Welche Probleme sollten bei der Herstellung von petrochemischen Anlagen aus 310S Edelstahl beachtet werden?

Welche Probleme sollten beim Herstellen von petrochemischen Anlagen unter Verwendung von 310S Edelstahlrohren beachtet werden? 

1. Leistungsrisiken unter Hochtemperaturbedingungen

1. Kontrolle der Wärmeausdehnung: Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist bei hohen Temperaturen hoch (14,5×10⁻⁶/℃). Das Anlagendesign muss Kompensationsstrukturen (z. B. Dehnfugen) enthalten, um Schweißrissbildung aufgrund von Wärmespannungen zu verhindern. 

2. Verhinderung von Kriechschäden: Bei kontinuierlichem Betrieb in einem Temperaturbereich von 800 bis 1200 Grad Celsius muss sichergestellt werden, dass die Betriebsspannung unter der Kriechfestigkeitsschwelle liegt (z. B. sollte die zulässige Spannung bei 1000 Grad Celsius ≤ 20 MPa betragen), und es sollten regelmäßige Prüfungen auf interkristalline Korrosionsneigungen durchgeführt werden. 

II. Schwierigkeiten bei Schweiß- und Verarbeitungstechniken

1. Kontrolle von Schweißfehlern:

(1) Ein hoher Nickelgehalt kann zu Heißrissen in der Schweißnaht führen. Daher sollte ein kleiner Strom und ein schnelles Schweißverfahren angewendet werden. Die zu verwendende Schweißelektrode ist E310-16 (A402). Vor dem Schweißen ist eine Vorwärmung auf 150℃ und nach dem Schweißen eine langsame Abkühlung erforderlich.

(2) Um die Bildung von Karbiden im Schweißbereich zu verhindern, sollte nach dem Schweißen eine Lösungsglühung (Wasserkühlung bei 1050~1100℃) durchgeführt werden, um die Korrosionsbeständigkeit wiederherzustellen. 

2. Kaltverfestigung: Die Austenitstruktur neigt dazu, sich während der Kaltumformung zu verfestigen. Die Verformungsmenge sollte auf ≤ 20% begrenzt werden. Bei Bedarf sollte eine Nachbehandlungsglühung (2 Stunden Halten bei 300 - 350℃) durchgeführt werden, um die Spannungen abzubauen. 

III. Schutz in korrosiven Umgebungen

1. Sulfidkorrosion: In Medien, die H₂S enthalten, sollte die Konzentration von Cl⁻ auf weniger als 50 ppm begrenzt werden, um interkristalline Korrosion zu vermeiden. Oberflächenverchromung (Dicke ≥ 5 μm) oder Beschichtung mit Fluorkautschuk kann zur Verbesserung des Schutzes verwendet werden. 

2. Schutz gegen Hochtemperaturoxidation: Wenn das Material über einen langen Zeitraum einer sauerstoffreichen und Hochtemperaturumgebung ausgesetzt ist, kann sich auf der Oberfläche eine Cr₂O₃-Oxidschicht bilden. Es ist jedoch erforderlich, regelmäßig auf das Abblättern der Oxidschicht zu prüfen, um eine Verstopfung der Rohrleitung zu verhindern. 

IV. Reinigungs- und Installationsanforderungen

1. Kontrolle der Oberflächenkontamination: Vermeiden Sie während der Verarbeitung die Kontamination mit Eisenionen (z. B. durch Kontakt mit Kohlenstoffstahlwerkzeugen). Nach dem Schweißen sollte die Oberfläche mit einer Salpetersäure + Flusssäurelösung (Volumenverhältnis 5:1) zur Passivierung behandelt werden, um Oberflächenverunreinigungen zu entfernen. 

2. Vermeidung von Spannungskonzentrationen: Der Biegeradius der Rohrleitung sollte ≥ 3-fach des Rohrdurchmessers betragen, um die Fluiderosion und den Verschleiß, die durch rechtwinklige Rohrbögen verursacht werden, zu verhindern. Bei der Verwendung von Flanschverbindungen sollte das Bolzendrehmoment gleichmäßig sein, um übermäßige Spannungen in einem lokalen Bereich zu vermeiden. 

V. Schlüsselfaktoren für die Inspektion und Wartung

1. Zerstörungsfreie Prüfung: An den Schweißnähten müssen 100 % der Strahlungsuntersuchung (RT) und der Penetrantprüfung (PT) durchgeführt werden, wobei der Schwerpunkt auf der Detektion von Mikrorissen liegt. Regelmäßig sollte die Wanddicke des Rohrs mit einem Ultraschall-Dickenmesser überwacht werden (bei einer zulässigen Korrosionsrate von ≤ 0,1 mm/Jahr). 

2. Zustandsüberwachung: Überwachen Sie kontinuierlich die Betriebstemperatur und den Betriebsdruck, um das Auftreten von Überhitzung (über 1200℃) zu verhindern, die zur Bildung grober Körner und zur Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften führen könnte.