复合材料研究分析及热处理控制（二）

渤海管件

复合材料的应用范围

    复合钢材料可应用于化工液体、气体输送、石油天然气输送及石油输送开采、火电锅炉高温高压腐蚀性介质输送、废物焚烧炉、热交换器、耐磨损、耐腐蚀结构以及建筑装潢等多领域。

1、石油天然气输送及石油输送开采
    近年来随着经济的发展，能源需求急剧增长，国际、国内都在大力开采石油、天然气，在高腐蚀环境下应用的管材也大大地增加。传统采用的管材为不锈钢类或高合金类耐腐蚀管材，管材的成本高；现油田、汽田主要采用API 5L:x42、x46、x52、x56、x60、x65、x70、x80、和X100、X120；API 5CT：K55,J55,L80-1,N80,C90,P110等材料，但耐腐蚀性能差。尤其是二氧化碳、CL-离子、SO2、H2S的腐蚀已经成为当今石油和天然气工业中存在的普遍而又难以完全解决的难题，也是我国油气工业发展的一个极为突出的问题。国内一些主力油田CO2含量很高。华北油田、长庆油田、吉林油田等出现过因CO2腐蚀导致油井报废，西南汽田里H2S使管道腐蚀泄露，造成巨大的经济损失和人身伤亡事故。通过新疆油田火驱先导试验区地面建设工程集输管线试用双金属复合管（20#+304不锈钢管）成功后，耐腐蚀优势非常明显，使用效果也非常好，可以完全替代进口管材，对于输送混合气液有着广泛的应用前景，所以现在国际、国内市场都开始大力推广使用。
    因此作为石油天然气输送管道及油井用复合钢管, 通常选用能具备耐腐蚀介质的不锈钢, 625 合金、Incoloy825 和镍基合金材料作为内层管, 以保证该管道的耐腐蚀性能, 而外层材料通常为API5L - X42、- X50、- X60、- X70、ASTM A106GB、A335 - P22 等材料, 以保证该管道的强度。日美等国对有关复合钢管用作石油天然气输送管道进行过大量研究, 美国石油协会(API) 已制订出管线用复合钢管的标准, 编号为5LD, 但其内容无热处理工艺介绍，故此其研究价值可技术需求是非常可观的。

2、火电锅炉高温高压腐蚀性介质输送
    我国锅炉制造业的标准化工作已历经四十余年，经过从无到有、从逐步满足生产需要到形成标准体系，现已建立了包含一百多项标准的锅炉及辅机标准体系。其中锅炉用钢标准，大部分由全国钢标准化技术委员会归口制订，如GB3087《低中压锅炉用无缝钢管》、GB5310《高压锅炉用无缝钢管》和GB713《锅炉用钢板》等。我国现有的锅炉用钢标准体系大体上可分为基础标准和钢类产品标准两层；钢类产品标准按不同的产品，分为通用标准和产品标准两类。但对于锅炉用复合材料的相关标准还不是很明确。日本住友金属公司用SUS310S、35Cr一55Ni、40Cr一55Ni材料作外层基管， 用17 — 14CuMo 和AlloyS00H等材料作内层管，以冶金结合方法开发出用于超超锅炉过热器用新型复合钢管，该复合钢管通过了按JIS3463 (1984)标准进行的压扁、扩口和弯曲试验，以及高温强度、蠕变断裂、时效、冲击等高温特性试验、耐硫腐蚀试验、焊接性能等一系列试验。因此认为这种钢管在超超锅炉过热器上应用是适宜的， 能提高使用寿命和降低造价。瑞典Sandvik钢铁公司开发成功由碳钢作内层， 耐蚀性好的Sanicra28钢(27％Cr，31％Ni，3．5％Mo的奥氏体超低碳不锈钢)作外层基管，通过冶金结合制成复合钢管，在锅炉结构设计上无需任何变更，就可直接使用。
    由此可见火电锅炉高温高压腐蚀性介质输送用复合材料在国内的发展和热处理技术的发展仍有巨大空间。

3、化工液体、气体输送
    化工不锈钢复合材料组成形式主要有：低碳钢+奥氏体不锈钢、低碳钢+马氏体（或铁素体）不锈钢、低铬钼合金钢+奥氏体不锈钢及低铬钼合金钢+马氏体或铁素体）不锈钢。如常减压蒸馏装置中的Q245R+316L、Q345R+316L复合钢，基层为低碳钢材
质Q245R，复层为奥氏体不锈钢316L，这两种材质的物理性能相差很大，表现为：（1）奥氏体不锈钢316L线胀系数大，且随温度升高而增加，比低碳钢Q245R高大约40%；（2）奥氏体不锈钢316L热导率低，约为低碳钢Q245R的1/3。
    如：山西潞安16万吨/年煤基合成油示范装置工程是国家煤制油重点工程之一,工程中有复合钢管380米。某工程碱回收锅炉用复合材料材质为基层SA-210GA1，厚度6.1mm, 覆层材质为304L不锈钢(管外表面)，厚度0.25mm。

其他领域就不做过多的介绍了，下节要点是“复合材料的生产工艺简单介绍”
最近正在学习材料的另一个领域，也许更新不及时请谅解，曹雷在此谢谢大家的支持！！

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