2024年5月6日发(作者:)

稀土合金钢09Cr2AlMoRE选材导则

稀土合金钢09Cr2AlMoRE选材导则

09Cr2AlMoRE是在抗H2S专用低合金钢12Cr2AlMoV的基础上,发展起来的高

科技新钢种,具有优良的耐腐蚀性能。09Cr2AlMoRE

钢管材和锻件已于2001年5月9日通过了全国压力容器标准化委员会的技术评

审,板材也将于年底申报评审。目前可以为用户提供换热器、空冷器、塔器、塔盘

和容器等产品。

本着为产品和用户负责的态度,特制定本导则。

一.09Cr2AlMoRE与12Cr2AlMoV相比,特点如下:

1. 09Cr2AlMoRE板材及焊缝的冲击韧性(AKV)比12Cr2AlMoV提高40%以上。

2. 09Cr2AlMoRE焊接性能明显改善,预热温度和热处理温度均比12Cr2AlMoV低。

3.具有优良的耐腐蚀性能,在3%HCl、80℃;

50%H2SO4、70℃以及在979ppmH2S、100℃的模拟腐蚀试验中,09Cr2AlMoRE均比

12Cr2AlMoV和不含稀土的08Cr2AlMo优越得多(见荆门石化研究院腐蚀试验报

告)。经720小时H2S恒载荷应力腐蚀试验,09Cr2AlMoRE恒负荷拉伸应力腐蚀试

验的临界拉伸断裂应力值σth=0.75σs,远高于美国腐蚀工程师协会NACE

MR0177-96中规定的σth≥0.45σs的要求。

4.目前已开发出与09Cr2AlMoRE相匹配的氩弧焊丝、焊条、埋弧自动焊焊丝,而

12Cr2AlMoV只能选用并不十分配套的热317焊条。

由于换热器管头用手工电弧焊的潜在缺陷较多,故目前均改为自动氩弧焊或手工氩

弧焊焊接,两遍成型。焊接型式分平焊和角焊两种:平焊为第一遍自熔,第二遍填

丝,其熔深可达到3mm;角焊为两遍填丝成型,焊肉高度为3~4mm。

二.09Cr2AlMoRE选材导则:

1. 液体介质中的Cl-:

09Cr2AlMoRE适应在100℃以上 Cl-≤200ppm;40℃以下Cl-≤4000ppm的环境中

使用 ,Cl-对钢材的腐蚀形态表现为点蚀和坑蚀,奥氏体不锈钢如18-8、321、

316L都对 Cl-极为敏感,即使10 ppm以下也容易导致应力腐蚀开裂。而

09Cr2AlMoRE在Cl-存在的情况下仍具有良好的抗应力腐蚀性能,但 Cl-含量过

高会导致腐蚀增加,具体表现为点蚀增多、冲蚀加重。此外,温度对Cl-的腐蚀影

响极大,温度越高腐蚀越重。如在200ppm Cl-、130℃的腐蚀环境中,

09Cr2AlMoRE换热器管束仅可用两年;在2000~3000ppm Cl-、30℃的海水腐蚀环

境中09Cr2AlMoRE换热器管束竟可用三年以上。当Cl-和H2S共同存在时,Cl-

会对H2S和铁Fe所产生的FeS膜产生侵蚀作用,相互促进而加剧腐蚀。

09Cr2AlMoRE在炼油装置常减压塔顶的相似环境HCl-H2S-H2O中(Cl

-:150~200ppm、H2S≤300ppm、130℃),U形管管束可用2年左右。为减少管箱

流体对管头的直接冲刷,应在管箱中设置分布式缓冲装置。

2.液体介质中的H2S: 09Cr2AlMoRE

适应在任何浓度的H2S腐蚀环境中使用。液体中的H2S并不是含量越高腐蚀越严

重。在H2S≤10000ppm时,腐蚀随浓度的增加而腐蚀加剧,当H2S≥10000ppm时腐

蚀与10000ppm的腐蚀速率是一致的,即H2S液体介质中10000ppm的腐蚀速率是最

高的。H2S对09Cr2AlMoRE的腐蚀表现为缓慢的均匀腐蚀形态。但重沸器H2S汽泡

状态的选材应慎重(见第6条内容)。

3.液体介质中HCN: 09Cr2AlMoRE 适应在HCN≤500ppm腐蚀环境中使用。当液体介

质中 HCN≥20ppm时腐蚀明显增加。HCN对H2S和铁Fe所产生的FeS膜产生侵蚀作

用,相互促进而加剧腐蚀。09Cr2AlMoRE在催化吸收稳定系统(HCN- H2S- CO2-

H2O)比碳钢高5倍以上。

4.液体介质中CO2:09Cr2AlMoRE适应在任何浓度的CO2低温(≤120℃)腐蚀环境

中使用。在液体介质中CO2的腐蚀并不严重,干气状态的CO2几乎没有腐蚀。但液

体介质中CO2在60℃以上随温度的增加,腐蚀有加剧的倾向。但在制氢装置脱碳

系统的重沸器上禁用09Cr2AlMoRE,因为在该部位同时存在碳酸钾碱溶液的空泡腐