雙相鋼作為20世紀后期發(fā)展起來的新型鋼種, 由于材料本身的固有特點已被廣泛應用于各個領域。在泵閥領域的應用也收到了可喜的效果。

1、雙相鋼材料的特點

雙相鋼閥門所具有的優(yōu)良的性能是由其材料的性能和閥門本身的結(jié)構特點所決定的。因此，我們先了解一下雙相鋼材料的特點:

所謂“雙相不銹鋼”是在其固溶組織中鐵素體相和奧氏體相大約各占一半一般少量相也不低于30%。

雙相不銹鋼由于在其組織中存在鐵素體和奧氏體，因此它具備鐵素體不銹所具有的較高強度、耐氯化物應力腐蝕性能和奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性能的優(yōu)點.其主要性能特點如下:

(1)含鉬雙相不銹鋼在低應力下有良好的耐氯化物應力腐蝕性能。

(2)含鉬雙相不銹鋼有良好的耐孔蝕性能。在具有相同的孔蝕抗力當量值(PRE=Cr%+3.3xMo%+16xN%)時.雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相仿。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼耐孔蝕性能與ANSI 316L相當。含25%Cr的.尤其是含氮的高鉻雙相不銹鋼的耐孔蝕和縫隙腐蝕性能超過了ANSI316L。

(3)具有良好的耐腐蝕疲勞和磨損腐蝕性能。

(4)綜合力學性能好，有較高的強度和疲勞強度，屈服強度是18—8型奧氏體不銹鋼的2倍。固溶態(tài)的延伸率達到25%，韌性值Ak(V型槽口)在100J以上。

(5)可焊性良好、熱裂傾向小、一般焊前不需要預熱、焊后不需要熱處理。可與18—8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接。

(6)含低鉻(18%Cr)的雙相不銹鋼熱加工溫度范圍比18—8型奧氏體不銹鋼熱加工范圍寬、抗力小。

(7)冷JJD-r時比18—8型奧氏體不銹鋼加工硬化效應大。在管、板承受變形初期，需施加較大應力才能變形。

(8)與奧氏體不銹鋼相比，導熱系數(shù)大線膨脹系數(shù)小。

(9)有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性傾向。不宜用在高于300°C的工作條件。

表1化學成分比較

從化學成分上看最明顯的是Ni含量的不同， 316L(尿素級)00Cr22Ni5M03N的近2.4倍。

為了驗證該鋼的耐腐蝕性能水平根據(jù)Stamicarbon對316L(尿素級)的驗收標準進行了00Cr22Ni5M03N鋼和316L鋼(尿素級)對比實驗。其試樣均為固溶態(tài)，在(65±0.2)%HNO，沸騰溶液中試驗5周期，每周期48h，其結(jié)果見表4。

休氏法(Huey)是作為尿素用材耐蝕性和各國通用的一個主要檢驗方法。這個方法要求很嚴格。一般化學成分控制不當，鋼的冶金質(zhì)量不好。很難通過此法。316L(尿素級)規(guī)定5個周期平均腐蝕量≤3.3汕m/48h，為合格。從試驗結(jié)果來看，00Cr22Ni5M03N鋼不但達到了這一要求.而且也達到了25—22—2(2RE69) 奧氏體不銹鋼的耐腐蝕標準平均腐蝕量≤1.5lxm/48h。好于316L(尿素級)的平均腐蝕量，特別是從第5周期開始.00Cr22Ni5M03N鋼腐蝕量遠遠低于316L(尿素級)的腐蝕量。從而說明了00Cr22Ni5M03N鋼化學成分理想，耐蝕性能強于316L(尿素級)。

2、雙相鋼閥門的特點

(1)閥門采用整體鍛造加工或鍛焊結(jié)構，并經(jīng)無損檢測合格，固溶處理，材料組織細密，由于全部為加工表面。產(chǎn)品外形美觀。

（2）閥門密封副噴焊硬質(zhì)合金，可噴焊鎳基焊粉、司太立合金和碳化鎢等材料，硬度最高可達HRC65，具有優(yōu)異的耐磨腐蝕性能，提高了閥門的使用壽命。

（3）由于雙相鋼材料本身的特點，閥門具有較強的抗硫化氫和氯離子腐蝕的能力。

（4）充分考慮了水煤漿介質(zhì)作用于密封副上的力較浮動球大幅降低，啟閉力矩減小。閥座設計為封閉式結(jié)構，能有效的防止由于沉積和結(jié)垢造 成的彈簧失效。密封圈采用柔性石墨或塑料合金。材料具有很好的密封性能和抗高溫性能(柔性石墨可達800°C、塑料合金達到了3000°C )，閥桿采用沉淀硬化不銹鋼。熱處理后具有較高的機械性能.解決了由于介質(zhì)沉積結(jié)垢造成閥門啟閉力矩增大可能造成的閥桿變形問題。大口徑閥門可根據(jù)用戶要求設置沖洗口，對沉積物進行沖洗。

3、雙相鋼閥門的應用

從表4中可以看出.2205材料的抗晶間腐蝕性 能優(yōu)于尿素級316L.且兼有鐵素體和奧氏體的雙重 特性。強度和硬度都高于316L。將此材料應用 到尿素甲銨液介質(zhì)閥門的閥芯部位.提高了閥門的抗晶間腐蝕能力和沖蝕能力并且用于環(huán)境比較極端的尿素合成塔一道閥同樣收到了滿意的效果。

目前生產(chǎn)尿素的CO氣提法和NH，氣提法采用的多是高合金奧氏體不銹鋼。甚至是鈦材。國內(nèi)已在尿素裝置的甲銨泵進出口單向閥和主工藝管路的高 壓截止閥的內(nèi)件.采用雙相不銹鋼以代替316L(尿素 級)鋼。耐磨損腐蝕性能及強度都有很大提高.大大提高了閥門的使用壽命。

我國煤炭資源相對豐富.近幾年煤化工發(fā)展迅猛.引進國外煤粉加壓氣化和水煤漿加壓氣化技術正 被廣泛推廣。由于其對煤質(zhì)要求較低?？梢猿浞掷?現(xiàn)有煤炭資源.采用低質(zhì)煤代替無煙標煤大大降低了產(chǎn)品成本。因此。具有廣闊的市場前景。但由于此工藝介質(zhì)中含S較高、含有固體顆粒、工作溫度較高易結(jié) 垢等的特殊性.對所用閥門也提出了更高的要求。從目前不銹鋼不斷攀升的價格看鎳資源的稀缺是不銹鋼價格上漲的主要因素之一而低鎳或無鎳的雙相不銹鋼的價格優(yōu)勢將越來越突現(xiàn)出來.因此雙相鋼閥門的應用將會越來越廣泛。