有,Mo,、,Cu,等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于,0.03%,或含,Ti,、,Ni,，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。,6,不锈钢的分类及用途,铁素体不锈钢在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在,11%30%,，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的,Mo,、,Ti,、,Nb,等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（,AOD,或,VOD,）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用,7,不锈钢的分类及用途,奥氏体,-,铁素体双相不锈钢是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含,C,较低的情况下，,Cr,含量在,18%28%,，,Ni,含量在,3%10%,。有些钢还含有,Mo,、,Cu,、,Si,、,Nb,、,Ti,，,N,等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的,475,脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。,8,不锈钢的分类及用途,马氏体不锈钢通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为,Cr13,型，如,2Cr13,3Cr13,4Cr13,等。粹火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。,9,316L,性能及用途,316,和,316L,不锈钢是含钼不锈钢种。,316L,不锈钢的最大碳含量,0.03,可用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中。,耐腐蚀性：耐腐蚀性能优于,304,不锈钢，而且还耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀。,耐热性：,316,不锈钢在,800-1575,度的范围内，不能连续使用,316L,不锈钢的耐碳化物析出的性能比,316,不锈钢更好，可用上述温度范围。,热处理：为获得最佳的耐腐蚀性能，,316,不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。,316L,不锈钢，不需要进行焊后退火处理。,10,316L,性能及用途,316L,因其优异的耐腐蚀性在化工行业有着广泛的应用，,316L,也是属于,18-8,型奥氏体不锈钢的衍生钢种，添加有,2,3,的,Mo,元素。在,316L,的基础上，也衍生出很多钢种，比如添加少量,Ti,后衍生出,316Ti,，添加少量,N,后衍生出,316N,，增加,Ni,、,Mo,含量衍生出,317L,。,市场上现有的,316L,大部分是按照美标来生产的美标,316L,不锈钢管的元素含量化学牌号,00Cr17Ni14Mo2,（,C0.03,、,Ni 10.00,14.00,、,Cr 16.00,18.00,、,Mo 2-3,、,Mn2.0,、,Si1.0,、,S0.030,、,P0.035,）,11,316L,性能及用途,美标规定，,316L,的,Ni,含量为,10,14,，日标则规定，,316L的,Ni,含量为,12,15,。按最低标准，美标和日标在,Ni,含量上有,2,的区别，体现到价格上还是相当巨大的，所以客户在选购,316L,产品时还是需要看清，产品是参照,ASTM,还是,JIS,标准。