淺談化工耐蝕新金屬材料開發(fā)應(yīng)用

魏平霞

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

隨著化工行業(yè)的發(fā)展和進步，化工生產(chǎn)對設(shè)備、材料的要求也在不斷提升。為了滿足更高的要求，需要研發(fā)新型材料，這些材料不僅可以為石油化工、海洋開發(fā)等領(lǐng)域帶來便利和效益，也能促進我國相關(guān)工藝技術(shù)的發(fā)展和革新。所以，要加強對化工耐蝕新金屬材料的開發(fā)與研究，在化工生產(chǎn)的過程中積極采用新金屬材料，這樣不僅可以提升化工生產(chǎn)的質(zhì)量，還能滿足節(jié)能降耗的要求。

1 化工耐蝕新金屬材料的開發(fā)與研制

（1）新型耐蝕合金。隨著社會的發(fā)展，人們在研究工藝技術(shù)時，不僅要考慮技術(shù)的科學(xué)性和有效性，更加注重節(jié)能、降耗、環(huán)保等方面的研究。目前，我國大力開發(fā)節(jié)能型合金，并將此類合金廣泛推廣和應(yīng)用。在實際研究的過程中，為了研制出含量較少或者完全不含稀少、珍貴金屬的合金材料，尤其是對含cr、Ni元素較少的不銹鋼進行開發(fā)和研制[1]。越來越多的學(xué)者開始研究Fe-Al-Mn體系，Mn30All0型鋼是一種已經(jīng)開發(fā)出來的金屬材料，其具有較好的耐蝕性能，應(yīng)用價值較高。在Cr-Mn-N系不銹鋼研究的過程中，已經(jīng)對節(jié)省Ni的因素加以考慮。含有N雙相不銹鋼的性能較好，基本超過了304不銹鋼。日本已經(jīng)研發(fā)了Cr15NiJ·5Mo型不銹鋼，可以在酸性油氣井中使用，有很高的應(yīng)用價值，可以替代原本的雙相鋼。利用Mo、Nb、Cu三種元素進行復(fù)合處理，以此提升鋼材料的耐蝕性，并且改善鈍化能力，具有較好的應(yīng)用效果。因為節(jié)約型鋼的經(jīng)濟性較高且可以滿足能源節(jié)約的要求，所以我國對此類型鋼的開發(fā)十分重視。現(xiàn)在已經(jīng)研制出的節(jié)約型鋼包括Fe-Mm-Al-Cr-Si系鋼，這種鋼材料具有很高的使用價值，同時也具有較高的耐熱、耐腐蝕的性能。除此之外，加大對合金性能的研究與開發(fā)。在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的過程中，對新材料的需求量在不斷提升，提高合金材料的性能也是研究發(fā)展的主要內(nèi)容。目前，高耐蝕能力材料的主要研究方向就是研究高合金化材料，并且針對工業(yè)算介質(zhì)的需求量，開發(fā)更多耐化工強腐蝕性的耐磷酸UB6合金材料，此類新材料可以滿足更多化工生產(chǎn)的需求。

（2）非晶鈦合金。非晶態(tài)合金材料是一種多組元合金，組成部分包括多種金屬、類金屬，也可以稱作是金屬玻璃。非晶態(tài)合金院子的排列長呈無序狀態(tài)，所以不會出現(xiàn)位錯、晶界等問題，成分偏析等因素也無法對該材料產(chǎn)生影響，所以這種材料具有很好的耐蝕性，機械強度也相對較高[2]。非晶態(tài)耐蝕合金在早期研究的過程中，主要采用貴重金屬作為組成部分。但在Ni、Fe等合金材料的研發(fā)與應(yīng)用之后，該材料的組合成分也發(fā)生了一定的變化，應(yīng)用性能也隨之提升。對大塊非晶體進行研究是當前主要的研究內(nèi)容之一。節(jié)約型Fe-Al-Mn合金利用快凝技術(shù)可能會實現(xiàn)非晶化，耐蝕性能則會更進一步提升。非晶鈦合金的研究較早且有所突破，例如，Al-Fe-B非晶態(tài)合金就是一種比較高質(zhì)量的合金材料。鋁基非晶態(tài)合金也是實用價值較高的新型材料，其主要特點就是強度較高。Al-La-Ni合金材料中含有大量的Al，通過晶華化處理之后，可以提升該材料的斷裂強度，通?？梢赃_到1000MPa，即使在300℃的高溫條件下，該材料也可以保持在原本的斷裂強度范圍內(nèi)，與傳統(tǒng)合金相比，該合金材料的性能已經(jīng)十分優(yōu)越，且耐腐蝕性、韌性也相對較強。

