2024年5月6日发(作者：)
09Cr2AlMoRe与08Cr2AlMo综合性能比较
一、概述
12Cr2AlMoV钢材经工业化应用，证明在低温H2S-HCI-H2O系统、低温
H2S-HCN-H2O系统以及低温H2S-HCN-CO2-H2O系统中，与碳钢和一般不锈钢相
比，具有更优异的抗应力腐蚀性能。12Cr2AlMoV主要利用铬、铝、钥的综合抗
腐蚀能力增加其整体抗腐蚀效果，同时钢中添加一定的钒(0.05%~0.15%)，以增加
其钢材的机械性能，细化和强化钢中的晶粒，固溶碳分子的析出，进一步改善和
增强12Cr2AlMoV的抗腐蚀能力。但其焊接性能差，冷弯硬度高，不利于换热器
管束的制造和使用。另外，由于12Cr2AlMoV钢种研制完成后只能在原上钢三厂
生产板材，其使用范围受到了较大的限制。
在这种情况下，江阴兴澄钢管有限公司在抗H2S应力腐蚀用钢12Cr2AlMoV
基础上开发了新钢种08Cr2AlMo，它保留了12Cr2AlMoV耐腐蚀性能，去掉了钢
中的V元素，改善了焊接性能，于1999年初研制成功并投放中石化应用。1999
年8月获得了由全国压力容器标准化技术委员会、国家技术监督局颁发的技术评
审证书，2000年度获国家新产品奖，2001年9月通过中石化《换热器用防腐蚀
新钢种08Cr2AlMo的开发研制应用》技术鉴定，2001年12月获冶金产品实物质
量金杯奖。
另外，湖北长江石化和深圳润之达科技开发有限公司合作，也是在抗H2S应
力腐蚀用钢12Cr2AlMoV基础上开发了新钢种09Cr2AlMoRe，它在去掉12Cr2AlMoV
中的钒以后对其化学成分进行了重组，用性能极好的稀土(RE)元素代替钒(V)。稀
土(RE)元素具有钒(V)元素在钢中的所有优点：即细化晶粒、对其它化学元素起固
溶作用。同时，稀土在炼钢中还能起脱氧和脱硫的作用，钢材在通过精炼后硫(S)
的杂质含量能够进一步降低，提高了钢材抗湿H2S应力腐蚀开裂的能力。另外，
在Fe-Cr-AI合金中添加稀土，提高了钢的强度、塑性、韧性、耐蚀性及抗氧化性，
同时亦改善了焊接性能，其可焊性较好。09Cr2AlMoRe管材和锻件已于2001年5
月通过了全国压力容器标准化委员会的技术评审。
二、09Cr2AlMoRe与08Cr2AlMo
化学成分对比
09Cr2AlMo
≤0.10
RE
0.05～
08Cr2AlMo
0.10
抗氢致开
裂碳钢
0.002
0.40 0.5 2.5 0.70 0.40
0.5
0.17～
0.9
0.2～
2.30
2.0～
0.70
0.30～
0.50
0.30～
无
0.025
≤
≤0.01
0.025
专利 0.015
≤≤
C Si%
0.2～
Mn%
0.3～
Cr%
2.0～
Al%
0.30～
Mo%
0.30～
RE%
企标
S%
≤
≤0.02
P%
三、09Cr2AlMoRe与08Cr2AlMo
机械性能对比
09Cr2AlMoRE
08Cr2AlMo
Ó
s
屈服强度MPa
≥250
≥220
Ó
b
抗拉强度MPa
400～550
380～540
δ
5
伸长率%
≥25
≥25
主要研发单位
湖北长江石化设备厂
江苏江阴兴澄集团公司
四、09Cr2AlMoRe与08Cr2AlMo耐
腐蚀性能对比
以下内容摘自荆门石化总厂防腐蚀研究所联合合肥通用所和湖北长江石化设备
制造厂关于09Cr2AlMoRe的腐蚀试验研究报告
1、09Cr2AlMoRe与不含稀土的08Cr2AlMo相比，抗腐蚀性能更强
从表1、表2可以看出，09Cr2AlMoRe与不含稀土的08Cr2AlMo相比，在80℃、
3% HCl水溶液和70℃、50%H2SO4水溶液中的对比试验中，09Cr2AlMoRe的耐腐
蚀能力是不含稀土的08Cr2AlMo钢的2.46倍和2.18倍；在100℃、980PPmH2S
水溶液的对比试验中，09Cr2AlMoRe的耐腐蚀能力是不含稀土的08Cr2AlMo钢的
1.53倍，是10#钢耐腐蚀能力的近6倍。
表1 在H2S、H2SO4水溶液中的腐蚀试验对比mg/cm2.h
介质、温度、浸泡时间
3%HC、80℃、24h
50%H2SO4、70℃、6h
09Cr2AlMoRe
5.17
17
12Cr2AlMoV
7.68
25
08Cr2AlMo
12.7
37
表2 含H2S介质的模拟工况条件的腐蚀试验对比 （浸泡时间144h）
催化系统塔顶油气H2S：
979ppm，100℃
腐蚀速率：10
-2
mg/cm2.h
09Cr2AlMoRe
1.58
12Cr2AlMoV
2.28
08Cr2AlMo
2.42
10#
9.28
2、09Cr2AlMoRe比不含稀土的08Cr2AlMo更纯净
