一、 1.4529（N08926）超級奧氏體不銹鋼概述：1.4529（N08926）超級奧氏體不銹鋼中的Cr含量通常為14.0-18.0%，鎳含量為24.0-26.0%。1.4529（N08926）合金是一種含鈦和鋁的鎳基合金，含有足夠的鉻形成并維持足夠規模的鉻氧化物，使其在高溫條件下得到保護，比傳統鉻鎳不銹鋼如304更耐高溫；較高的含鎳量，使其相比標準的18-8型不銹具有更好的抗氧化性能，其耐氧化性毫不遜色于使用溫度高達華氏1900度(1038℃)的更高牌號合金。二、1.4529（N08926）超級奧氏體不銹鋼物理性能：1、1.4529（N08926）合金鎳基合金的密度：8.1 g/cm3；2、1.4529（N08926）合金鎳基合金熔點：1320-1390 ℃；3、1.4529（N08926）合金在常溫下合金的機械性能的＊小值: (1)抗拉強度650Rm N/mm2；(2)屈服強度295 RP0.2 N/mm2；(3)延伸率A5 %：35。 三、1.4529（N08926）超級奧氏體不銹鋼主要特性：1、在鹵化物介質和含有H2S的酸性介質中具有很高的抗點腐蝕和縫隙腐蝕性能；2、在實際應用中能有效地抗氯離子應力腐蝕開裂；3、在通常的氧化、還原環境中對各種腐蝕都有優秀的抗蝕能力；4、.機械性能較Cronifer 1925 LC-Alloy 904 L 有較大提升；5、較同系列的鎳含量18%的合金的冶金穩定性有較大提高；6、具有應用于壓力容器制造相關認證（VdTUV-196～400℃及ASME 認證）。四、1.4529（N08926）超級奧氏體不銹鋼應用范圍應用領域：1.4529（N08926）合金是一種多用途的材料，在許多工業領域都能應用：1、消防系統、海水凈化系統、海洋工程中的液壓和灌注管道系統；2、纖維素紙漿生產中的漂白池；3、腐蝕性油井中的拋光棒材；4、海洋工程中的軟管系統；5、酸性氣體生產中的管路、接頭、氣流系統等；6、煙氣脫硫系統中的部件；7、磷酸生產中的蒸發器、熱交換器、過濾器、混合器等；8、硫酸分離和冷凝系統。五、1.4529（N08926）超級奧氏體不銹鋼的加工加工和熱處理：適合于冷、熱加工和機加工，但由于具有高強度，冷、熱加工時需要大功率的加工設備。 1、1.4529（N08926）合金的加熱： (1)、在熱處理之前及熱處理過程中應始終保持工件清潔； (2)、在熱處理過程中不能接觸硫、磷、鉛及其它低熔點金屬，否則會損害材料的性能， 應注意清除諸如標記漆、溫度指示漆、彩色蠟筆、潤滑油、燃料等污物； (3)、燃料中的含硫量越低越好，天然氣中的硫含量應少于0.1%，重油中硫含量應少于 0.5%；(4)、考慮到溫度控制和保持清潔的需要，**在真空爐或氣體保護爐中進行熱處理； (5)、也可以在箱式爐或燃氣爐中加熱，但爐氣必須潔凈并以中性至微氧化性為宜，應避 免爐氣在氧化性和還原性之間波動，加熱火焰不能直接燒向工件。 2、1.4529（N08926）合金的熱加工： (1)、1.4529（N08926）合金的熱加工溫度范圍1200℃～900℃，冷卻方式為水淬或快速空冷。 (2)、加熱時，材料可以直接送入已升溫**工作溫度的爐子中，保溫足夠的時間后(每 100mm的厚度需要60分鐘保溫時間)迅速出爐，在規定的溫度范圍的高溫段進行熱加工。當材料溫度降到低于熱加工溫度時，需重新加熱。 (3)、為得到＊佳性能，熱加工后要進行固溶處理。 3、1.4529（N08926）合金的冷加工： (1)、和所有的奧氏體鉻鎳不銹鋼一樣，1.4529（N08926）合金的加工硬化率較大，因此需要 對加工設備進行挑選。冷加工材料應為固溶熱處理態，并且在冷加工量較大時應進行中間退火。 (2)、若冷加工量大于15%，則需要對工件進行二次固溶處理。 4、Alloy 926（N08926）合金的熱處理： (1)、1.4529（N08926）合金合金的固溶處理溫度范圍是1150℃～1200℃，＊適宜的溫度是1170 ℃；(2)、厚度大于1.5mm的材料冷卻方式為水淬，厚度小于1.5mm的材料也可采用快速空 冷。若采用空冷。 (3)、在熱處理過程中，材料可以直接送入已升溫**工作溫度的爐子中，并且必須保持 工件清潔。 5、1.4529（N08926）合金的去氧化皮及酸洗： (1)、1.4529（N08926）合金的表面氧化物和焊縫周圍的焊渣的附著性比低合金不銹鋼更 強，推薦使用細晶砂帶或細晶砂輪進行打磨。 (2)、在用HNO3/HF混合酸進行適當的時間和溫度酸洗前必須小心打磨或鹽浴預處理將氧 化膜打碎。 6、1.4529（N08926）合金的機加工：1.4529（N08926）合金應在熱處理之后進行機加工，由于材料的加工硬化，因此宜采用比加工低合金標準奧氏體不銹鋼低的切削速度和重進刀進行加工，才能車入已冷作硬化的表層下面。六、1.4529（N08926）超級奧氏體不銹鋼的品種規格與供應狀態：1、品種分類：上海寶嶼特種合金可生產各種規格的1.4529無縫管、1.4529鋼板、1.4529圓鋼、1.4529鍛件、1.4529法蘭、1.4529圓環、1.4529焊管、1.4529鋼帶、1.4529絲材及1.4529配套焊材。2、交貨狀態：無縫管：固溶+酸白，長度可定尺；板材：固溶、酸洗、切邊；焊管：固溶酸白+RT%探傷，鍛件：退火+車光；棒材以鍛軋狀態、表面磨光或車光；帶材經冷軋、固溶軟態、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細磨光狀態交貨。
石化工業包括化肥工業，對不銹鋼管的需求量極大，該行業主要使用不銹鋼無縫管，規格包括：304、321、316、316L、347、317L等，外徑在￠18-￠610左右，壁厚在6mm-50mm左右（一般是選用規格在Φ159mm以上的中低壓輸送管道），具體應用領域為：爐管、物料輸送管、熱交換器管等。例如：耐熱不銹鋼管，主要用于熱交換和流體輸送，國內市場容量每年大約23萬噸，高端需求依舊需要靠進口。雙相不銹鋼管，主要用于化工、化肥的換熱器和流體管市場，因其具有高強度、抗應力、耐腐蝕性和經濟性，其年消費量大約在8000-10000噸。不銹鋼油套管，油田鉆采中使用的不銹鋼無磁鉆鋌、高抗CO、CO2和Cl-腐蝕的超級鐵素體不銹鋼Cr13、Cr25等油套管，據粗略統計分析年用量在2萬噸以上，3~5年后每年將需要大約5~6萬噸，而此類不銹鋼管進口量仍然較大。另外，石化工業潛在市場是大口徑的石油裂化爐用管和低溫輸送管，因其特殊的耐熱耐腐蝕要求和設備安裝維修不便，而要求設備使用壽命周期長，需要通過材料成分控制和特殊熱處理方式優化管材力學性能和使用性能。另一個潛在市場為化肥工業（尿素、磷肥）專用鋼管，主要鋼種為316Lmod和2re69。作為化學工業的重要組成部分，石化行業囊括了很多生產部門，如化肥、橡膠、合成材料等行業。石化產業是經濟發展的基礎產業，涉及到實體經濟的多個方面。目前一套聚烯苯酚裝置檢修更換所需的不銹鋼管為99.1噸，其中Ф108－630mm大口徑不銹鋼管占53.79%。再如，一套52萬噸尿素和30萬噸合成氨大型尿素裝置所需的工藝管線、熱交換器管、“尿素級”專用管、雙相不銹鋼管以及各類其它鋼管共計2018.5噸。
