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介质:除常规水蒸气外,重点看是否含 O₂、CO₂、H₂S、SO₄²⁻、Cl⁻(尤其>100 mg/L 的 Cl⁻ 会诱发点蚀、应力腐蚀)。
温度:≥450 ℃时,碳钢氧化膜失去保护;≥580 ℃时,需用 9 %Cr 及以上马氏体钢或奥氏体不锈钢。
压力:≥10 MPa 即进入高压锅炉范畴,壁厚裕量小,必须选抗蠕变钢。
pH 与流速:pH<6 或流速>2 m/s,会加速冲刷-腐蚀协同破坏。
| 工况组合 | 合金体系 | 典型牌号(中/美标对照) | 耐蚀机理 | 温度上限 | 参考标准 |
|---|---|---|---|---|---|
| 高温+低腐蚀 | 铬钼钢 | 15CrMoG / P11、12Cr1MoV / P22 | Cr 形成 Cr₂O₃ 膜,Mo 固溶强化 | 580 ℃ | GB/T 5310、ASTM A335 |
| 高温+中腐蚀 | 高铬马氏体 | 10Cr9MoW2VNb / P91、P92 | 9 %Cr 膜+Nb/V 析出强化,抗蒸汽氧化 | 620 ℃ | GB/T 5310、ASTM A335 |
| 高温+高Cl⁻ | 奥氏体不锈钢 | 06Cr19Ni10 / 304、022Cr17Ni12Mo2 / 316L | Cr-Ni 钝化膜,Mo 抑制点蚀 | 650 ℃ | GB/T 14976、ASTM A312 |
| 超临界+高硫 | 高镍合金 | 15Ni1MnMoNbCu、Inconel 617、Alloy 800H | Ni 提升碱性与硫化物膜稳定性 | 700 ℃ | GB/T 5310、ASTM B407 |
成分:Ni 1.0-1.3 %、Cu 0.5-0.8 %、Mo 0.25-0.5 %、Nb 0.015-0.045 %
特点:在 400-500 ℃、高压湿蒸汽中耐点蚀与流蚀能力优于传统 15CrMoG;焊接热输入≤15 kJ/cm 可免后热处理,现场施工便利。
9 %Cr 马氏体,600 ℃/10⁵ h 持久强度≥90 MPa;蒸汽侧氧化速率<0.05 mm/10⁴ h;适用于主蒸汽、再热器热段。
当锅炉补水 Cl⁻>200 mg/L 或海水冷却泄漏风险高时,用于 550 ℃以下过热器管束;需固溶处理+酸洗钝化,焊接用低热输入+背面氩气保护。
22 %Cr-5 %Ni-3 %Mo,PREN≥35;在含 H₂S 0.01 MPa 分压、Cl⁻ 10 g/L 条件下 SSC 临界应力≥0.8σs;可用于燃气锅炉低温再热段或烟气冷凝器,成本比 316L 高约 25 %,但寿命翻倍。
采集数据:温度、压力、O₂/CO₂/H₂S/Cl⁻ 含量、pH、流速。
计算 PREN(耐点蚀当量)需求:
PREN = Cr + 3.3Mo + 16N;Cl⁻>1000 mg/L 时,PREN≥30 才安全。
对号入座:
若 T≤580 ℃、Cl⁻≤100 mg/L → 选 15CrMoG 或 P11;
若 T≤620 ℃、Cl⁻≤500 mg/L → 选 P91;
若 Cl⁻>500 mg/L 或 pH<6 → 选 316L 或 2205;
若 T≥620 ℃且含硫 → 选 15Ni1MnMoNbCu 或 Inconel 系列。
要求供应商随货提供:
HIC(A/B/C 三个试样平均值 CLR≤10 %)与 SSC(四点弯曲 720 h 不开裂)报告;
EN 10204 3.2 证书,确保可追溯;
固溶/正火+回火热处理曲线记录。
停机湿保养:用氮气或联氨-氨水钝化,控制溶解氧<20 μg/L;
内壁预膜:新管投运前 80 ℃热态循环 0.2 %柠檬酸+0.05 %抗坏血酸 4 h,形成 Fe₃O₄ 保护膜;
在线监测:安装电阻腐蚀探针,实时记录腐蚀速率,>0.1 mm/a 即报警更换。
按以上指南,可在保证高温强度的同时,把高压锅炉管的腐蚀失重速率控制在 <0.02 mm/a,实现 15 年免更换目标。
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