化工生產包括石油化工、造紙、涂料、化學藥品等。一談到化工生產,人們馬上會想到腐蝕、高溫、高壓,有這種想法并不奇怪,因為化工生產中,使用了不同種酸、堿、鹽等,生產區域塔罐林立,管網縱橫,霧氣騰騰。所以大部分化工設備是要與腐蝕性介質、高溫和高壓接觸。為了安全連續生產,化工設備采用了大量的不銹鋼管。
化工設備一般體積龐大,有的容器直徑達數米,高度達數十米。設備成形和焊接后很難再進行熱處理;而成形和焊接對不銹耐酸鋼的耐蝕性和力學性能都有不利的影響,如熱成形和焊接會使不銹鋼敏化,并降低鋼的抗晶間腐蝕能力;成形和焊接所產生的殘留應力在某些介質環境下會產生應力腐蝕破壞;成形和焊接使成形焊接部位力學性能發生變化。因此絕大部分化工設備要求所用不銹鋼管在成形和焊接后,在不經熱處理的狀態下仍具有足夠的耐蝕性和良好的力學性能,特別是抗晶間腐蝕性能和韌性等。
化工設備中使用最廣泛的是耐蝕范圍廣、塑性、韌性以及成形性和焊接性等工藝性能良好的Cr-Ni型和Cr-Ni-Mo型奧氏體不銹鋼。為了滿足在熱作和焊接狀態下抗晶間腐蝕性能的要求,化工設備常采用含鈦和鈮等穩定化元素的不銹鋼鋼種,如07Cr19Ni11Ti(321H)、06Cr17Ni12Mo3Ti(316L)等。隨著冶金技術水平的提高,具有更好的抗晶間腐蝕、刀狀腐蝕能力的低碳、超低碳、含氮不銹鋼的應用也日益廣泛。
不銹鋼的合金元素含量較高,價格昂貴,必須節約使用。當化工容器的壓力較高,壁厚較厚時,一般采用在碳素鋼或低合金高強度鋼殼體內襯不銹鋼里的構造。這樣不僅可以節約大量的不銹鋼,而且還可以保證設備的質量和效能。
一般不銹鋼管在中性或者是弱氧化性酸環境中具有較強的耐腐蝕性,可是有時候在含有非氧化性酸、強氧化性酸以及氯化物的環境中就不那么耐腐蝕了。對于酸的處理,主要使用奧氏體不銹鋼,不過對于硫酸、鹽酸、醋酸等非氧化性酸,就要選用添加Mo、Cu、Si等元素以及加大鎳含量的不銹鋼管。