新一代可用于煉油加氫、煤化工領(lǐng)域的Cr-Mo鋼（高壓、操作溫度大于550℃）
目前，大型煉油加氫裝置的加氫反應(yīng)器設(shè)備直徑最大為5800mm，設(shè)備壁厚最大達(dá)到350mm，采用2.25Cr-1Mo-0.25V材料制造。國(guó)內(nèi)最重的加氫反應(yīng)器已達(dá)到3000噸左右，設(shè)備重型化為材料的冶煉、鍛造、加工和設(shè)備制造與運(yùn)輸、安裝等帶來一系列的技術(shù)難題。為此更高強(qiáng)度級(jí)別、良好強(qiáng)度與韌性匹配、較好焊接性能的高端鉻鉬鋼應(yīng)列入材料研發(fā)計(jì)劃，具體要求包括：
1）強(qiáng)度級(jí)別為720-850MPa；
2）無回火脆性及氫脆損傷；
3）設(shè)備壁厚及重量降低20%-30%；
4）低溫-30 ℃沖擊吸收能量大于200 J。
新一代采用TMCP工藝生產(chǎn)的、用于大型中低壓設(shè)備和管道的通用型高強(qiáng)度低合金鋼
裝置大型化帶來大型塔器直徑可達(dá)到8000mm以上，管線直徑超過4000mm，設(shè)備壁厚100mm以上，單臺(tái)塔器重量300-1000噸，材料和制造成本成倍提高，管線現(xiàn)場(chǎng)制作（焊接、熱處理、檢驗(yàn)等）難度加大。新一代TMCP生產(chǎn)的、可用于大型中低壓設(shè)備和管道的通用型、高強(qiáng)度低合金鋼在壓力容器和壓力管道方面的市場(chǎng)前景廣闊，具體要求為：
1）通用型屈服強(qiáng)度級(jí)別為390-420MPa容器用正火鋼；
2）中高強(qiáng)度為大于490MPa容器用TMCP容器用鋼；
3）強(qiáng)度為690MPa容器用調(diào)質(zhì)鋼。
在這方面，ASME、歐盟等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)已將上述材料納入到標(biāo)準(zhǔn)中，GB/T 713已把部分鋼牌號(hào)納入標(biāo)準(zhǔn)。通過在國(guó)內(nèi)成熟的低合金鋼基礎(chǔ)上調(diào)整和優(yōu)化材料冶煉工藝，改進(jìn)和創(chuàng)新熱處理工藝，成分的微合金化處理等措施形成我國(guó)中、高強(qiáng)度系列的壓力容器用鋼。
采用特殊、新型軋制工藝生產(chǎn)的、能復(fù)合各種耐蝕合金（不銹鋼、鈦、鎳基合金、銅等）、可以替代設(shè)備內(nèi)壁堆焊的新一代復(fù)合材料
目前國(guó)內(nèi)軋制復(fù)合技術(shù)日趨成熟，軋制復(fù)合鋼板的基層厚度為6 -200mm，復(fù)層厚度1-20mm，其復(fù)合工藝為真空復(fù)合、連續(xù)軋制，復(fù)合鋼板的常溫結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)到300MPa以上，基層和復(fù)層的結(jié)合率為100%。在石油化工領(lǐng)域可以部分替代堆焊結(jié)構(gòu)的容器用材。大直徑軋制復(fù)合管的應(yīng)用可較好解決我國(guó)天然氣輸送中介質(zhì)腐蝕問題。在這一方面，軋制復(fù)合鋼板和復(fù)合管有較好的應(yīng)用前景：
1）采用特殊工藝生產(chǎn)的基材厚度可達(dá)到200mm、能夠軋制壓力容器用各種復(fù)層材料的軋制復(fù)合板，解決爆炸復(fù)合板對(duì)環(huán)境的影響問題；
2）復(fù)層材料可采用各種耐蝕材料，如不銹鋼、鎳基合金、鈦材、銅等合金材料，適應(yīng)不同的石油化工行業(yè)腐蝕環(huán)境的材料選擇；
3）采用特殊工藝進(jìn)行軋制復(fù)合管的制造，解決天然氣開采中使用的碳鋼管的腐蝕問題；
4）采用特殊工藝制造的無縫復(fù)合管，可用于具有腐蝕介質(zhì)的大直徑天然氣輸送管線。
超級(jí)奧氏體不銹鋼、低C含N型奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、超級(jí)雙相鋼等不銹鋼的開發(fā)與應(yīng)用