我國**不銹鋼專家、鋼鐵研究總院的吳玖教授去年在“2003年北京國際雙相不銹鋼大會”上介紹了我國雙相不銹鋼生產與使用的情況。 雙相鋼產生已有八十年歷史，但在冶煉與深加工方面的困難一直限制著它的生產與應用，直到上世紀七十年代精煉技術的發展才逐步解決了上述問題。2002年世界上雙相不銹鋼的產量只占總產量的1％，但它的增長率卻高達17％，大大高于其它鋼種的增長速度。可以說雙相不銹鋼在世界上仍屬于剛剛起步的“新材料”。 我國雙相不銹鋼的普及非常迅速，1999年國內雙相鋼的消費量約2000噸，到了2002年就達到4000噸，其中大部分依靠進口。如南京、鎮海、天津、濟南等煉化公司將雙相鋼用于常減壓蒸餾塔頂襯里、塔內構件、空冷器和水冷器等部件；國內一些甲醇合成反應器的觸媒管以及尿素生產中使用的熱交換設備與甲銨泵泵體都采用雙相鋼；在運輸方面，中國長江航運集團青山船廠采用歐洲建造標準，使用進口雙相鋼板，自行制造成功第一艘18500噸化學品船，已出口比利時。西氣東輸工程的塔里木盆地集氣管線也考慮使用雙相不銹鋼焊管，初步計劃用量在3000噸左右。 雙相鋼的應用范圍不止這些。例如在制鹽方面，20-30萬噸制鹽廠的大型鹽水芒硝蒸發罐采用了雙相不銹鋼的襯里和復合板，解決了設備結鹽垢和腐蝕問題，＊長的已有10年的使用歷史；在建筑領域，在濱海城市雕塑景觀和民用容器等方面還有廣闊的應用前景。我國自七十年代中期開始開發含氮的雙相不銹鋼，目前已開發五個牌號，其中低鉻鋼種被列為國標。總體來說，中國仍處于國外的第二代的水平。在雙相鋼的研究與開發方面，鋼鐵研究總院、太原鋼鐵集團公司與寶鋼集團上鋼三廠做了大量的工作，目前太鋼與上鋼三廠已具備批量生產某些牌號雙相鋼的能力。例如三峽工程的通水管線使用的就是太鋼生產的不銹鋼復合管，外壁為普通的低碳鋼板，內壁為雙相不銹鋼板。此外，一些民營企業，如浙江天寶公司也具備了冶煉生產雙相鋼的能力。 針對目前雙相不銹鋼在生產與應用方面存在的問題，吳教授提出了幾點建議：一、通過多種宣傳手段廣為介紹宣傳；二、加速超級雙相鋼的科研和生產試制工作；三、促進發展雙相鋼的生產與制造業，擴大雙相鋼板尤其是熱軋板的生產；四、加強對雙相不銹鋼焊接技術的普及和配套焊接材料的研制；五、在修訂國標時考慮雙相不銹鋼的納標和修訂；六、大力開拓雙相不銹鋼的工業與民用潛在市場。1.雙相不銹鋼的定義 所謂雙相不銹鋼是在其固淬組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半，一般＊少相的含量也需要達到30%。2.雙相不銹鋼的特性與優勢 由于兩相組織的特點，通過正確控制化學成分和熱處理工藝，使DSS兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點。 與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優勢如下： （1）屈服強度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造儲罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%，有利于降低成本。 （2）具有優異的耐應力腐蝕破裂的能力，即使是含合金量**的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環境中。應力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。 （3）在許多介質中應用＊普遍的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優于普通的316L奧氏體不銹鋼，而超級雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性，再一些介質中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不銹鋼，乃至耐蝕合金。 （4）具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相當的奧氏體不銹鋼相比，它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優于奧氏體不銹鋼。 （5）比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數低，和碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具有重要的工程意義，如生產復合板或襯里等。 （6）不論在動載或靜載條件下，比奧氏體不銹鋼具有更高的能量吸收能力，這對結構件應付突發事故如沖撞，爆炸等，雙相不銹鋼優勢明顯，有實際應用價值。 與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的弱勢如下： （1）應用的普遍性與多面性不如奧氏體不銹鋼，例如其使用溫度必須控制在250攝氏度以下。 （2）其塑韌性較奧氏體不銹鋼低，冷，熱加工工藝和成型性能不如奧氏體不銹鋼。 （3）存在中溫脆性區，需要嚴格控制熱處理和焊接的工藝制度，以避免有害相的出現，損害性能。 與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優勢如下： （1）綜合力學性能比鐵素體不銹鋼好，尤其是塑韌性，不象鐵素體不銹鋼那樣對脆性敏感。 （2）除耐應力腐蝕性能外，其他耐局部腐蝕性能都優于鐵素體不銹鋼。 （3）冷加工工藝性能和冷成型性能遠優于鐵素體不銹鋼。 （4）焊接性能也遠優于鐵素體不銹鋼，一般焊前不需預熱，焊后不需熱處理。 （5）應用范圍較鐵素體不銹鋼寬。 與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的弱勢如下： 合金元素含量高，價格相對高，一般鐵素體不含鎳。綜上所述，可以概括地看出DSS的使用性能和工藝性能的概貌，它以其優越的力學與耐腐蝕綜合性能贏得了使用者的青睞，已成為既節省重量又節省投資的優良的耐蝕工程材料。3. 雙相不銹鋼的主要代表牌號 DSS一般可分為四類: 低合金型--代表牌號是UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N） PREN值24～25 中合金型--代表牌號是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）, PREN 值32～ 33 高合金型--標準牌號有UNS S32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N）, PREN 值38～39 超級雙相不銹鋼型--標準牌號有UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）, PREN值＞40 (※ PREN 耐孔蝕指數 PREN=Cr%+3.3×Mo%+16×N%)低合金型UNS S32304不含鉬, 在耐應力腐蝕方面可代替AISI304或316使用.中合金型UNS S31803的耐蝕性能介于AISI 316L和6%Mo+N奧氏體不銹鋼之間.高合金型,一般含25%Cr,還含有鉬和氮,有的還含有銅和鎢,這類鋼的耐蝕性能高于22%Cr的雙相不銹鋼.超級雙相不銹鋼型,含高鉬和氮,有的也含鎢和銅 , 可適用于苛刻的介質條件,具有良好的耐腐蝕與力學綜合性能,可與超級奧氏體不銹鋼相比美. 