ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ

Высоколегированные стали, перечисленные в табл. II. 20, яв­ляются коррозионностойкими, износостойкими и стойкими к задира­нию сталями, а также сталями, теплоустойчивыми и окалиностойкими при высоких температурах (600—850° С). В этой таблице даны также химический состав этих сталей, механические свойства при комнатной температуре и рекомендуемые области их применения в нефтезаводском оборудовании.

Сталь с содержанием 13% хрома вследствие высокой коррозион­ной стойкости в горячей сернистой нефти, значительной прочности при повышенных температурах, хорошей технологичности широко применяют в оборудовании нефтезаводов и заводов нефтехимического синтеза. Например, сталь 0X13 (ЭИ496) широко применяется в ка­честве защитного слоя в двухслойной аппаратуре, которая должна быть стойка в горячей сернистой нефти и ее дистиллятах. Внутрен­ние устройства (тарелки, колпачки, ниппеля, сливные стаканы двух­слойных аппаратов) полностью изготовляют из тонкой листовой мили 0X13 (ЭИ496). В горячей нефтяной среде, содержащей серни-стыехеоединения и сероводород, эта сталь настолько устойчива, что для нее не требуется добавки на коррозию при изготовлении корпусов из биметалла со слоем из стали 0X13 (ЭИ496). Сталь 1X13 приме­няется преимущественно для крепежа, штоков задвижек, валов центробежных насосов и поршней поршневых насосов, соприкаса­ющихся с агрессивной горячей сернистой средой. Большим преиму­ществом этой стали являются высокие механические свойства в термообработанном состоянии и сопротивление к задиранию при трении о другой металл.

Сталь 1X13 слабо склонна к так называемой тепловой хрупкости.

Из табл. II. 21 видно, что сталь 1X13 обладает в термообработан­ном состоянии (после закалки и отпуска) высокими механическими свойствами. Она также обладает хорошей релаксационной стойко­стью (табл. II. 22), что очень важно для крепежных деталей. Ударная вязкость ее при комнатных и повышенных температурах высока.

Аустенитная хромоникелевая сталь, содержащая 18% хрома и 8% никеля, является наиболее жаропрочной при температуре до 650° С (табл. II. 23). Благодаря хорошей свариваемости, высокой технологичности, коррозионной стойкости и окалиностойкости эту сталь широко применяют в оборудовании нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов.

Еще большей жаропрочностью обладают аустенитныо стали, в ко­торых содержится молибден, стали Х18Н12М2Т и Х18Н12МЗТ, которые благодаря своей высокой коррозионной стойкости такж& часто используются в оборудовании нефтезаводов. При выборе ау-стенитных сталей для той или иной конструкции следует иметь в виду их склонность к межкристаллитной коррозии, которая возни­кает в стали после ее пребывания в интервале температур 400— 800° С. Многие среды современной нефтепереработки способны вы­звать разрушение элементов из этой стали чаще всего в зонах сварных стыков.

Не следует эксплуатировать эти стали в зоне опасных темпе­ратур, если при охлаждении они будут соприкасаться со средой, в которой может идти процесс межкристаллитной коррозии. В этом случае необходимо предпринимать следующие меры безопасной экс­плуатации аустенитных сталей.

1. Химический состав стали должен быть таким, чтобы отношение титана к углероду в ней было , а в сварочной электродной проволоке отношение содержания ниобия к углероду .

2. Сварные элементы и основной металл, которые длительное время должны работать при повышенных температурах, следует подвергнуть стабилизирующему отжигу (трехчасовой нагрев при 850—870° С) независимо от того, подвергался ли исходный металл стабилизирующему отжигу или закалке.

Трубы из стали 1Х18Н9Т с корректированным химическим составом (отношение в состоянии стабилизирующего отжига) поставляются по ЧМТУ 92-59. Если нужна сталь, химический состав которой соответствует первому условию, а термообработку деталей или изделий предполагается выполнить на заводах-изготовителях, то надо брать сталь 0Х18Н10Т по ГОСТ 5632-61.

Для крепежа на аустенитных фланцах применяется сталь 4Х14Н14В2М (ЭИ69). Эта сталь обладает очень высокой жаропроч­ностью (табл. II. 24).

Стали Х18Н12М2Т и Х18Н12МЗТ стойки в слабых солянокис­лых растворах, поэтому из них можно изготовлять оборудование установок прямой гонки, на которых перерабатываются сильно за­соленные нефти. При переработке нефтей, богатых низкомолекуляр­ными нафтеновыми кислотами, также приходится использовать эту сталь для облицовки и внутренних устройств аппаратов.

Наконец, трубы из стали Х18Н12М2Т применяли в качестве печных в установках пиролиза нефтяных газов при температурах до 850° С. Некоторые данные по прочностным характеристикам этой стали при повышенных температурах даны в табл. II. 25.

Сталь Х28 является износостойким материалом. Она обладает высокой жаростойкостью до температуры 1100° С.

Временное сопротивление этой стали в зависимости от температур (ГОСТ 2176-57) указано в табл. II. 26.

При назначении стали Х28 для элементов, которые должны быть стойкими против абразивного износа, надо иметь в виду, что детали из этой стали можно получить только путем отливки. Ее нельзя прокатывать и ковать, а также трудно сваривать.

Хорошей износостойкостью при повышенных температурах обладает также сталь ЭИ921 (Махроти), особенно, если содержание угле­рода в ней соответствует верхнему пределу, но в этом случае детали из нее должны быть литыми. При содержании в ней углерода, соот­ветствующего нижнему пределу (см. табл. II. 20), сталь сваривается удовлетворительно.

Окалиностойкие стали ЭИ316 и Х23Н7С-Л применяют главным образом в литом состоянии в виде подвесок для труб печей нефте­заводов. Технические условия на поставку подвесок из стали ЭИ316 (Х24Н12) предусматривают химический состав, но не гарантируют механические свойства.

Сталь Х23Н7С-Л является низконикелевым заменителем стали ЭИ316 и рекомендуется к применению при изготовлении подвесок с менее суровыми условиями работы. В настоящее время она успешно проходит широкое промышленное испытание на различных нефте-перерабатывающих заводах.