华中科技大学微观分析中心对09Cr2AlMoRe和08Cr2AlMo两种材料进行了
分析，在相同条件下，用光学金相显微镜100×，扫描电镜及电子探针（X射线
能谱仪）在500×和1000×下，定性辨别硫化物、氧化物、氮化物等夹杂物的形
态，以及计算机图像分析统计100×视场下的夹杂物总量、总面积比、主要夹杂
物的大致含量，见表3、表4。
表3夹杂物形态的定性分析
钢材 主要硫化物 主要氧化物 主要氮化物 其它
08Cr2AlMo 粗长条MnS、FeS 多角形SiO2、Al2O3 三角形AlN 聚集硅酸盐
09Cr2AlMoRe 细长条MnS、FeS 细多角形SiO2、Al2O3 细小AlN 较细散硅酸盐
表4 夹杂物数量及总量比较
钢材
08Cr2AlMo
09Cr2AlMoRe
夹杂物数量
100-160
150-200
夹杂面积比
0.03%
0.02%
硫化物
0.02%
0.015%
氧化物
0.01%
0.005%
氮化物
≤0.001%
≤0.001%
根据表3和表4中的数据显示，由于稀土的作用，09Cr2AlMoRe与不含稀土
的08Cr2AlMo相比，虽然09Cr2AlMoRe钢夹杂物的总数量有所偏多，但其夹杂
物的总面积和不同夹杂物的总量降低明显，对提高钢材的综合性能具有明显的作
用。
五、09Cr2AlMoRe适用工况范围
1、对于介质中含有cl-的工况
适用于100℃以上、cl-≤200ppm;40℃以下、cl-≤4000ppm的环境中适用。
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钢等都对cl-极为
敏感，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加剧。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2
年；在2000-3000ppm cl-、30℃的海水腐蚀环境中，09Cr2AlMoRe换热器管束可
使用3年以上。当cl-和H2S共同存在时，cl-会对H2S和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H2S-HCI-H2O中（cl-150-200ppm、H2S≤300ppm、130℃），U型管管束可用2
年。
2、液体介质中含H2S的工况
09Cr2AlMoRe适用于任何浓度的H2S腐蚀环境。液体中的H2S并不是越高腐
蚀就越严重。在H2S≤10000ppm时，腐蚀随浓度的增加而加剧，当H2S≥
10000ppm时，腐蚀是与H2S浓度在10000ppm的腐蚀速率是一致的，即液体介
质中的H2S浓度在10000ppm时的腐蚀性是最强的。H2S对09Cr2AlMoRe的腐蚀
表现为缓慢的均匀腐蚀，但重沸器H2S的汽泡状态的选材应慎重。
3、液体介质中含HCN的工况
09Cr2AlMoRe适用于HCN含量≤500ppm的腐蚀环境。当液体介质中的HCN
含量≥20ppm时，腐蚀明显增加。HCN对H2S和铁所产生的FeS膜会造成侵蚀
作用，相互促进而加剧腐蚀。
4、液体介质中含CO2的工况
09Cr2AlMoRe适用于任何浓度的CO2低温（≤120℃）腐蚀环境。在液体介
质中的CO2腐蚀能力并不强，干气状态的CO2几乎没有腐蚀。但液体介质中的
CO2在60℃以上随温度的增加，腐蚀能力相应增强。在制氢装置脱碳系统的重
沸器上禁用09Cr2AlMoRe，因该部位存在碳酸钾溶液的空泡腐蚀和冲刷腐蚀。
5、MDEA介质工况
09Cr2AlMoRe适用于90℃以下MDEA腐蚀环境。MDEA温度高于100℃时，
容易与氧气发生反应生成甲酸，冲刷腐蚀相当严重，均匀腐蚀也明显增大，且温
度高于90℃时易产生胺的碱脆，应慎用。液体中的MDEA在温度低于90℃时腐
蚀并不明显。
6、重沸器场合使用
在重沸器中，管内为蒸汽，管外有MDEA或H2S存在的情况下，壳程中有
气相存在时会产生严重的气泡沸腾爆炸活化腐蚀，也叫空泡腐蚀，气泡率越高腐
蚀越严重，18-8不锈钢用在此处也不安全。设计时应考虑使用蒸发釜结构的壳体。
7、循环水环境
在循环水中，主要腐蚀源为溶解氧在水相和垢相中的浓差电池所产生的氧的
去极化腐蚀，以及水中cl-的侵蚀和应力腐蚀。有些循环水中cl-的浓度超过
200ppm，在换热器的管子与管板的缝隙中，浓缩的cl-有可能超过1000ppm，虽
然温度不高，但腐蚀危害依然较大。一般碳钢失效最为普遍的腐蚀部位表现为管
头焊缝的大面积泄漏，而09Cr2AlMoRe在相同腐蚀环境中可比碳钢的使用寿命
提高3倍以上。
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