代表牌號的主要化學成分━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━類型 UNS 牌號 化學成分,%-------------------------------------------------------------------------------- C Cr Ni Mo Cu N 低合金型 S32304 ≤0.03 23 4 0.05/0.20中合金型 S31803 ≤0.03 22 5 3 0.08/0.20中合金型 S32205 ≤0.03 22 5 3 0.14/0.20高合金型 S32550 0.04 25 6 3 2 0.10/0.25超級DSS S32750 ≤ 0.03 25 7 4 0.24/0.32━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 從表中可以看出: S 32205是由S31803派生出的鋼種, 在ASTM A 240/240M-99a標準中是在1999年才納標的,它的Cr、Mo和N元素的區間都比較窄,容易達到相的平衡(即兩相約各占一半), 改善了鋼的強度,耐腐蝕性和焊接性能,多用于性能要求較高和需要焊接的材料,如油氣管線等.4. 雙相不銹鋼的發展動向 值得關注的是低合金含錳雙相不銹鋼的開發. 近十年來有關國家如美國,南非等研究以錳代鎳雙相不銹鋼的開發,但除鑄件外,所開發的新鋼種多具有介穩的奧氏體,藉冷變形后馬氏體的轉變 提高強度,很難作焊接件使用,也很難適應某些環境,例如會產生應力腐蝕的環境,這樣使用很局限.近年瑞典開發的低錳低鎳雙相不銹鋼則比較成熟,目標明確,為了節鎳以取代用途很廣的304,甚至可能代替價格與304相當,目前使用并不廣的2304雙相不銹鋼,具有實際推廣的價值,值得注意.瑞典Avesta Polarit AB開發的LDX 2101 雙相不銹鋼(21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N), 由于提高了鋼中的氮,獲得了穩定的奧氏體,相的平衡與組織穩定性都較好,對金屬間相的析出不敏感,在析出＊敏感的溫度650℃,保溫10h后的沖擊值才降至50J，其組織穩定性較2205鋼好。該鋼的強度高，耐腐蝕性與304相當，可焊接，其壽命周期成本較奧氏體不銹鋼低.LDX 2101鋼已進行工業試制,在AOD/CLU爐精煉后進行連鑄,生產長材鑄胚和板胚,只是目前尚未大量推廣應用，鑒于它具有較好的綜合性能，潛在的用途范圍很寬，尤其用作結構件很有前途，例如可代替 2205雙相不銹鋼用作橋梁結構，還可用制混凝土中的鋼筋，解決在有氯離子污染環境中材料的腐蝕問題,此外，還可取代304和316鋼制造容器、塔器、熱水貯罐和加熱器等。從世界不銹鋼的消耗量來看,雙相不銹鋼只占很少的份額,它的價格還是較高的,從價格比來看:若304,304L為1,則 316L為1.3, 而2205則為1.6, 說明要想增加雙相不銹鋼的市場份額,應當有更廉價的,能與應用＊普遍的304(304L)鋼相競爭的新鋼種還是有價值的,當然這方面還有許多工作要做. 值得一述的還有含錳超級雙相不銹鋼的開發,在德國開發了含25%Cr, 6%Mn, 6%Ni, 3%Mo, 2%W和～0.5%N,還有Cu的高合金鑄鋼,該鋼靠固溶強化,σ0.2 可達到550MPa, 比含0.15%N的類似鋼種高出近70MPa, 臨界孔蝕溫度(CPT)達到70℃,耐磨損腐蝕性能好. 在奧地利也開發了BO A920(26%Cr, 7%Ni, 3%Mn, 4%Mo, 0.35%N)超級雙相不銹鋼, PREN值達45,σ0.2為～600MPa, AK為100～200J, 適合用制小尺寸高速運轉的部件. 這兩種鋼目前還處于試驗室階段. 這兩種鋼都是靠加入錳提高了氮的溶解度,由于合金含量高,組織穩定性相對較低,容易析出脆性相 z0x0z0 2006-09-10 20:321 中國雙相不銹鋼的發展概況 在國外經過幾代雙相不銹鋼的發展和完善，至今已有包括超級雙相不銹鋼在內的系列牌號。雙相不銹鋼己是一個成熟的，能與馬氏體、鐵素體、奧氏體不銹鋼并列的鋼類。發展到今天，國外的雙相不銹鋼無論從生產、加工制造及應用角度來看，技術上已然比較成熟，作為一種性能優良，又能節省投資的工程材料在一些用途上取代了普通的奧氏體不銹鋼，應用領域十分廣泛。盡管世界雙相不銹鋼的年產量不是很高，只占世界不銹鋼產量的1％，但隨著雙相不銹鋼局部腐蝕性能好和強度高的優勢的充分利用和展現，以及有目共睹的良好使用效果，使其每年以17％的速率增長著，至2002年產量已達11萬t以上。 在國外發展雙相不銹鋼的基礎上，中國自70年代中期也開始發展了雙相不銹鋼，主要是研制含氮鋼，關注氮對鋼性能和工藝的影響。至今已有包括5個鋼種的系列牌號，但只有低鉻的鋼種納入了國家標準，其余都按企標生產，目前鋼板的國標正在修訂，Cr22和Cr25型的雙相不銹鋼將考慮納標。中國的雙相不銹鋼只是處于國外第二代雙相不銹鋼的發展水平，鋼中的含氮量在0．2％以下。至于目前國外己步入市場的含氮在0．25％－0．35％的超級雙相不銹鋼，中國仍處于實驗室開發階段，AOD精煉工藝和雙相不銹鋼連鑄工藝的成熟將有助于超級雙相不銹鋼板的工業試生產成功。 目前國內雙相不銹鋼主要產品是管、板和復合板，也有鍛件和鑄件，產量都不大。φ219mm的無縫管和φ457mm薄壁等離子焊管都已研制成功，2205與Q345C的復合板也己用在長江三峽工程的排沙管，泄洪深孔襯砌等。據不完全統計，1999年雙相不銹鋼國內的消費量約2000t，近兩年的年消費量達到4000t，翻了一番。隨著應用的發展，國內產品滿足不了要求，尤其一些工程項目，主要仍是靠進口。 目前國內已具有制造雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼設備的實力和較好的水平。南京化工有限公司化工機械廠，上海石化機械制造公司，金州重型機器有限公司等近十家大中型機械制造公司已經制造了近百臺的雙相不銹鋼設備，南京化工有限公司化工機械廠和金州重型機器有限公司也能按照國外標準制造不只一臺設備，分別出口至印度和馬來西亞。南京化工有限公司化工機械廠和上海石化機械制造公司不僅能制造普通雙相不銹鋼設備，還能制造超級雙相不銹鋼設備，當然所用的UNS S32750和UNS S32760超級雙相不銹鋼的管材都是進口。至于油氣和石化所需的管線鋼，國內近兩年已開始制造和野外施工焊接，還有待積累這方面的經驗。 2 中國雙相不銹鋼的應用業績 國外雙相不銹鋼己廣泛地應用于各工業領域，諸如紙漿和造紙、陸上和海上的油氣工業、化學加工工業、運輸業（化學品船和槽車）、制藥和食品工業以及建筑業等。大多用來制造反應容器，各種工業設備和輸送管道等。在大多數應用中，雙相不銹鋼被認為是具有成本效益的材料，填補了普通奧氏體不銹鋼如316和高合金奧氏體不銹鋼之間的空白。 以下是中國的雙相不銹鋼在有關工業領域應用的典型實例。 2.1 石油和天然氣工業 這是國外應用雙相不銹鋼的主要領域之一，目前鋪設的油氣輸送管線已有1000km。國內只有南海油田少量使用，全部進口。另外，西氣東輸工程西起塔里木盆地的集氣管線考慮要用雙相不銹鋼焊管，國內已有條件生產和制造。 煉油工業是＊早使用國產雙相不銹鋼的部門，在南京，鎮海，天津，濟南等煉化公司多集中用在常減壓蒸餾塔的塔頂襯里（或復合板）、塔內構件、空冷器和水冷器等，＊長的已使用20年。鎮海煉化公司是我國**的煉油基地，加工能力為1600萬t，進入世界百強，冷凝冷卻系統中多套設備使用雙相不銹鋼。 2.2 化學和石化加工工業 這一領域涉及的范圍很寬，工況情況復雜，介質多種多樣，也是使用雙相不銹鋼較早和較多的領域。甲醇是重要的能源化工原料，2002年國內產量210萬t，進口量與此相當，國產缺口很大，當然也有少量（數千噸）出口韓國，目前20萬t的大型和多套10萬t以下的中小型的甲醇合成反應器的觸媒管都是采用雙相不銹鋼，大中型裝置采用2205鋼管，使用進口管較多，小型裝置多采用18－5Mo型國產鋼管。 齊魯石化公司氯乙烯裝置的氧氯化反應器中的冷卻蛇管的介質條件（HCI，水蒸氣）苛刻，目前已使用進口的2205雙相不銹鋼，使用結果有待觀察。 上海石化公司乙烯裝置的催化劑再生冷卻器采用國產類似DP3鋼的00C25Ni7Mo3WCuN雙相不銹鋼做海水冷卻器管，海水出口溫度40℃，至今已間歇使用15年，效果很好。 