S31254钢管介绍

某公司的母Ⅱ加热器为立式固定管板换热器，壳体内径为1.6m，换热管的长度为6m，换热面积为277m2.壳程设计压力为0.5MPa，设计温度为160℃;管程设计压力为0.8MPa，设计温度为60℃。壳程介质为饱和水蒸气；管程介质为母液；Ⅱ(由Na*，NH:，Cl-，HCO3和HО组成)是一种高浓度的组成CI-，HCO，强腐蚀性介质。在搬迁改造工程中，从原厂碳化塔上拆除了许多完好无损的介质。S31254钢管规格为63mm×3.9mm，在母Ⅱ在加热器的设计中，采用了加热器S31254钢管作为换热管，并配有S22053锻件作为管板材料，管箱材料为Q345R并通过内部防腐。壳程材料为Q345R，热交换管与管板的连接方式采用胀焊。

S31254的性能

S31254是一种新型高合金纯奥氏体不锈钢。其化学成分为：碳≤0.2%;硅≤0.8%;锰≤1.0%;硫≤0.01%;磷≤0.03%;铬19.5%~20.5%;镍17.5%~18.5%;钼6.0%~6.5%;铜0.5%~1.0%;氮0.18%~0.22%。其机械性能为：抗拉强度Rm≥650MPa;屈服强度Rpo2≥310MPa;延伸率As≥40%；布氏硬度HB=223。由于S31254钼含量高，因此具有较高的耐点腐蚀性和间隙腐蚀性，是为海水等含卤化物的环境而开发的；它还具有良好的耐均匀腐蚀性，特别是在卤化物的酸中，优于普通不锈钢；与普通不锈钢不同，它在化学成分上具有很好的耐局部腐蚀性。在海水、充气、间隙和低速冲刷条件下具有良好的耐点蚀性(PI≥40)具有良好的抗应力腐蚀性能，是高成本镍基合金和钛的替代材料；同时具有更好的耐高温或耐腐蚀性能；此外，从不锈钢的分类来看，它是一种稳定的奥氏体金相组织。

S31254的焊接特点

具有良好的耐晶间腐蚀性

根据“晶间贫铬”理论上，当奥氏体不锈钢的碳含量高于0时.08%时，在加热过程中，过饱和碳可以Cr23C6的形式沿晶界沉淀，容易引起晶间贫铬，从而降低奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀性；但当奥氏体不锈钢碳含量低于0时.02%~0.03%时，碳全部溶解在奥氏体中，即使在450%时，℃~850℃加热之间，晶界不会形成“贫铬区”晶间腐蚀。由于高合金纯奥氏体不锈钢S31254的碳含量≤0.2%，焊接时采用较小的焊接热输入，加快冷却速度，基本消除晶间腐蚀。

与其他不锈钢相比，奥氏体不锈钢具有较高的热裂纹敏感性，主要与以下特点有关：

（1）奥氏体不锈钢导热系数小，线膨胀系数大。在局部焊接加热和冷却条件下，焊接接头的高温停留时间较长，焊缝金属和近缝区在高温下承受较高的拉应力，冷却过程中可形成较大的拉应力。焊缝金属凝固过程中的拉应力是凝固裂纹的必要条件。

（2）奥氏体不锈钢容易形成方向性强的柱状晶体焊缝组织，一些有害杂质元素容易在晶体之间形成低溶点液体膜，导致焊缝凝固裂纹。为防止奥氏体不锈钢焊缝中热裂纹，可采取以下措施:严格控制材料中硫、磷等有害杂质的含量；采用能形成焊缝双相组织的焊丝，打乱奥氏体不锈钢晶体的方向性，减少晶间低溶点共晶的偏析；采用低线能量和窄焊道技术，提高熔池的冷却速度；年梦术钨极氩弧焊，电弧能量大，热量集十:管道气流的冷却效果，热影响区小，内部焊缝成型良好，无飞溅和塔渣；为了加快焊接边缘的垃圾速度，焊后可以用水强制冷却；对于热交换管与管板之间的焊接，可以在管桥上设置应力槽，以减少甚至消除焊接应力。

S31254钢管的使用

母Ⅱ加热器管程中的介质含有高浓度EHCo,，钢材是一种强腐蚀性介质。N热复合有20碳钢管，使用寿命短，故团设备更新频繁，严重影响生产能力；如果换热管选用防腐20碳钢管，由于防腐层导热系数太小：严重降低换热效果；如果换热管选用钛管，使用寿命长，效果好，但钛管怕印贝S31254钢管价格的三倍。.S31254对t氏体不锈钢具有优异的耐点腐蚀性和耐间隙腐蚀性。孔应力岗1具有优异的耐均匀腐蚀性。其焊接接头具有良好的晶间腐蚀性。采用有效的焊接工艺元可防止焊缝中的热裂纹，因此采用S31254钢官作为换热管。

由于壳体介质为饱和水蒸气，换热管应承受振动和疲劳负荷，因此换热管与管板的连接方式应采用膨胀焊接和密封焊接连接形式，要求换热管材料的硬度低于管板材料的硬度。S22053钢是抗Cl”腐蚀性好的双相不锈钢，其布氏硬度值为293(HB)，大于S31254钢管布氏硬度值223(HB)，而且焊接性能好。因此，采用它。S22053钢锻件作为管板材料，并在管板孔之间的管桥上开设应力槽。管箱采用管箱。Q345R钢板制作，内表面喷砂除锈，烘烤酚醛清漆。

在母加热器的设计中，采用了S31254钢管作为换热管，采用管板材料S22053锻件，管箱内表面采取烘烤酚醛清漆措施，有效防止管程高浓度Cl-，HCO。的母液Ⅱ介质对设备的腐蚀。实践证明，使用已被证明，使用已被证明，使用已被证明。S31254高合金纯奥氏体不锈钢取代高成本的镍基合金和钛，以防止高成本的镍基合金和钛Cl-，HCO,腐蚀是延长设备使用寿命、提高生产能力、降低制造成本的有效方法。