不銹鋼管選材標準之——-船舶
目前船用不銹鋼管選材的主要依據(jù)是船規(guī),即船舶入級和建造規(guī)范。海洋油氣運輸船舶選用不銹鋼管多數(shù)是用作裝卸、輸送或處理原油、液化氣或其分離產(chǎn)品乙烯等的管道。這些油氣介質(zhì)本身腐蝕性并不很強,原油甚至曾被認為可在管道表面生成“油膜”而起到阻蝕的作用。
由于成本的因素,長期以來油氣工業(yè)中主要采用的都是碳鋼或低合金鋼管。VLCC 船中為防止原油在貯艙中凍結(jié)影響航行安全性,從而設(shè)置了蒸汽加熱盤管。早期都是按2004 年已刪除的ASTMA539 標準來制造電阻焊碳鋼管,后來發(fā)現(xiàn)油氣中所含的H2S、CO2及氯化物雜質(zhì)可造成酸度不同的腐蝕環(huán)境而改用不銹鋼管。德國勞氏船級社(GL)的《鋼質(zhì)海船入級和建造規(guī)范》1996 年版就明確規(guī)定低溫韌性奧氏體不銹鋼管只允許采用熔焊方法制造, 制造工藝和檢驗必須保證焊縫質(zhì)量因子為1.0,且所有鋼管必須在熱處理狀態(tài)供貨。實際上,國內(nèi)許多不銹鋼焊管制造廠用GTAW(Gas Tungsten Arc Weld的縮寫,又叫鎢極惰性氣體保護焊或PAW(等離子弧焊PAW:Plasma Arc Welding)方法生產(chǎn)不銹鋼焊管, 這也是此類低溫韌性不銹鋼管最成熟而經(jīng)濟、環(huán)保的制造方法。GL 的上述船規(guī)和法國船級社的《船舶和近海裝置入級規(guī)范》, 實際都是船用不銹鋼管選材的主要依據(jù)。但需要注意以下幾個方面:
(1)BV:NR216—2014 中規(guī)定的液化氣體運輸船可用于貨物裝卸和處理管道的不銹鋼管鋼種為:304、304L、316、316L、321、347及S31803。其中,S31803雙相不銹鋼管是2005 年新增的,但S31803鋼管只能在-20~185℃條件下采用其余奧氏體鋼管則可在-165℃以上設(shè)計條件下采用,后者是低溫韌性鋼管的主流鋼種。
(2)GL則從未把304和316鋼管列為低溫韌性應(yīng)用鋼管選材。其原因是這些鋼管必須用焊接才能構(gòu)成管道且不可能對這些接頭進行固溶退火處理,只有304L、316L、321、347鋼管才能保證其HAZ(焊接接頭的熱影響區(qū))的抗晶界腐蝕性能。因此,選用304L、316L、321、347鋼管更為合理和明智。值得指出的是,GL2000-Ⅱ:2009 中已增列316Ti(ENI.4571)鋼管。
(3)GL還對不銹鋼選材有“特定場合可規(guī)定Cr含量有效值,即PRE=(%)Cr+3.3(%)Mo+30(%)N”的規(guī)定, 這實際上是抗海洋環(huán)境腐蝕的最初級考慮。304L、321、347鋼管雖都能解決焊縫HAZ 的敏化或晶向腐蝕問題, 但他們的PRE 都只有20左右,而316L則可達26以上,這是316L鋼管成為船用不銹鋼管當前主要選材的根本原因,也是GL2000-Ⅱ:2009增加316Ti的原因。
(4)美國ABS船規(guī)2010年材料和焊接的低溫管道選材中未見列出上述軋制ASS 鋼管, 卻列有CF8C、CK20兩種鑄造ASS管。除了在鍋爐和再熱器管中列有321、347兩種ASS 鋼管外,熱交換器管及其他管道中都只列有ASTM B42高鎳ASS 鋼管,B43、B75、B466、B467銅合金管及B165、B730 鎳銅合金管,這說明ABS 船用管道選材觀點明顯不同于歐洲。
(5)國內(nèi)一些船企直到2014 年提出的船用不銹鋼管全球招標訂單技術(shù)要求中,仍列有ASTMA530《碳鋼和合金鋼管道鋼管通用要求》,可見所參考的還是15~20年前的國外經(jīng)驗。ASTMA999《合金和不銹鋼管道鋼管通用要求》是1998年從ASTM A530中分離出來的,也就是說,1998年前A530與A312共同限定不銹鋼管道鋼管技術(shù)要求,之后A999應(yīng)與A312共同限定。