,316L,的,Mo,含量使得该钢种拥有优异的抗点蚀能力，可以安全的应用于含,Cl,等卤素离子环境。由于,316L,主要应用的是其化学性能，钢厂对,316L,的表面检查要求稍低（相对,304,），对表面要求较高的客户要加强表面检查力度。,12,316L,性能及用途,市场对,316,的需求也不大，所以钢厂一般只出,316L,，若需要,316,则需向钢厂订货。由于,316L,和,304,在价格上有着相当大的差距，一些不良贸易商将,304,冒充,316L,出售。由于,304,不具有抗点蚀能力，如果出现点蚀穿孔会造成泄漏，这在化工行业将会造成重大安全事故，所以建议采购客户对产品做一下化学成分分析，以确保安全。,316,和,316L,由于,C,含量的不同，在性能上也有差距。,C,含量越高越则越容易引发晶间腐蚀，如在焊接的时候。较高的,C,含量也将提高,316L,的抗拉和屈服强度。,13,316,不锈钢管的各种耐腐蚀性能所适合的温度范围,抗氧化性：,316,具有良好的抗氧化性，在大气环境下，温度即使到达,871,至,899,C,，锈皮产生率也比较低,。,一般腐蚀,：,16,在大气环境下和其他温和环境下具有更佳很好的耐腐蚀性。但对高氧化性酸（如硝酸），含钼的不锈钢对这种酸的耐腐蚀性较弱。在硫酸溶液中，,316,比其他铬,-,镍类型的等级具有更良好的耐腐蚀性。在温度高达,38C,的条件下，,316,对高浓度溶液都有良好的耐腐蚀性。在使用期间的必须进行测试，因为作业条件和酸性污染物可能严重影响腐蚀速率。在浓缩含硫气体环境中，,316,不锈钢有更好的耐腐蚀性。,316,不锈钢在沸腾的,20%,磷酸溶液中，表现出优越的耐腐蚀性，被广泛应用于处理热有机酸和脂肪酸。,14,316,不锈钢管的各种耐腐蚀性能所适合的温度范围,晶间腐蚀：,316,暴露在,427,C,至,816,C,温度下，可能引起碳化铬在晶界沉淀，暴露在苛刻环境下，容易产生晶间腐蚀。,应力腐蚀：,在卤化环境下，奥氏体不锈钢容易受应力腐蚀龟裂的影响。尽管,316,一定程度上具有较好的耐应力腐蚀龟裂性，但是还是比较容易受影响的。产生应力腐蚀龟裂的条件包括：（,1,）卤化物的存在（一般来说是氯化物）；（,2,）残余张应力；（,3,）温度超过,49,C,。焊接过程中，冷变形或热循环可以产生应力。退火，应力消除热处理可以有效减少应力，因此，减低了,316,对卤化物应力腐蚀龟裂的敏感性。,15,316,不锈钢管的各种耐腐蚀性能所适合的温度范围,点腐蚀,/,缝隙腐蚀：,铬，钼含量增加，可以提高奥氏体不锈钢在氯化物或其他卤素离子环境下的耐点腐蚀,/,缝隙腐蚀性。点腐蚀通过,PREN,（点蚀当量）来计算，,PREN=Cr+3.3Mo+16N,。,316,的,PREN=24.2,，,304,的,PREN=19.0,这就反映了,316,耐点腐蚀性比,304,好。,316,在含,2000ppm,氯化物的水环境下，具有耐点腐蚀和耐隙腐蚀性，在海水环境下（氯化物含量,19000ppm,）使用取得一定成效。,16,316,不锈钢管焊接工艺选择,316,不锈钢管采用合理的焊接工艺，选用热源集中的焊接方法、小线能量以及快速冷却等措施，减少碳化物析出和避免接头组织过热。,316,不锈钢管焊接飞溅物、电弧擦伤等往往是应力腐蚀开始的部位。因此,保证焊接接头部位光滑洁净也是至关重要。,17,316,不锈钢管焊接工艺选择,316,不锈钢管焊接热裂纹的预防方法冶金措施首先选用具有,双相组织的焊接材料，必须控制铬镍当量比,Creq/Nieq,，以保证获得,“,先,铁素体,”,凝固模式。其次要限制焊缝中的有害杂质，如,S,、,P,等的含量。,工艺措施限制过热。可以采用小的焊接电流和小的焊接速度，降低焊接热输人量。控制成形系数。,18,316,不锈钢管焊接工艺选择,快速冷却后就获得均匀的单相组织。消除加工硬化，以利于继续冷加工。通过固溶处理，歪扭的晶格恢复，伸长和破碎的晶粒重新结晶，内应力消除，钢丝抗拉强度下降，伸长率上升。