河南煤化工廠的粉煤氣化裝置的數臺冷卻器都是采用進口2205鋼管制造。 2.3 化肥工業 尿素工業也是＊早使用國產雙相不銹鋼的部門，裝置中含氯離子水的換熱設備使用得較多，例如尿素裝置中CO2壓縮機三段冷卻器原使用304L奧氏體不銹鋼管束，l個月后即因應力腐蝕破裂而泄漏，雙相不銹鋼可用5年以上，隨后一、二段冷卻器也都換用了18－5Mo或2205雙相不銹鋼。 由于雙相不銹鋼在尿素介質中有良好的抗腐蝕疲勞性能，很適合制造尿素生產的關鍵設備——甲按泵泵體。國產的00Cr25Ni6Mo2N鋼可以通過Huey法的晶間腐蝕傾向檢驗，己用于黑龍江化肥廠、洞庭氮肥廠（五柱塞式）等大型化肥廠。國內中小化肥廠的甲按泵泵體基本上采用18－5Mo鋼制造，也有數十家采用的是高鉻含鉛雙相不銹鋼。此外這種鋼的泵閥鍛件通過了日本JIS G0573、G0591硝酸法和硫酸法的檢驗，批量出口日本，價格要比日本當地生產的便宜。 此外，采用國產OCr25Ni6Mo3CuN時效強化雙相不銹鋼，利用其耐磨損腐蝕性能，用于尿素裝置主工藝管路多種規格的高壓截止閥的內件等，效果不錯。 2.4 運輸業 ＊近幾年海上化學品運輸船行業是國外**的雙相不銹鋼用戶，消費量約占熱軋板的50％。化學品船裝載的液體貨物多種多樣，包括化學和石化產品，食品等，要求船艙材料既能耐腐蝕，又有高的強度。如今2205雙相不銹鋼已代替316L和317L奧氏體不銹鋼，成為海上化學品船的標準用材。 國內在這方面剛剛起步，中國長江航運集團青山船廠采用歐洲建造標準，使用進口的2205鋼板，自行制造成功第一艘18500t化學品船，鋼板消耗量約1200t，己出口比利時。實現了我國用雙相不銹鋼建造化學品船零的突破，該廠已形成規模生產能力。 2.5 造紙和制鹽輕工業 由于雙相不銹鋼在中性氯化物溶液中有較好的耐孔蝕和縫隙腐蝕的能力，利用這一特點，國內開發了該鋼在真空制鹽和鹽硝聯產裝置上的應用，20萬-30萬t制鹽廠的大型鹽水和芒硝蒸發罐采用了雙相不銹鋼的襯里和復合板，解決了設備結鹽垢和腐蝕問題，＊長的已有10年的使用歷史。雙相不銹鋼用于大型真空制鹽裝置，國內已有成熟的經驗。 在制紙漿和造紙業領域，國內幾乎是空白，硫酸鹽蒸煮法仍多采用低碳鋼制造的蒸煮鍋，而國外早已普及使用雙相不銹鋼的蒸煮、漂白等設備，目前國內也有引進，但數量極少。 綜上所述，可以看出國內雙相不銹鋼的使用是有一定局限性的，像國外大量使用雙相不銹鋼的諸如紙漿和造紙工業、油氣工業、運輸業、甚至建筑業幾個大的領域我們涉及得不多，有的還只是剛剛開始。根據國情，利用雙相不銹鋼的性能優勢，今后除繼續擴大在化工和石化等領域的應用外，結合紙漿和造紙工業的技術改造需要開發在這一領域中的應用，至于油氣管線目前很難推廣，雙相不銹鋼的價格是太高了但是制造有關油氣田需要的耐氯離子和硫化氫的裝置像集氣管線和換熱設備等還是可以采用雙相不銹鋼，甚至超級雙相不銹鋼的。海上運輸業的發展，化學品船制造業方興未艾，需要大量大張的鋼板，這一缺口有待填平補齊。至于在建筑業方面的應用，至今還完全未涉及，其實濱海的城市雕塑景觀和開發2304鋼用于民用熱水器方面完全可代替304和316奧氏體不銹鋼。 3 中國雙相不銹鋼的發展前景與建議 近十幾年來，尤其是歐洲的雙相不銹鋼研究與開發工作開展得非常活躍，無論從生產，加工制造，還是應用，技術上已然比較成熟。雙相不銹鋼作為一種性能優良的，又有成本效益的工程材料已廣泛使用。為了盡早扭轉我國雙相不銹鋼科研、生產，甚至制造所處的較為落后的局面，為了使這類具有高強度、優良的耐蝕工程材料在國內盡快地擴大椎廣應用于國民經濟和國防工業的有關領域，也為了更好地迎接加入WTO后的挑戰，根據雙相不銹鋼的發展現狀，當前應采取的措施是： （1）通過多種宣傳手段廣為介紹宣傳，組織技術資料編寫和出版，適時舉辦各種研討會、講座、培訓班，特別是應用領域有關示范工程的經驗介紹，以及像今天這樣的國際會議等進行大力宣傳雙相不銹鋼的特性和優勢、**的技術與科研成果、制造竅門、使用范圍等，以此來提高不銹鋼專家、制造商、設計師、工程師、消費者對雙相不銹鋼的認識和理解，促成一個知道、熟悉并樂于使用雙相不銹鋼的局面。 （2）加速超級雙相不銹鋼的科研和生產試制工作。借鑒國外的經驗，國內生產雙相不銹鋼的鋼種應著力發展潛在需要量大、使用面廣、工藝上又比較容易掌握的2205和2304牌號。 （3）促進發展雙相不銹鋼的生產與制造業，擴大雙相不銹鋼鋼板尤其是熱軋鋼板的生產，目前的板寬和極長還滿足不了要求，表面質量也有待改進。對小規格雙相不銹鋼無縫管的生產，國內已比較成熟，當前急需解決的是較大規格的無縫管和焊管的生產，生產工藝有待開發。此外，如何將雙相不銹鋼產品的價格降下來，也事關國內雙相不銹鋼的發展。固然擴大產量，生產對路適銷產品很重要，不容忽視的是要采用新技術新工藝，采用氧化鋁球代替金屬鋁，氧化鎳代替金屬鎳，降低冶煉成本，推廣采用雙相不銹鋼連鑄技術，提高成材率等。 （4）為適應雙相不銹鋼日漸廣泛的推廣應用，國內應加強對雙相不銹鋼焊接技術的普及和配套焊接材料的研制。 （5）不銹鋼的國家標準已有十多年沒有修訂，在修訂國標時必須考慮雙相不銹鋼的納標和修訂。國外對于占產量80％的2205牌號專門制訂了產品出廠檢驗的用戶驗收標準，我們也應考慮引進和吸收，充實現有的檢驗方法和標準，以促進雙相不銹鋼的生產和定貨。 （6）大力開拓雙相不銹鋼的工業用與民用的潛在市場（如建筑業——結構、橋梁、混凝土用鋼筋；如制造業——容器、儲罐、化學品運輸船、快艇、槽車；又如家用設施——高位水箱、電熱水器、住房水汽配管等），并研制、試用、推廣國外開發的又適合我國國情（缺鎳少鉻）的一些新品種（如低鎳節約型雙相不銹鋼），相信中國推廣雙相不銹鋼有著非常廣闊的應用前景。2. 煉油工業 這是雙相不銹鋼使用較多的領域之一，主要用在常減壓蒸餾，催化裂化和加氫脫硫等裝置。國內外都有成功的使用經驗，也存在失效的事例。 ①常減壓裝置 在塔頂的低溫輕油部位及冷凝冷卻系統處于溫度＜120℃的 HCl-H2S-H2O腐蝕環境，尤其在煉制含鹽、含硫高的原油時，Clˉ含量**可達2000-4000 mg/L，一般為100 mg/L左右，H2S一般為32-65 mg/L，在此環境中碳鋼會產生嚴重的均勻腐蝕，0Cr13表現為點蝕，奧氏體不銹鋼則為應力腐蝕破裂。當采用原油深度脫鹽及綜合工藝防腐后，Clˉ可控制在20-30mg/L ，H2S≤32mg/L，如果油品較雜，破乳劑不能很好適應時，脫鹽達不到控制的Clˉ含量，仍會帶來設備的腐蝕問題。 早在70年代采用魯寧輸油管線油的南京煉油廠和濟南煉油廠在這一系統中即采用了00Cr18Ni5Mo3Si2雙相不銹鋼，主要集中用于常減壓塔頂襯里（或復合板），塔內構件，常頂空冷器，減頂增濕空冷器，減頂后冷水冷器管芯，油水分離器襯里等，取得良好的使用使用效果，＊長的已使用20年。典型介質條件（以減頂冷凝水為例）： pH:7-8.3，Clˉ:16.51-499mg/L，一般＜150mg/L，H2S: 52.7-175.93mg/L（**1055mg/L） 80年代以后，在沿海的天津煉油廠先后使用了4臺00Cr18Ni5Mo3Si2雙相不銹鋼的減頂后冷水冷器管芯，現在仍在服役。 使用＊多的當屬現在的鎮海煉化公司,該公司是我國**的煉油基地,加工能力為1600萬噸,進入世界百強.該公司早在80年代就使用了4臺00Cr18Ni5Mo3Si2雙相不銹鋼的減壓塔一,二級抽空冷卻器管束的換熱管.1998年在800萬噸/年常壓塔塔頂部位全部換用了2205+20R復合板, 8臺減壓塔頂冷凝冷卻器的管芯全部使用了國產2205焊管和2205+16MnR復合板管板,已連續運行5年. ②催化裂化裝置 原油中除鹽、硫等雜質外，在二次加工原料油中還含有0.5%以上的氮化合物，經催化劑作用熱解后，在催化裂化的分餾和吸收穩定部位出現HCN-H2S-H2O的腐蝕環境。