隨著國(guó)內(nèi)原油加工的劣質(zhì)化以及含氯原油的摻煉，煉油裝置的設(shè)備和管線的氯離子腐蝕問題以及鹽的結(jié)晶腐蝕問題已嚴(yán)重危害裝置長(zhǎng)周期的安全運(yùn)行。超級(jí)奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、超級(jí)雙相鋼等材料在煉化領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)提升到更高的層面，這一方面的具體考慮為：
1）超級(jí)奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性能，此外，較好的耐蝕性可以耐海水、氯離子、高硫高酸等苛刻腐蝕環(huán)境。強(qiáng)度指標(biāo)可達(dá)到常規(guī)奧氏體不銹鋼的1.5倍，采用超級(jí)奧氏體不銹鋼的設(shè)備和管道可使壁厚及重量降低30%左右；
2） 近年來，低C、含N型奧氏體不銹鋼在國(guó)外石化行業(yè)大量應(yīng)用，較低含C量和N的加入降低了奧氏體不銹鋼晶間腐蝕傾向，同時(shí)N可使其具有常規(guī)不銹鋼的強(qiáng)度性能，采用這種類型的奧氏體不銹鋼也可解決焊接接頭性能弱化問題；
3）鐵素體不銹鋼由于成分控制、熱處理、成材率、焊接等技術(shù)難點(diǎn)，在石化行業(yè)應(yīng)用較少，但鐵素體不銹鋼與奧氏體不銹鋼相比，在耐應(yīng)力腐蝕、氯離子腐蝕等方面具有優(yōu)勢(shì)，隨著冶煉、熱處理技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵素體不銹鋼將會(huì)有較好的應(yīng)用前景；
4）新一代沉淀硬化不銹鋼、鑄造不銹鋼等將會(huì)應(yīng)用在石化裝置的壓縮機(jī)缸體、泵殼、攪拌軸等要求高強(qiáng)度、耐磨部件；
5）近年來，雙相鋼（如2205、2507）在石化行業(yè)的換熱器、管線上應(yīng)用逐漸增多，超級(jí)雙相鋼與奧氏體不銹鋼相比，具有更高的強(qiáng)度、較好的耐應(yīng)力和耐氯離子腐蝕性能；
6） 低合金雙相鋼（如2102等）具有較低的合金元素（Ni含量3%-7%），同時(shí)具有奧氏體不銹鋼的耐蝕性能，可代替奧氏體不銹鋼應(yīng)用于石化行業(yè)，有效降低工程投資。
新一代低溫用新材料的研究與應(yīng)用
近十年來，LPG、LNG和頁(yè)巖氣等已漸次替代煤炭等消費(fèi)資源，另一方面，煤化工行業(yè)的發(fā)展在我國(guó)方興未艾，在這些領(lǐng)域，LNG、頁(yè)巖氣的儲(chǔ)存與運(yùn)輸，煤化工設(shè)備和管線等，對(duì)低溫材料需求量巨大。GB/T 713.3列入了-40℃～-70℃常用低溫低合金鋼板4個(gè)牌號(hào)，GB/T 713.4列入了-100℃～-196℃下使用的 4個(gè)鎳合金鋼板牌號(hào)，GB/T 713.5列入了-196℃下使用的高錳鋼1個(gè)牌號(hào)，基本上可以滿足低溫壓力容器和大型低溫儲(chǔ)存設(shè)備的工程應(yīng)用。但由于大型低溫儲(chǔ)罐用鋼量較大，未來在降低鋼材成本，拓寬高錳鋼應(yīng)用范圍，開發(fā)新一代低成本鎳合金鋼，解決鎳合金鋼焊材國(guó)產(chǎn)化問題等方面也需要石化行業(yè)和鋼鐵行業(yè)共同努力，如：
1） 低成本5.5%Ni低溫用鋼的研究和技術(shù)開發(fā)；
2） 800MPa屈服強(qiáng)度的高錳鋼技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用；
3）提高高錳鋼板成材率，大幅度降低鋼板材料成本；
4）鎳系低溫鋼國(guó)產(chǎn)焊接材料開發(fā)及應(yīng)用；
5） 低溫材料的使用性能評(píng)價(jià)研究。
品種齊全、適應(yīng)不同耐蝕環(huán)境的鎳基合金材料的研究開發(fā)與應(yīng)用
目前石油化工行業(yè)使用的國(guó)產(chǎn)鎳基合金數(shù)量較少，85%以上的鎳基合金材料需要進(jìn)口，未來應(yīng)全面研發(fā)石油化工用鎳基合金材料，滿足加工劣質(zhì)原油裝置和含氯原油加工以及煙氣脫硫等裝置需要的高合金材料。這些主要包括Inconel625、800、600、601、690、945，哈氏合金C276、C3、C4，蒙乃爾400，合金20等板材，以及大直徑厚壁管材和無縫鋼管等品種。
來源：世界金屬導(dǎo)報(bào)
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