恢复不锈钢固有的耐蚀性能由于冷加工造成碳化物析出，晶格缺陷，使不锈钢耐蚀性能下降。固溶处理后钢丝耐蚀性能恢复到最佳状态。,19,316L,不锈钢焊接,316L,属于低碳不锈钢。既可以电焊，也可以氩弧焊。,奥氏体不锈钢被认为是最容易焊接的不锈钢，可以用所有的融合物焊接，也可以进行电阻焊接。焊接点要考虑两个重要因素：,避免硬化裂纹；,保持焊口和热影响区的耐腐蚀性。,在腐蚀环境下使用的焊接件，建议使用低碳的,316L,焊基金属。焊接金属含碳量越高，越容易产生碳化物沉淀（敏化作用），这可能导致粒间腐蚀。,20,316L,不锈钢焊接,高钼含量的焊堆在苛刻的环境下，由于钼的微偏析，可能导致耐腐蚀性下降。要克服这种副作用，应该提高焊料的钼含量。在焊接区域应该避免铜和锌的污染，因此这两种成分会形成低熔点的化合物，导致焊接裂纹,21,316L,不锈钢焊接,电焊焊接时要注意事项：,选好焊条：如果,316L,与,316L,焊接，焊条选,A022,焊条,.,焊接前，仔细清理焊道，主要清理油污及其他杂质。,焊接过程中，要注意短弧焊,以免氧化。,焊接速度不要太慢，以免过烧。,焊接结束，不要急于敲去焊渣，等温度降低再去除焊渣,22,316L,不锈钢焊接,氩弧焊注意事项：,最重要的是做好充氩，没有做或者充氩效果不好，一切都是白搭。,5mm,的用全氩施焊，可以根据管道的重要程度来决定是否使用水冷的方式，如果重要，就不能水冷了。焊丝选用,TGS-316,，焊后作射线（重要的话）不用预热和焊后保温。,焊接环境相对独立，避免污染,焊前坡口清理干净，避免杂质物存在,无需预热，但要去除表面水汽，层间温度不能过高，,150,为宜,注意背部充气保护，防止根部焊道背部氧化问题,焊接线能量不能过大,23,316L,不锈钢钢管的日常注意事项,不锈钢并不是永久不锈，也要进行日常的维护和清洗。不管腐蚀性怎么样，不锈钢在加工和使用过程中，都要保持其表面清洁。,轻工业用，所需要的维护比较少，只有遮蔽区域有时需要用加压水清洗。重工业则建议经常清洗，去除积聚的灰尘，这些灰尘最终有可能引起腐蚀和损坏不锈钢的表面外观。,顽固的污渍和沉淀物可以用擦洗剂和纤维刷，海绵，不锈钢绒擦洗。不锈钢绒会在平滑的不锈钢表面留下永久的擦痕。很多不锈钢都要定期清洗和消毒。设备通常用特制的苛性钠，有机溶剂，酸性溶液（如磷酸或硫酸）清洗。强还原酸（如氢氟酸或盐酸）可能对不锈钢造成损坏。溶液清洗后，用清水彻底冲洗不锈钢。这样做到日常的维护，对不锈钢的保护很有作用。,24,不锈钢固溶处理的作用,奥氏体不锈钢通过固溶处理来软化，一般将钢丝加热到,950,1150,左右，保温一段时间，使碳化物和各种合金元素充分均匀地溶解于奥氏体中，然后快速淬水冷却，碳及其它合金元素来不及析出，获得纯奥氏体组织，称之为固溶处理。固溶处理的作用有,3,点。,使钢丝组织和成分均匀一致，这对原料尤其重要因为热轧线材各段的轧制温度和冷却速度不一样，造成组织结构不一致。在高温下原子活动加剧，,相溶解，化学成分趋于均匀，快速冷却后就获得均匀的单相组织。,25,不锈钢固溶处理的作用,消除加工硬化，以利于继续冷加工。通过固溶处理，歪扭的晶格恢复，伸长和破碎的晶粒重新结晶，内应力消除，钢丝抗拉强度下降，伸长率上升。,恢复不锈钢固有的耐蚀性能。由于冷加工造成碳化物析出，晶格缺陷，使不锈钢耐蚀性能下降。固溶处理后钢丝耐蚀性能恢复到最佳状态。,26,不锈钢固溶处理的作用,固溶处理的三个要素是温度、保温时间和冷却速度。固溶温度主要根据化学成分确定。一般说来，合金元素种类多、含量高的牌号，固溶温度要相应提高。特别是锰、钼、镍、硅含量高的钢，只有提高固溶温度，使其充分溶解，才能达到软化效果。但稳定化钢，如,1Cr18Ni9Ti,，固溶温度高时稳定化元素的碳化物充分溶解于奥氏体中，在随后的冷却中会以,Cr23C6,的形态在晶界析出，造成晶间腐蚀。为使稳定化元素的碳化物（,TiC,和,NbC,）不分解、不固溶，一般采用下限固溶温度。,27,谢 谢,