國內南京、濟南等煉油廠先后用00Cr18Ni5Mo3Si2鋼制作了催化吸收解吸塔的襯里，塔盤板和浮伐等，取得了良好的使用效果。國外在催化裂化裝置的汽油再熱器使用3RE60（與國產00Cr18Ni5Mo3Si2鋼相當）鋼。 ③加氫裂化，加氫處理裝置 80年代以來國外采用3RE60和SAF 2205（與國產的00Cr22Ni5Mo3N鋼相當）鋼用作加氫裂化，加氫脫硫等二次加工裝置中的空冷器，熱交換器等的管束、管板和封頭的較多，這方面既有不少成功的經驗，也有失敗的事例，國內采用的不多。這些設備處于H2S-H2-NH3-H20并含有Clˉ的環境，也是濕H2S的系統。 在加氫裂化裝置中空冷器的腐蝕是比較嚴重的， 瑞典自1983年開始有10臺空冷器使用的是SAF 2205鋼，流出物的KP值（流出物的腐蝕系數KP=mol%NH3×mol%H2S）范圍為0.1-1，Clˉ20ppm ，壓力12MPa，入口流速6 m/s，入口溫度130℃，設備經數年的運行，沒有發生腐蝕或磨損腐蝕。 美國在California一個煉油廠的三臺熱交換器管芯陸續都使用了3RE60鋼，1992年檢查時，情況良好。另一家US石油公司的幾臺空冷器（工藝物流中含65-85%H2，炭氫化合物，H2S，5-8MPa，110-205 ℃）已使用了8-11年，其上游和下游的幾臺熱交換器也同樣未發生問題。但是也有失敗的事例，美國另一煉油廠的3RE60鋼熱交換器，管程入口溫度285℃，維持210℃，從低壓分離器來的液體組分進入殼程的溫度88℃，維持220℃，管程壓力11.5MPa，殼程壓力0.6MPa。該設備于1994年使用3年后泄漏，裂紋出現在近管板處的管子內外壁上。經分析管外壁為FeS腐蝕產物所覆蓋，Clˉ高達1%，管內壁較干凈，只有少數點坑。外壁裂紋較少，屬氯化物應力腐蝕破裂，內壁裂紋多，屬硫化物應力腐蝕破裂(SSCC)。 其他在中東，東歐個別煉油廠的3RE60空冷器運轉幾年后，于1992年也出現了類似問題，裂紋均發生在管與管板焊接處的熱影響區，該處的鐵素體量分別高達100%和＞75%，這樣的組織必然對氫致開裂(HIC)敏感。 通觀這幾個失效事例，多數都是與設備制造技術有關，但是看來雙相不銹鋼盡管有多年的使用經驗，在加氫系統中尚未建立起安全可靠的使用介質的上限條件也是一個原因。3.石油化學和化學工業 石油化學和化學工業腐蝕環境的特征是反應溫度較高，介質中常含有高濃度或中等濃度的氯化物，容易誘發不銹鋼的應力腐蝕破裂。在這一領域中不僅使用雙相不銹鋼，更多的還要使用超級雙相不銹鋼。 ①氯乙烯生產裝置 氧氯化法生產氯乙烯的腐蝕環境是相當苛刻的，各種級別的雙相不銹鋼用于制造該裝置中的容器，熱交換器和管道系統，＊苛刻的腐蝕條件是接觸鹽酸，超級雙相不銹鋼多用制關鍵設備如氧氯化反應器，HCl冷卻器和氯乙烯塔等。國內齊魯石化公司的氧氯化反應器中冷卻盤管采用的是進口的SAF 2205鋼管,在本網站已有該公司的詳細介紹文章,我國沒有使用超級雙相不銹鋼,使用結果如何,有待進一步觀察. 氧氯化反應器為盤管式，二氯乙烷與HCl在催化劑作用下反應生成氯乙烯，介質條件：管程：水 殼程：HCl，水蒸汽，二氯乙烷，230℃，0.2MPa 從氧氯化反應器出來的氣體經急冷和洗滌后，進入預冷凝器（空冷器），帶有鋁制翅片的管束國外多由3RE60鋼或2205鋼制造。氯乙烯再沸器也如此，管內走EDC，含微量鹽酸，100℃，1.2MPa；殼程通蒸汽200-230℃，1.3MPa。3RE60鋼5年無損壞。 ②甲醇合成反應器 甲醇是重要的基本有機化工原料，是一炭化學的重要產品，也是合成氣化學加工的起點還可作溶劑，車用燃料等。80年代初期國內國內已建低壓合成甲醇試驗裝置，至今以煤為原料的20萬噸大型合成甲醇裝置早已投產運行數年，其他幾十套中小型的裝置都在生產。甲醇合成反應器是國內使用雙相不銹鋼管＊多的設備,小型反應器的觸媒管多由00Cr18Ni5Mo3Si2 鋼制造，大中型的則使用00Cr22Ni5Mo3N鋼。使用條件： 管程：CO，H2，CH3OH合成氣，265℃，5.2MPa 殼程：蒸汽，脫鹽水，250-265℃，3.9-5.1MPa 雙相不銹鋼的高壓設備使用10年無腐蝕. 國外除反應器外，其他如物料/流出物熱交換器，管路系統等也都使用雙相不銹鋼。 ③醋酸等有機酸的生產裝置 雙相不銹鋼在有機酸中有較好的耐腐蝕性，在醋酸生產中往往加入各種鹽類的觸媒，即使是超級雙相不銹鋼也不耐含Fe3+，Cu2+氧化性離子的氯化物觸媒的腐蝕，但在用還原性觸媒如MnCl2，MnAC（醋酸錳）的醋酸中，SAF2507卻有好的耐腐蝕性。 在生產對苯二甲酸二甲脂時，采用NaBr和MnAC的觸媒，工藝中醋酸也是雙產品，它回收后的濃度可達90%，125℃，使用904L和825合金都不是很理想，超級雙相不銹鋼Zeron100和SAF 2507可用作第一冷卻器和觸媒再生設備。在甲醛生產介質中SAF 2507鋼有很好的耐腐蝕性，優于904L和含6%Mo的高合金奧氏體不銹鋼，可用作塔器和蒸發器，使用條件： 管程：甲醛，微量甲酸，200℃，0.8MPa 殼程：蒸汽，230℃，1.7MPa④德士古水煤漿加壓氣化裝置 德士古氣化裝置的后續設備其中有生產甲醇的裝置,已如前述.氣化裝置中的中壓閃蒸罐頂冷凝器也是使用雙相不銹鋼管多的設備.目前上海"三聯供"工程在該兩臺設備上使用的都是進口的SAF 2205鋼管,在天津天辰化工設計院選用該鋼時,它的使用條件已近2205鋼的使用臨界條件(參見講座(4)),但是在保證母材和焊后熱影響區合適相比例時,經過近8年的使用,多次檢查,沒有發現問題. 同樣,在河南煤化工廠的粉煤氣化裝置的幾臺后續冷卻器也都是在90年代上的使用雙相不銹鋼進口管的設備,目前使用正常.4 石油和天然氣工業 這是國外應用雙相不銹鋼的主要領域之一,目前鋪設的油氣輸送管線已有1000km. 雙相不銹鋼多用作陸上和海上輸送油,氣的集氣管,輸送管線以及熱交換器等，尤其在天然氣的生產中，雙相不銹鋼多數面臨的是含有大量H2S,Clˉ的酸性環境,也有的是含CO2 和Clˉ的環境,甚至是只含高Clˉ的環境. 在酸性環境中影響雙相不銹鋼對硫化氫應力腐蝕敏感性的主要因素有溫度、H2S濃度、pH值和Clˉ含量,CO2通常起的是緩蝕作用. 雙相不銹鋼在酸性環境中的應用主要是要確定他的使用安全界限，Cr18和Cr22型雙相不銹鋼的應用相對較成熟，NACE MR0175材料技術要求中給出SAF 2205鋼在酸性環境中的使用安全界限：使用溫度≤232℃，H2S分壓≤0.**si(2.1×10-3 MPa)，σ0.2≤145ksi(1015 MPa)，HRC≤34 美國Shell公司進一步提出SAF 2205鋼的使用指導準則，除按MR0175規定外，還補充規定：當溫度處于177-232℃之間，可以將H2S分壓提高至≤0.9psi(6.3×10-3MPa)（只允許用于生產管的襯里），此外，使用雙相不銹鋼時，避免用鹽酸酸化和應使用脫氣的凈鹽水. 超級雙相不銹鋼也已在油、氣工業中使用，如UR52N+已用在北海油田的油氣集合管和輸送管線，SAF 2507鋼用在阿拉斯加，北海，墨西哥灣等地的油氣井生產，海上采油平臺設施以及油氣輸送管線等，多用在沒有緩蝕劑的苛刻酸性環境. 雙相不銹鋼在國內很難推廣用于油氣管線,畢竟它的價格是太高了,但是制造有關油氣田需要的耐Clˉ和H2S的裝置,象集氣管線和換熱設備等還是可以采用的,目前只有南海油田少量使用,全部進口. 有關西部開發重大的西氣東輸工程項目,西起塔里木盆地的集氣管線有可能考慮要用雙相不銹鋼大口徑焊管,國內已有條件生產和制造.5 紙漿和造紙工業 雙相不銹鋼在國外紙漿和造紙工業中的應用已有30年的歷史了，也是使用 雙相不銹鋼＊多的領域之一. 