1 新型耐蝕合金材料 合金作為新興材料,其憑借自身多個優勢廣泛用于不同領域中,獲取了較好的應用成效。我國科學技術高速發展,工作人員在研發工藝中,不僅需考量技術應用合理性和時效性,而且需注重其節能環保成效。為積極響應國家綠色環保戰略目標,越來越多的生產單位重視研發節能型合金,且在實踐中完善和優化,促進其面向更大范圍內使用。 為研發較少甚至不含有珍稀金屬的合金材料,尤其是針對含有Cr、Ni元素較少的不銹鋼進行了深層次開發。當下相關研究學者將研究重點放在Fe-Al-Mn體系,相關資料數據表明,Mn30AL10型鋼作為現下已經研發出的新型化金屬材料,其自身耐蝕性較強,實際應用價值較高。部分研究顯示,有國家研制出Cr15NiJ5Mo型不銹鋼,此類不銹鋼主要適用于酸性油氣井內,其實際應用成效較好,可替代原有的雙相鋼。以Mo、Nb和Cu為基礎元素,利用其靈活性,實現復合化處理,具備較為顯著的成效。 節約型鋼可實現節約資源目標,成為我國研發的重點,高耐蝕材料研發和探索的主要方向為高合金化材料,針對不銹鋼較大的市場需求,可研發更為豐富的耐化工強腐蝕的材料。 2非晶鈦合金材料 3 鎂合金材料
01 鈦及鈦合金 鈦及鈦合金自身密度較小、耐蝕性較佳,鈦是具備強烈鈍化傾向的金屬,處于空氣和氧化性或中性水溶液內可短周期內生成穩定的氧化性保護膜,即便受多方面因素的干擾促使其膜受損傷,也可自動恢復,鈦在氧化性、中性介質內表現為優良的耐腐蝕性。由于鈦具備較強的鈍化性能,處于多種狀況下與異種金屬接觸時,并不加速腐蝕,可能加速異種腐蝕。鈦內含鐵量對部分介質內耐蝕性能存在一定的干擾,鐵增多的原因多是焊接過程中夾雜部分鐵滲透于焊道內,促使其局部含鐵量顯著增加,其腐蝕具有不均勻性質。 隨著我國經濟高速發展,此類新金屬材料進入人們視野中,普遍用于汽車、電子、航空與化工等領域中。20世紀80年代,美國航空用鈦占鈦材總用量的74.8%,英國、俄羅斯等國家鈦材也主要用于航空工業,日本超過90%的鈦材用于民用工業。航空作為其核心應用陣地,鈦零件在多個飛機構件上發揮關鍵作用。同時在航海業的船舶制作中,鈦具有較佳的應用成效,近年來海洋油氣勘探與開發方面鈦發揮了重要作用,主要用于建造懸浮式生產作業船。船用緊固件也同樣使用鈦合金,為滿足海洋工程需求,我國開發了Ti75、Ti31和Ti631。另外,在能源工業內選用已知鈦可作為發電裝置冷凝器和熱交換器,用鈦量顯著增加。 02 鋁及鋁合金 鋁及鋁合金不僅具備較佳的導熱性、易成型,而且經濟性十分凸顯,普遍用于航空航天、交通運輸等領域。首先是民用飛機的應用,每架飛機需要使用鋁合金鉚釘40~150萬個,據波音飛機公司統計,制造各類民用飛機30余萬架,共用鋁材710萬噸,每架使用鋁均量達22噸。鋁鋰合金自身具有高比剛度、耐腐蝕性能,替代原有鋁合金可促使整個構件剛度顯著提升,被視為航天航空最理想的結構材料。 其次是在汽車領域的應用,汽車鋁合金材料有3/4為鑄造鋁合金,普遍用于最為關鍵的發動機部件、傳動部件和底盤行走等零部件,變形鋁合金主要用于熱交換器系統和車身部件。泡沫鋁被視為未來具有發展潛力的汽車材料,其質量比鋼件更輕,汽車車身構件約20%可選用泡沫鋁材制造,也可減少對環境的污染。 03 鎂及鎂合金 鎂及鎂合金憑借優良的物理、機械加工性能,成為最具開發前景的材料之一,以及21世紀的綠色金屬材料,未來鎂將成為需求增長最快的有色金屬。