2 化工耐蝕新金屬材料開發(fā)與應(yīng)用的建議

（1）仿制與創(chuàng)新。在化工耐蝕新金屬材料開發(fā)與研制的過程中，不僅要對國外的優(yōu)秀技術(shù)進行研究和仿制，還要積極進行開發(fā)和創(chuàng)新。從發(fā)展的過程中看，尿酸、硫酸、醋酸等化學(xué)物品或鈦合金、鎳基合金等金屬物品都是仿制簽署連、美國等國家。計算式耐蝕性較低的合金鋼在最初研制的時候也是仿制的日本、法國等國家。例如，仿制了法國的APS10M4a，進而研發(fā)出12Cr2AIMoVe。實際上，要不斷的發(fā)展和進步，不能單純依靠仿制生存，要加深對各類先進鋼種理化性質(zhì)的研究，掌握現(xiàn)代化、先進化的將工藝，包括冷熱加工技術(shù)、感應(yīng)焊接、激光焊接等制造工藝。要加強實驗室試驗測試的能力，根據(jù)實驗結(jié)果不斷進行改進和完善，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行總結(jié)分析，根據(jù)已有的研究經(jīng)驗和技術(shù)成果，創(chuàng)新耐蝕鋼的種類，從而促進我國化工行業(yè)的進步與發(fā)展。

（2）緊跟時代浪潮?，F(xiàn)如今，科技在不斷的發(fā)展和進步，國內(nèi)對耐蝕性鋼的研究也更加全面和深入。例如，碳銨用鋼已經(jīng)被時代所淘汰。尿素的生產(chǎn)工藝也在不斷完善和發(fā)展，主要向高溫、高壓的方向發(fā)展，在這個過程中，設(shè)備遭受的腐蝕愈加嚴重，需要使用鈦材或更高品質(zhì)的材料。再例如，在煉油廠之中，原本在催化吸收解吸系統(tǒng)和催化、焦化分餾塔底設(shè)備管線和部件中采用的材料為12Cr2AIMo鋼[3]，利用這種材料提升設(shè)備的抗腐蝕能力。但該材料的硬度較高，所以國內(nèi)的相關(guān)研究機構(gòu)對該材料進行了研究和改進，去掉了材料中的釩，同時也減少了碳含量，進而制作出了08Cr2AIMo鋼，不僅提升了鋼材料的性能，也改進了焊接性能。除此之外，石化設(shè)備廠也在努力降低鋼中的碳含量，以此實現(xiàn)去釩的目的，同時增加稀土脫硫等工藝手段來提升鋼材料的焊接、物化等性能，通過反復(fù)的研究與實驗，最終獲得了09Cr2AIMoRe鋼，并在石化廠中進行應(yīng)用和推廣?？梢?，鋼材料正隨著時代的進步而不斷的更新和發(fā)展，在吸收傳統(tǒng)工藝技術(shù)的同時，還要根據(jù)實際生產(chǎn)的需求進行創(chuàng)新和改進。

（3）新舊成果結(jié)合。我國已經(jīng)進入了全新的發(fā)展階段，冶金部門雖然研究了多種耐蝕材料，但很多材料并沒有得到有效的推廣，甚至半途而廢。例如，國內(nèi)研發(fā)了A4鋼，在實驗開始到材料試用，該材料展現(xiàn)了較強的功能性，可以替代尿素。18-12Mo鋼在維綸工程設(shè)備中有很明顯的應(yīng)用效果，但在“文化大革命”的影響下，冶煉條件受到了極大的限制，最后導(dǎo)致各類技術(shù)指標、生產(chǎn)工藝都出現(xiàn)問題，無法實現(xiàn)進一步的優(yōu)化。而現(xiàn)代科技在不斷發(fā)展，各類技術(shù)水平都在不斷提升，針對優(yōu)秀的傳統(tǒng)工藝技術(shù)、研究成果，可以加以利用和完善，適當進行成分調(diào)整，采用現(xiàn)代化的冶金技術(shù)去除雜質(zhì)，從而獲得更好的研究成果。

3 結(jié)語

綜上所述，國內(nèi)要加強對耐蝕性新金屬材料的研究與開發(fā)，就要加大投入力度，對舊技術(shù)、設(shè)備、工藝等進行改造和創(chuàng)新，通過不斷完善和更近，研制出更多高性能、高質(zhì)量的金屬材料。