北歐造紙業發達,目前幾乎紙漿和造紙的壓力容器都是用雙相不銹鋼制造. 芬蘭Pori制造廠就生產了百多個壓力容器,**的蒸煮器容積為400m3. 多數采用2205鋼制造,其他如UR47N(00Cr25Ni6.5Mo3N)、UR52N+ (00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN)等雙相和超級雙相不銹鋼都已獲得了應用.要制造木屑預蒸器、間歇式和連續式紙漿蒸煮器，造紙壓力滾筒機和回收設備等，都取得了良好的使用效果.? 在連續式硫酸蒸煮裝置中木屑預蒸器的Clˉ高達8000ppm，316L鋼只能用1年，UR47N使用4年無腐蝕.連續式蒸煮器的腐蝕情況較間歇式蒸煮器輕，常采用304L或316L復合板，近年因磨損腐蝕，應力腐蝕增加，換用了2205鋼，主要用在蒸煮器的下部. 在間歇式蒸煮器中蒸煮液介質由含有Na2S、Na2SO4、Na2C03、NaCl和20%NaOH組成，目前世界上有數十臺由UR45N(相當2205)和UR47N復合鋼板或整板制造的間歇式蒸煮器在使用，壽命在10年以上. 二氧化氯漂白液筒的典型的介質條件為pH6-7，70℃，≥600ppmClˉ，300ppmClO3ˉ和20-200ppmClO2.在此介質中UR45N(SAF 2205)盡管較316L鋼好，但仍有孔蝕，**是使用超級雙相不銹鋼UR52N+，SAF 2507等，可以和含6%Mo的奧氏體不銹鋼相媲美. 國內的應用幾乎是空白,近年個別有從國外引進的造紙裝置.6 化肥工業 隨著雙相不銹鋼的發展在尿素和磷肥工業中的應用逐漸增多，尿素工業中多用變形材，磷肥工業中多用鑄件. ①尿素工業 目前生產尿素的CO2氣提法和NH3氣提法采用的多是高合金奧氏體不銹鋼，甚至鈦材，國內已開始在大型尿素裝置的甲銨泵泵體上采用高鉻雙相不銹鋼以代替316L（尿素級）鋼. 80年代以來，日本東洋工程公司開發的ACES法尿素新工藝中氣提塔，甲銨冷凝器和高壓分解塔三臺高壓設備都采用了DP-12（含有微量鎢和銅的25Cr-7Ni-3Mo-N鋼和R-5(00Cr25Ni6.5Mo1.5N)雙相不銹鋼，前者用制氣提管、冷凝管、分解管和輸送管道等，后者則用于高壓設備的殼體。ACES法的成套裝置已出口到西班牙、韓國、印尼等國，中國也引進了年產52萬噸尿素的大型裝置. 從80年代開始，國內就已開始在尿素介質中研究和使用雙相不銹鋼，首先在棲霞山化肥廠法式裝置CO2壓縮機三段冷卻器上代替304L管束使用了00Cr18Ni5Mo3Si2雙相不銹鋼，304L鋼原用一個月后即出現泄漏，該設備的工藝條件苛刻，管程濕CO2的進口溫度為180℃，出口溫度為45-50℃，壓力8-9MPa，殼程冷卻水含Clˉ量為80-100ppm，含O2量為6-10ppm，進口溫度為32-34℃，出口溫度為80℃，壓力0.4MPa.管子裂紋發生在高溫端管板與管子的脹管交界部位及管板縫隙口的部位，屬于典型的穿晶型SCC.雙相不銹鋼＊長的使用近5年，隨后二、三段冷卻器也都換用了雙相不銹鋼，目前采用的是00Cr22Ni5Mo3N鋼. 關于雙相不銹鋼的泵和閥，由于雙相組織的特點，抗腐蝕疲勞性能好，很適合制造尿素 國內牌號0Cr17Mn13Mo2N。 A4鋼為其俗稱,它是一種節鎳鋼種，雙相不銹鋼。耐蝕性優于常用的Mo 2%-3%的Cr-Ni奧氏體鋼。可運用在小化肥,全循環法尿素設備等方面。該鋼種熱塑性差,成材率低,妨礙了大量生產和應用。生產的關鍵設備?甲銨泵泵體。甲銨泵泵體材料的選擇取決于尿素的生產工藝路線，目前國內大化肥廠很多采用氣提法生產工藝，泵體所處溫度約為75℃，中小化肥廠一般采用全循環法生產工藝，溫度約為95℃，以上兩種工藝路線使用316L（尿素級）鋼是可行的，不過使用耐腐蝕疲勞性能更好的雙相不銹鋼效果會更佳，大泵體結構和操作條件復雜，要求材料必須通過Huey法的晶間腐蝕傾向檢驗，因此，使用的是Cr25型雙相不銹鋼，如329(0Cr25Ni5Mo2)、00Cr25Ni6Mo2N甚至00Cr25Ni7Mo3N鋼等，國內多使用后兩種，如棲霞山化肥廠自1987年開始使用的是00Cr25Ni6Mo2N鋼單缸體式，隨后洞庭氮肥廠和黑龍江化肥廠使用的是00Cr25Ni7Mo3N鋼三缸一體式的大泵體.國內中小化肥廠使用的多是00Cr18Ni5Mo3Si2鋼，也有不少廠家使用00Cr25Ni6Mo2N鋼，Cr18型鋼不能通過Huey法的檢驗，但價格相對較低，壽命高于以往使用的0Cr18Ni12Mo2Ti或316鋼. 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用材也是一個問題，要考慮鋼能耐磨損腐蝕，國內有的廠，如赤水天然氣化肥廠，瀘州天然氣化工廠等廠的甲銨泵和液銨泵使用的是00Cr25Ni6Mo2N鋼的閥門內件，四川化工集團公司三胺廠甲銨泵單向閥和寶雞氮肥廠裝置的主工藝管路上多種規格的高壓截止閥的內件使用的是0Cr25Ni6Mo3CuN鋼，使用效果都不錯，但是從材料耐腐蝕性能來分析，0Cr25Ni6Mo3CuN鋼屬于時效強化雙相不銹鋼，耐磨損腐蝕性能優于00Cr25Ni6Mo2N鋼，后者耐腐蝕疲勞性能更突出，更適合制造甲銨泵泵體. ②磷肥工業 純磷酸的腐蝕性不是很強，但是介質中的雜質如：氫氟酸，氟硅酸，過量硫酸，氯化物和氟化物等會使其腐蝕性變強。目前95%以上的磷酸都是用硫酸浸蝕磷礦石所謂濕法生產的，溫度的效應，Fˉ、Clˉ等雜質以及料漿的磨損腐蝕都會提高介質的腐蝕性。因此，磷礦的組成和工藝條件對材料的腐蝕有很大的影響.濕法磷酸生產中料漿泵和濃磷酸泵，尤其是過流件的磨損腐蝕＊為嚴重，是磷肥生產的關鍵設備. 國內大部分磷礦中含10%以上的SiO2，對腐蝕有加速作用的Clˉ，Fˉ等差別很大，如Clˉ含量在100-1000ppm之間變化，而對腐蝕有抑制作用的Mg2+，Al3+，Fe3+ 等含量也不相同，總的屬于中等腐蝕性礦，但由于含硅高，磨損性強.因此，耐磨損腐蝕性較好的雙相不銹鋼是有使用前途的. 國內生產硝酸磷肥的裝置，介質條件不是很苛刻，料漿泵等采用的是美國ACI CD-4MCu(0Cr26Ni5.5Mo2Cu3)鑄鋼，這種材料國外使用的很成熟了.于二水法生產磷銨裝置中的濃磷酸和稀磷酸臥式離心泵的過流件都是使用國產的CD-4MCu鑄件
雖然中國制藥設備產品經多年的發展，其應用也已經相當成熟，但制藥企業的設備管理與采購人員對制藥設備材料選擇概念仍處于模糊狀態，特別是對金屬材料的選擇更為撲朔迷離。認為選了316L材質便是符合了GMP，這個錯誤的觀念在中國乃至國外相關人士有一定的的沉淀。雖然，筆者撰寫過此類文章，人們對此有所改觀，但仍有部分業內人士仍沉溺于此，這是對GMP的一種曲解，其也與GMP內含所相悖的。 1、GMP對制藥設備材料的要求 (1)GMP(98版)1第32條認為：“與藥品直接接觸的設備表面應光潔、平整、易清洗或消毒、耐腐蝕，不與藥品發生化學變化或吸附藥品。”第34條認為：“……儲罐和輸送管道所用材料應無毒、耐腐蝕。……注射用水儲罐的通氣口應安裝不脫落纖維的疏水性除菌濾器。” (2)GMP(98版)附錄2第一節3款第7條認為：“潔凈室(區)內應使用無脫落物、易清洗、易消毒的衛生工具……。”第二節3款認為：“與藥液接觸的設備、容器具、管路、閥門、輸送泵等應采用優質耐腐蝕材質，……。過濾器材不得吸附藥液組份和釋放異物。禁止使用含石棉的過濾器材。” 再看美國cGMP3中211.65條(a)款，其認為：“設備表面與組份、中間物料或藥品接觸時應不起反應，無吸著、吸附作用，以不致改變藥品的安全性、鑒別特征、含量(或效價)、質量或純度而使之超出法定或其它既定要求。” 