化工耐蝕新金屬材料的開發和應用十分關鍵,需充分結合實際狀況,積極提出相應的開發和應用策略,提高其實際應用成效。為達成該使用目標,應精準掌握未來產業發展需求,提出可行性的開發和應用策略,體現在以下幾方面: (1) 積極研制和創新。開發和研制化工耐蝕新金屬材料的過程中,相關工作人員需進一步引入并汲取國外先進新型技術手段,加大自主研發力度,在不斷實踐中完善和創新。 基于我國化工耐蝕新金屬材料整體發展層面分析,硫酸、尿酸等化學材料或鈦合金等金屬材料,均是通過學習國外研究獲得。具體而言,初期我國引入發達國家的合金,其耐蝕性有待提升,對其進行優化和改造后,才能增強其耐蝕性,擴展其實際應用范圍。我國科學技術高速發展,無法沿用原有單一仿制海外制作材料的方法,需更深層次地分析各類先進、新型鋼種,系統學習各類更為先進的工藝技術,如冷熱加工工藝、感應焊接技術等。此外,相關人員需逐步增強實驗測試水平,結合實驗結果進行逐步改善和優化,做好相關信息整合分析,創新耐蝕鋼的類別,促進我國化工領域不斷向前發展。 (2)精準掌握時代發展趨勢。我國科學技術水平提升,專家研發制作了部分耐蝕性鋼,我國化工生產工藝逐步向高溫等方向發展。對部分裝置受不同程度的腐蝕,相關人員應選取鈦材或其他替代材料,減少實際腐蝕程度。 部分煉油廠生產中,會選取Cr2AlMo鋼實現催化吸收,可較好地替代碳鋼,大幅度增強整體抗蝕性。考量其硬度較高,工作人員對其進行改良優化,減少其碳含量,研發新的鋼材,增強其實際應用操作可靠性及焊接緊密性。我國多個區域的石化廠常將此類鋼用于熱換器內,具備較強的抗腐蝕能力。需強調的是,其他石化設備廠通過減少鋼內實際含碳量的方法,提供去釩處理,聯合使用稀土脫硫等方式,增強鋼的可焊接能力。 從上述實際結果分析可知,研發人員對老鋼種內部構成做好針對性優化和改良,逐步做好提煉工作,充分汲取各類老鋼種優勢的基礎上,充分發揮其實際應用價值,最終滿足新時代石化生產的標準和要求。據相關資料數據顯示,我國在研發初期階段多個冶金單位研發新型耐蝕材料無法獲取較佳的應用成效。18Mo-12Mo鋼被用于多個項目裝置中,受多方面因素的影響,生產中出現各類質量、技術等方面問題,可合理調整其組分,工作人員選用新型的VOD、AOD等現代化冶煉工藝,進一步篩除其中含有的雜質,獲取新的研究成果。 (3)積極完善耐蝕鋼材材料產業發展,加速研發進程。當下我國鋼產量逐步增加,其消耗量也隨之增加,在鋼材大需求背景下,不銹鋼產量和水平無法滿足化工產業客觀要求,需從國外引入不銹鋼,引發此類問題的原因較多,如國產耐蝕鋼產量、品種無法滿足化工生產實際需求,且成套供應方面與實際需求存在較大差距;相較于發達國家,國內耐蝕鋼生產力及對耐蝕鋼質量把控力度不足,部分特殊的耐蝕性合金材料難以達到技術要求。為積極突破發展困境,應加速完善耐蝕材料產業的發展,加大研發力度,減少鋼材進口產量,減少成本,助力該產業穩健發展。 化工生產企業選取生產原材料和耐蝕性用材方面要求較為嚴格,不同生產裝置設備具有自身的規范和操作標準,相關人員需做好精準用材、科學選材。若無法正確應用材料,引發各類材料使用浪費等狀況,也會對環境產生嚴重的污染。選擇材料過程中,應基于經濟性、技術性層面做好考量,且從整體宏觀層面做好考量,通過大量實踐經驗分析,相較于不銹鋼耐蝕性低合金鋼自身經濟優勢和價值較為凸顯,科學合理用材過程中,相關人員可同時選用多種材料替代原有不銹鋼。基于技術層面分析,選用鐵素體或雙相不銹鋼等,增強防應力耐腐蝕防破裂的成效。具體應用中,操作人員需充分關注脆性實際轉變溫度,選取低錳高鋁不銹鋼做好防點蝕、縫蝕。
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