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從奧氏體不銹鋼中主要元素的作用、鋼的組織、力學(xué)性能、抗腐蝕性能及高溫性能、低溫性能等方面進(jìn)行分析,并說明在石化裝置設(shè)計(jì)中合理選用的原則。

滲碳極不均勻

乙烯爐管和一些其它設(shè)備滲碳不易被人們察覺方面的問題是它的不可預(yù)測(cè)性和不均勻性，根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)開發(fā)的數(shù)學(xué)模型對(duì)于預(yù)測(cè)總的滲碳率有一點(diǎn)兒幫助。遺憾的是，現(xiàn)有的模型中沒有一個(gè)絕對(duì)準(zhǔn)確或令人滿意。主要原因是滲碳不均勻。溫度本身并不是決定性因素。

許多年前，人們認(rèn)為管子的表面條件是一個(gè)重要因素，但目前已不是唯一起作用的因素，因?yàn)檫@些管子開始使用時(shí)都是相同的，多年來所處的條件也一樣。這種不均勻性還帶來了一個(gè)問題，就是無法測(cè)定滲碳程度。滲碳使得正常的非磁性鍛（軋）和鑄造的耐熱合金變成帶磁性。許多年來都是利用這種磁的滲透性來測(cè)算滲碳程度。使用的測(cè)量設(shè)備從手持磁鐵到目前技術(shù)上較先進(jìn)的多頻渦流儀。盡管渦流儀不僅能幫助測(cè)定滲碳率，還能測(cè)定出滲碳形式，但是由于前面討論過的變化性，判定結(jié)論時(shí)必須多加注意。對(duì)輻射熱區(qū)盤管進(jìn)行這樣的調(diào)查還有其它好處。滲碳圖形能夠顯示出不均勻燃燒形式，否則可能無法發(fā)現(xiàn)。它們還有助于對(duì)爐管合金進(jìn)行不同的冶金處理。例如，對(duì)于多管式盤管、進(jìn)汽管可采用低成本、低鎳改進(jìn)型HP合金，出汽管采用成本較高但是更耐用的35Cr-45Ni 合金。

金屬粉化

金屬粉化被認(rèn)為是一些煉油和石化生產(chǎn)過程中常見的一種滲碳形式。雖然它們的特性有一些相似之處，但是，它與傳統(tǒng)的滲碳在許多方面不同。它以極快的速度損耗金屬，而正常的滲碳不損耗金屬；在金屬損耗之前滲碳的深度通常很淺，但很強(qiáng)烈。它經(jīng)常與富一氧化碳的CO/CO2/H2 氣流有關(guān)，這些氣流常與重整、合成氣體、部分氧氣或其它生產(chǎn)過程有關(guān)。金屬粉化通常發(fā)生在900~1600（482~871℃）的溫度范圍內(nèi)，1300~1350（704~832℃）時(shí)反應(yīng)速度最高。這種反應(yīng)速度可以很迅速，其后果是不堪設(shè)想的。它所造成的損失形態(tài)是表面為粉狀的圓形坑。金屬粉化根本無法預(yù)測(cè)，大部分不銹鋼和耐熱合金都會(huì)受到侵蝕。使用氣體擴(kuò)散熱鍍鋁很有效，而且加入蒸氣、硫或氨時(shí)也能進(jìn)行控制。不過，最積極的解決辦法就是降低CO分壓，調(diào)整氣體成分。

滲氮

滲氮與滲碳很相似，當(dāng)鉻和其它元素同氮化合生成脆性氮化物時(shí)，發(fā)生滲氮。當(dāng)碳鋼、低碳鋼、低合金鋼和不銹鋼處于高溫含氮環(huán)境時(shí)，通常發(fā)生滲氮。同滲碳的情況一樣，由于氮在鎳中的溶解度較低，所以高鎳合金耐滲氮侵蝕的能力很強(qiáng)。含鎳72%的合金600經(jīng)常用于熱處理工業(yè)，偶然用在溫度高于650（343℃）的煉油和石化工業(yè)，并含有氨時(shí)。與合金800H 和鑄造改進(jìn)型HP 相比，由于經(jīng)濟(jì)因素和強(qiáng)度較低等因素，合金600在煉油和石化工業(yè)中的應(yīng)用極少。這些合金不是不受侵蝕，而是它們的成本效益較好。雖然氮分子十分穩(wěn)定，但是在燃燒溫度下充分的離解作用，使800H 或HP型爐管在1850（1010℃）或更高的金屬溫度下發(fā)生滲氮。