可以說，查遍GMP相關文件均未見到制藥設備選材的強制性條文，GMP對制藥設備選材只作了定向的規定，而沒有作具體的規定。雖然，在《藥品生產驗證指南》4這本國內權威性的專著中，對一些生產過程中設備和管道的選材作了若干陳述，如類似注射用水管路材質為316L，其是有的放矢，而不是一遇到制藥設備與物料直接接觸的材質便是316L這樣敘述的，何況此書的前言中明確表示“是一本驗證工作方面的指導性工具書，不具有法規性的驗證規定4。”這說明：GMP對制藥設備選材只作定向性的規定。 2、制藥工藝對制藥設備的材料要求 人們在關注制藥設備材料應“易清洗或消毒、耐腐蝕，不與藥品發生化學變化或吸附藥品”的同時，更不要遺忘另一個選材原則，這便是不溶性微粒的有效控制。 在藥品中微粒大致有塵粒、金屬或其它微粒，微粒的存在直接影響藥品質量，危及人們的生命安全。大量臨床資料表明，如藥品被7-2μm的塵粒污染了，尤其是靜脈注射用藥，可以導致熱原反應、肺動脈炎、微血栓或異物肉芽腫等，嚴重的會致人死命4。因此，我國藥典1985年**對輸液不溶性微粒作出限定，規定每毫升中大于或等于10μm的粒子不得超過50個，大于或等于25μm的粒子不得超過5個4。 同時，文獻4中也明確指出：無菌性及不溶性微粒的污染是無菌原料藥區別于非無菌原料藥的兩大主要特征，也是生產工藝中與控制的＊重要項目之一。不溶性微粒的污染的控制在無菌原料生產中＊難控制的一項指標，每個無菌產品的不溶性微粒必須是在一定的范圍內，即大于10μm和小于25μm的不溶性微粒控制在300個/g以下，而大于25μm的不溶性微粒控制在30個/g以下4。 所列舉的不溶性微粒的來源在生產過程中有四個方面，即公用設施系統、操作系統、工藝物料系統以及設備或用具系統。其中設備或用具系統不溶性微粒控制的關鍵與材質選用密切相關，有部分物料在材質表面作高速接觸時，基于材質表面硬度低而產生一定量的金屬微粒，如像316L不銹鋼表面硬度相對軟，物料高速運動與相對軟的材質表面接觸必然產生金屬微粒。為了確保不溶性微粒污染的數量就必須嚴格控制各個相關環節，特別是材料的選用尤為重要。 3、對制藥設備中常用不銹鋼材料選擇的探討 在金屬材料中，奧氏體不銹鋼是制藥設備產品使用＊為廣泛的材質，常見的品種有316L(00Cr17Ni14Mo2)、316(0Cr17Ni12Mo2)、304L(00Cr19Ni11)、304(0Cr19Ni9)及1Cr18Ni9Ti(俗稱18-8)，它們的共同特點便是具有耐蝕性和較好的耐熱性。這些奧氏體不銹鋼的共性是耐蝕，而其“耐蝕”性是相對的，其是指在一定的外界條件和一定的腐蝕介質中具有高的化學穩定性的特性。但是，此類奧氏體不銹鋼在某些介質情況下使用時，就會產生晶間腐蝕、點蝕等類型的腐蝕，特別是在含Cl-介質中極易產生腐蝕，通常采用超低碳或低碳的方法解決(即選316L或304L)。然而，超低碳不是解決此類腐蝕的根本方法，還與其它因素有關。 需指出的超低碳奧氏體不銹鋼在制藥設備產品易產生的三個問題：(1)當介質中Cl-含量超過一定值時，即便是超低碳奧氏體不銹鋼照樣會腐蝕；(2)當介質中Cl-含量少量時，由于加工與處理不當，超低碳奧氏體不銹鋼也會腐蝕；(3)超低碳奧氏體不銹鋼由于含C量的減少，使得其綜合機械性指標也相對較低，特別是表面硬度相應低，在高速與物料運行中易產生不溶性微粒。 因而，人們要注意到316L不是不腐蝕的不銹鋼，也不是沒有金屬微粒產生的材質，更不要認為選了316L就一定符合GMP了。 3.1、奧氏體類不銹鋼的腐蝕及防止 奧氏體類不銹鋼常見的腐蝕有晶間腐蝕和點蝕二類，其腐蝕機理5：一是晶間腐蝕。當奧氏體不銹鋼在制造和焊接時，加熱溫度和加熱速度處敏化溫度區域時，材料中過飽和碳就會在晶粒邊界首先析出，并與鉻結合形成碳化鉻，此時碳在奧氏體內的擴散速度比鉻擴散速度大，鉻來不及補充晶界由于形成碳化鉻而損失的鉻，結果晶界的鉻含量就隨碳化鉻的不斷析出而不斷降低，形成所謂的貧鉻區，使電極電位下降。當與含Cl-等腐蝕介質接觸時，就會引起微電池腐蝕。雖然腐蝕僅在晶粒表面，但卻迅速深入內部形成晶間腐蝕；二是點蝕。材料與含Cl-等腐蝕介質接觸時，Cl-在材料鈍化膜的缺陷地方，如夾雜物、貧鉻區、晶界、焊縫熱影響區或位錯等處，侵入鈍化膜，與金屬離子結合形成強酸鹽而溶解鈍化膜，Cl-使膜產生缺位破壞，形成“鈍化-活化”微電池，產生點狀腐蝕，腐蝕電流使材質產生穿孔。 影響奧氏體類不銹鋼腐蝕的因素：(1)介質氯離子。Cl-含量應控制在一定值(詳細可查相應材料腐蝕手冊)，對Cl-含量超值時選用超低碳奧氏體不銹鋼應慎而慎之。在國家標準《鋼制壓力容器》（GB150-98）中，對不銹鋼容器水壓試驗的水的氯離子含量要求不能大于25ppm(1ppm為百萬分之一)，由此可見，連水壓試驗對氯離子的要求都這么苛刻6，可見制藥設備產品就更不必談了。(2)晶間腐蝕影響因素7。當溫度在敏化區域外，碳原子不可能造成晶界的貧鉻。只有當溫度在敏化區內加熱溫度梯度關系，會造成貧鉻區域。此外，還與其含碳量有關，含碳量越多其擴散量越多，碳化物形成量也越多，使得晶間腐蝕傾向滲入晶界的深度加大，從而引起晶間腐蝕。(3)點蝕影響因素7。有文獻實驗證明，含鉻量增加，就不會產生點蝕。但含鉻量對晶間抗貧鉻無益。而增加鉬的量會大大提高耐點蝕能力，這與Cl-結成MoOCl2保護膜有關，從而防止Cl-穿透鈍化膜。 防止奧氏體不銹鋼腐蝕的措施：(1)降低不銹鋼中含碳量，可用低碳不銹鋼或超低碳不銹鋼，可避免或減少鉻的碳化物在晶間析出，從而減少或避免晶間腐蝕；(2)固溶處理，在高溫作用下使碳化物全部溶解在奧氏體中，從而消除晶間腐蝕的傾向。一般在奧氏體不銹鋼采購時，可選用經過固溶處理的產品；(3)像316類含Mo不銹鋼能形成保護膜，有效地防止點蝕；(4)材料焊接時，**自動氬弧焊，無法時用手工氬弧焊，低電流并快速冷卻，并可用水激冷卻等，減少熱影響區域。從而減少或避免晶間腐蝕和點蝕；(5)酸洗鈍化處理。材料焊后需拋光，內壁作酸洗鈍化處理，使材料內表面有層致密的鈍化膜，能延緩或避免Cl-穿入鈍化膜而產生的點蝕現象；(6)結構設計。減少焊縫或錯開安排焊縫，對高溫使用的材料要設法減少熱膨脹結構，從而減少熱影響或應力集中區域，從而減少這二類腐蝕傾向。 3.2、奧氏體類不銹鋼的不溶性微粒的探討 在制藥設備制造商與使用方中，人們在熱衷于防腐蝕方面選材的同時，卻忽視了一項很重要的原則，那便是控制不溶性微粒方面的選材。縱觀制藥設備產品可知，有部分零件將以高速運行狀態與藥物直接接觸從而產生磨損，磨損產生的少量金屬微粒將參入藥物中。 例如，萬能粉碎機的粉碎主要以顆粒與碰撞靶的沖擊粉碎及剪切擠壓運動，對于小顆粒的粉碎，在萬能粉碎機內的粉碎過程中起主要作用的是顆粒與碰撞靶的沖擊粉碎（內齒圈、外齒圈，外圈碰撞環）及剪切擠壓粉碎，而顆粒間的碰撞粉碎作用不明顯。另一方面，物料顆粒在動齒圈、定齒圈所形成的間隙處受到強烈的剪切作用，亦是物料粉碎的一大作用因素。其過程從產生一定量磨損，這點可從文獻8中齒圈齒面的磨痕圖得以證實。也有實驗從齒圈的側面的顆粒擠壓摩擦作用而形成較深磨痕的現象可知，定、動齒圈間顆粒受剪切力而被粉碎作用劇烈頻繁8。正因為這種顆粒與靶板間存在著嚴重的摩擦剪切作用，使與物料直接接觸零件磨損嚴重，從而產生其粉碎過程的不溶性雜質和金屬顆粒污染的現象。特別是現有萬能粉碎機與物料直接接觸零件均為奧氏體不銹鋼(有的甚于選316L)，其材質表面硬度相對其它金屬較低，而萬能粉碎機的動齒圈以3000~4000rpm速度下粉碎，極易產生金屬微粒，此點可以用失量稱量法得驗證。而無菌原料藥生產對不溶性雜質和金屬顆粒的控制是有一定指標要求的，GMP要求的是生產設備能確保產品可靠性，容不得半點不確定性。筆者之意不是無菌原料藥不能選用萬能粉碎機，而是視不同工況條件而定。 