双相不锈钢在石油管道及天然气管道领域的应用

石油管道及天然气管道领域是国外应用双相不锈钢的主要领域之一,目前铺设的油气输送管线已有1000km.双相不锈钢多用作为陆上和海上输送石油及天然气的集气管,输送管线以及热交换器等，尤其在天然气的生产中，双相不锈钢多数面临的是含有大量H2S, Clˉ的酸性环境,也有的是含CO2和Clˉ的环境,甚至是只含高Clˉ的环境.
在酸性环境中影响双相不锈钢对硫化氢应力腐蚀敏感性的主要因素有温度、H2S浓度、pH值和Clˉ含量,CO2通常起的是缓蚀作用.双相不锈钢既有一般不锈钢的共性，也有他本身的特性规律，近年来双相不锈钢不仅已被广泛用于各大石油公司的主要管道系统开发，并且也是海上采油采气输送工程的主要材料。标准双相不锈钢在甜、湿、酸服役环境下表现很好。而普通碳素钢因内部腐蚀率较高，尽管可以采用外加防腐剂来防止外部腐蚀，却不能有效地防止内部腐蚀。不仅如此，在50℃以上的环境温度下，还可能会导致应力腐蚀裂纹(SCC)，所以双相不锈钢也就逐步取代了300系列不锈钢。随着H2S在输送油气中的浓度增加，同时伴随着输气温度、压力及管道温度的增加，超级双相不锈钢开始用于管道系统、阀门、热交换器、压力容器油气用设备当中。当石油工业逐渐转向高温、高压工程时，超级双相不锈钢将会更多地被采用。一般的管道处理系统，将会采用200~1000 t超级双相不锈钢。此外，超级双相不锈钢还可用于低压输送系统、海底输送管道。但由于双相不锈钢价格较高，其产品的推广受到影响。双相不锈钢主要有以下几方面的优点：
⒈具有优异的耐应力腐蚀能力，在含氯离子环境中，它可解决奥氏体不锈钢难以解决的突出问题；
⒉屈服强度比普遍奥氏体不锈钢高l倍多，且有良好成型塑韧性，相同设计应力下可减少壁厚30％~50％；
⒊良好的耐局部腐蚀、耐磨损腐蚀和腐蚀疲劳抗力。优于合金含量相当的奥氏体不锈钢；
⒋线膨胀数低，与碳钢接近，适合与碳钢连接或复合。
⒌最普遍使用的2205双相不锈钢耐蚀性优于316L奥氏体不锈钢，超级双相不锈钢在醋酸、甲酸等介质中可取代高合金奥氏体不锈钢；
典型的双相不锈钢有2205(22Cr-5Ni-3Mo)型和2507(25Cr-7Ni-4Mo)型，2205用途最为广泛，石油和天然气工业目前已铺设的油气输送管线长度已超过850km，其中约400km属于海上油田，绝大部分为2205。铁素体-奥氏体双相不锈钢(DSS)具有很高的强度和良好的抗氯化物局部腐蚀及应力腐蚀性能。然而，需要注意的是双相不锈钢在酸性环境下服役时还是有一些限制的。因为实验研究表明它对SSCC是比较敏感的，实际使用时应注意环境的PH值和应力水平。
双相不锈钢已实用化多年，尤其是当代超低碳含氮双相不锈钢克服了焊接方面的一些问题，结合双相不锈钢所具有的耐局部腐蚀和综合力学性能好的一些优点，为焊接结构材料的大量推广应用创造了条件，近年市场销售量增加很快，加之随着超级双相不锈钢的步入市场，扩大了在一些苛刻介质中的应用，使双相不锈钢的应用范围不断拓宽，也积累了不少实际使用经验，为双相不锈钢的选用和新钢种的开发进一步创造了条件。
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资料来源：东莞市瀚弘不锈钢铜铝有限公司
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