再如，類似于灌裝容積式泵中的金屬泵也會產生此類問題，有的廠商走了一條自相矛盾的路，其選材一定是316L，而考慮到硬度不匹配，便會采用表面滲碳來提高硬度。殊不知，碳一多則此鋼材從原奧氏體晶格轉變成其它晶格，也失去了其為防腐而選奧氏體鋼種的初衷。 類似于此方面的問題比比皆是，現可怕得是制造商與使用方對此沒能有足夠的重視，故筆者在此呼吁同行應科學地應對其。 4、奧氏體類不銹鋼的應用、選材與加工4.1、基本處理原則 奧氏體不銹鋼選擇的基本原則：(1)當與液體物料(也就是有Cl-析出的場合)直接接觸的零件，尤其是注射用水的管路，應選用316L之類的超低碳奧氏體不銹鋼；(2)當與固體物料(也就是沒有Cl-析出的場合)直接接觸的零件，可選一般奧氏體不銹鋼；(3)當防腐與不溶性微粒控制之間相沖突時，應以主要控制對象為先，再設法妥善處理其它方面，同時應綜合考慮選用。當不銹鋼達不到上述要求時，可在其它材質中去優選。(4)選了奧氏體不銹鋼則是防腐的開端，而不要以為就能萬事大吉或符合GMP，更重要地確保加工工藝和鈍化處理等手段去可靠地應對。4.2、對奧氏體不銹鋼材料選擇的探討 制藥設備產品中所選用的奧氏體不銹鋼的材料常有板材、管材、棒料及鑄鍛件，其加工方法有冷作焊接、機加工等。在制藥設備設計中，不同產品有不同的設計要求，如耐蝕、強度、剛度、硬度(耐磨性)或機加工性等。對奧氏體不銹鋼來說，則是耐蝕性、強度、剛度及機加工性有其特點，而不能應對硬度(耐磨性)的特殊要求。因而，制藥設備是依據工藝與應用而綜合性選定材料。 (1)對制藥設備的奧氏體不銹鋼材質選擇不光在低碳或超低碳中做文章，而且還要充分考慮到其它相關因素，才能真正符合GMP。從某種意義上說，其它相關因素的合理考慮對防止不銹鋼腐蝕起著重要的作用。筆者曾作過這樣的試驗，在無菌液貯罐（外帶夾套，夾套內走CaCl2）的制作中，一臺筒體材質選316L、另一臺選1Cr18Ni9Ti，對1Cr18Ni9Ti的制造中考慮到其它相關因素（從結構、焊接工藝、制后處理等方面加以保證），結果一臺316L貯罐只使用了3~4月就出現腐蝕，而另一臺1Cr18Ni9Ti貯罐使用近二年還沒出現腐蝕9。這說明不是選316L奧氏體不銹鋼就能符合GMP了，也給我們提出對不銹鋼合理選擇的課題。 (2)人們往往關注的是產品拋光的表面粗糙度值越小越好，而疏忽了酸洗鈍化這一環節，這也是確保產品耐蝕的關鍵所在。由于，產品內壁作酸洗鈍化處理，使材料內表面有層致密的鈍化膜，能延緩或避免Cl-穿入鈍化膜而產生的點蝕現象。有時無法酸洗鈍化時，至少應涂有鈍化膏。關于拋光，**方法是先手工機械拋光，＊終再加電解拋光，這方法的優點：1)可以將機械拋光時的粉末和金屬表層一起除去；2)表面平滑，表面積大大減小，使得清洗效果更好；3)如果存在凹坑或焊接缺陷，經過電解拋光后，一目了然，可以進行修補；4)電解拋光可以在表面形成非常好的鈍化膜，使其耐蝕性得到大幅度提高；5)消除機械拋光產生的殘余應力部分。 如注射用水的管路，其使用條件是長期保溫且需蒸汽滅菌，國內廠家在安裝管路時，由于選用拋光管，所以在考慮到自動氬弧焊的同時，不要遺忘焊后酸洗鈍化工藝。 (3)上述提及的萬能粉碎機主要零件材料的選擇，筆者觀點應根據不同情況而綜合考慮做出合理選擇，在耐蝕與不溶性微粒控制方面有其選擇重點。主要考慮二點：一是，被粉碎物料的硬度，一般中西藥材的莫氏硬度在1-2間。當被粉碎物料莫氏硬度接近1時，可選用18-8鋼；當被粉碎物料莫氏硬度接近1-2時，可采用不銹鋼表面硬度處理或采用9Cr18Mo等其它材料；當被粉碎物料莫氏硬度接近或大于2時，應考慮改用氣流粉碎形式。二是，在嚴格控制不溶性微粒要求下，制造商應積極地與使用方溝通，根據URS對與物料直接接觸零件選材方面做出設計確認(DQ)報告，DQ的依據是磨損性試驗，以確定粉碎物料運行中產生微粒是否在這一工藝指標內。 (4)現在已很少聽到對壓片機沖桿和沖模選材時要用316L說法了，而壓片機的沖桿和沖模的設計要求表面HRC≥45，綜攬國內外壓片機沖桿和沖模的選材皆在Cr12MoV、Cr12、9Cr18Mo、 W18Cr4VCo5、5CrW2Si和CW6Mo5Cr4V3等鋼中選擇，這是基于壓片機沖桿和沖模平時直接接接的物料是粉劑，即平時無Cl-等腐蝕介質條件的產生。倘如，沖桿選用316L的話，使用不久就會發生沖桿“丟棱”與受阻現象，引起片重誤差超標與無法正常運行。這一例子說明了有時選材不一定是奧氏體不銹鋼，在考慮防腐與硬度時，應權衡利弊，這或許對上述萬能粉碎機進行綜合選材的一種借鑒。 (5)粉針劑生產中，分裝機的計量螺桿使用條件是粉劑，長期在無Cl-等腐蝕介質條件中使用（只有滅菌，短時且速烘干除外），其材料選316L還是1Cr18Ni9Ti呢？從材質的強度、剛度與機加工性來看，1Cr18Ni9Ti比316L要好。從機加工來看，316L難以車削（易粘搭），特對加工細長型螺桿來說難以做到既保證螺桿表面的粗糙度，又能保證其形位公差，再者，用316L制的螺桿易彎曲產生不同軸度。筆者對進口分裝機的螺桿用1Cr18Ni9Ti自制螺桿代替國外316L的螺桿已使用十多年，均無腐蝕現象產生。 (6)膏體灌裝機的換向轉閥，在保證密封不泄漏的前提下，其陰轉子和陽轉子錐體應有良好的匹配性，在二者反復間歇性回轉時其應要有一定的硬度差，一般選用的奧氏體不銹鋼，但余下的問題是怎樣解決二者硬度差的配置？國外產品其能用冷作硬化工藝增加奧氏體不銹鋼硬度，而國內無法解決。有的制造廠商用熱處理方法或用涂硬鉻層方法，前者會產生腐蝕且膏體變色，后者久用后脫落產生不溶性粒子。此時，陽轉材質在現有條件下只能在非金屬材料中選用。 (7)隧道烘箱和百級層流烘箱（蒸汽滅菌箱除外）的內腔體選材，藥廠常會給制造商提出用316L的要求，按筆者看法似乎高了一點，由于其作用是蒸發水分或加熱滅菌，不會長期處Cl-等腐蝕介質條件中使用，要產生奧氏體不銹鋼二大腐蝕的概率極低，故選用304材質已足夠。 5、制藥設備非金屬材料的選擇 制藥設備產品除金屬材料外，還有一定的非金屬材料，其大致有塑料、橡膠、陶瓷等其它材料，還有保溫與過濾材料。在選用時，大致需符合這一準則：無毒性與耐腐蝕，具體表現為使用無脫落物、與藥物接觸時起反應，無吸著、吸附作用，且不致改變藥品的安全性、鑒別特征、含量(或效價)、質量或純度而使之超出法定或其它既定要求。5.1對塑料類材料的選用 在滿足上述準則前提下，還要注意消毒(滅菌)時的不變形，進貨材料質保書至少應有食品級的保證。制藥設備產品常選用的塑料材料為：(1)油尼龍(己內酰胺，加入油劑的鑄造型尼龍)、尼龍(NY，常用尼龍1010等)、聚丙烯(PP，特別是增強性或復合性)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚甲醛(POM)等其它衛生級工程塑料，一般使用在不與藥品直接接觸的場合(有時也用在與固體制劑與粉體直接接觸場合)，與藥包材外部接觸作為輸送零件。(2)聚四氟乙烯(PTFE)等材料也可使用在與藥品直接接觸的場合。5.2、對橡膠材料的選用 在滿足上述準則前提下，還要注意可消毒(滅菌)性(即不變形)，進貨材料質保書至少應有衛生級(或醫用)的保證，常有硅橡膠，可使用在與藥品直接接觸的場合。5.3、對過濾材料的選用 在滿足上述準則前提下，還要注意材料為不脫落纖維、不得吸附藥液組份和釋放異物，禁止使用含石棉的過濾器材。 6、結語 對制藥設備材料選擇選材可作如下小結：(1)制藥設備選材是綜合性的，既要從防止腐蝕角度出發，又要兼顧不溶性微粒控制等方面要求；(2)GMP只提出制藥設備選材的要求，在遵循GMP原則下又要綜合考慮到相應工藝的具體要求與特殊點，更要針對不同使用條件合理用材；(3)在合理選材的同時，更要綜合考慮制造加工等其它環節。
