双相不锈钢产业概述(项目报告)

第一节 双相不锈钢项目界定

双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，简称DSS），指铁素体与奥氏体各约占50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。

第二节 双相不锈钢应用领域 分析

（1）纸浆和造纸工业

纸浆和造纸工业是最早使用双相不锈钢的加工工业，许多钢种都是根据这些工业的需要而发展起来的。在制纸浆和造纸业领域，国内几乎是空白，硫酸盐蒸煮法仍多采用低碳钢制造的蒸煮锅，而国外早已普及使用双相不锈钢的蒸煮、漂白等设备，目前国内也有引进，但数量极少。此时既耐腐蚀、强度又高的双相不锈钢就成了较理想的选择。

（2）石油化学和化肥工业

一九七二年瑞典的医药工业为了解决蒸馏塔中的应力腐蚀破裂问题，采用3RE60型双相不锈钢制造了两台蒸馏塔（当时2205还处在发展阶段）。双相不锈钢的高强度特点在制造各种储槽、运输罐和反应釜器时，就能更好地反映出来。双相不锈钢在尿素和磷肥工业中的应用在近几年中也得到了很大的发展。据统计，化肥生产设备中的一个冷凝器，如用双相不锈钢制造，费用可降低到1/3左右。可见双相不锈钢在节省投资方面有着很大的优势。

（3）食品和轻工工业

食品和饮料生产装置中含氯离子水的换热设备使用较多，在这样的环境里，加工设备很容易出现应力腐蚀破裂。啤酒厂的热水槽和加热器，因介质温度在100℃左右，同时又含有约100ppm的氯离子，在这类设备中，二十世纪七十年代初期用3RE60型双相不锈钢，二十世纪八十年代初以2205为主，22%铬型双相不锈钢来代替，二十世纪九十年代初又开始用SAF2304型双相不锈钢。在选用不同双相不锈钢时，其中以SAF2304最为便宜，而2205可用于氯离子浓度大于500ppm的溶液中。

（4）运输业

在瑞典，早在一九七八年就根据双相不锈钢高强度和良好的抗疲劳性能，用双相不锈钢代替运送牛奶的车用储罐，其寿命增加了许多。双相不锈钢的高强度和优良的耐腐蚀性，使得它在用于制造化学品船时，也有很大的优势。可以用较薄的钢板，从而减轻了船舱的重量，降低了燃料的消耗。第一艘用2205型双相不锈钢制造的化学品船于一九八七年下水，更多的采用双相不锈钢的化学品船正在建造过程之中。

（5）炼油和天然气工业

早在七十年代双相不锈钢就被用于腐蚀性很强的海洋油气井套管，以及炼油厂许多有应力腐蚀破裂问题的设备。此外，架设在各油井和海岸间的高强度耐腐蚀的集输油管等，也选用了双相不锈钢。近海油气开发工业是双相不锈钢主要领域，超级双相不锈钢SAF2507被开发以后，首先就是用于海洋采油工业中。此外，一种新型海底输水管就是用双相不锈钢制成的，其他在北海油田的一些电缆连接管都用双相不锈钢制造。

（6）海水环境下的建筑业

在建筑业方面，最关键的是材料的抗大气腐蚀能力。在沿海地区这种海洋大气中氯离子浓度要比内陆的空气高得多，此时就需要有耐“海水”腐蚀能力的材料。另外，材料的高强度则可以减轻重量，节省投资。双相不锈钢能建造海上采油平台的防风墙和阻挡天然气爆炸产生压力的防爆墙，就是说，在八个北海采油平台的海上部分，仅此一项就可以减重一千吨。海边道路灯柱往往因海洋大气的高氯离子含量和很高的潮湿性，采用2205双相不锈钢后，不仅耐腐蚀性好，延长寿命，而且使灯柱重量约减轻百分之二十。

（7）海水淡化

2005年海水淡化国际会议上指出，当前全球大约有13600座海水淡化厂，日淡化能力为3100万立方米，计划到2015年翻一番。最常用的淡化方法有多级闪蒸法（MSF）和反渗透法（RO）。近年薄膜技术的进步使RO法的使用有上升趋势。MSF法蒸发器的冷凝器管宜采用2507超级双相不锈钢管代替钛或铜镍合金，闪蒸室外壳可用2205。RO法的高压管道和高氯化物环境的高压泵采用2507钢，可与含6％Mo的奥氏体钢媲美，已用于以色列新建的Ashkelon厂。我国曹妃甸项日中100m×25m×6m的多级闪蒸设备即是由Outokumpu供给的300吨2205钢板制成的。通常120万吨级的处理设备需要1万吨6mm厚的钢板。我国淡水资源不足，海岸线很长，海水淡化将会提上日程，这将是双相不锈钢的潜在用途。

（8）能源与环保工业

烟气脱硫（FGD）系统用来消除燃煤电厂烟气中的SO2，减少向大气中的排放，防止酸雨。预测显示2020年以前，全球三分之二的燃煤电厂都将安装FGD装置。目前湿法FGD装置占优势，在55oC，pH值>6，C1-浓度30000ppm以下就可以选用2205钢，比317LMN效果要好。加拿大ColesonCove电厂是北美第一个在吸收塔顶部采用360吨2205双相不锈钢。中国大多数是燃煤电厂，国家不断提出控制空气污染的要求，大量的FGD系统上马必将会开辟双相不锈钢新的市场。最近德国开发的1.4475耐磨耐蚀双相不锈钢GXl50CrNiMoCuN4l-6-2，利用其占体积25％～30％的网状高铬碳化物组成三相结构，提高了耐磨损腐蚀性能。在Niederauβem电厂用于制造FGD再循环过滤泵的叶轮，在固体颗粒量高达25％，pH值>4，氯化物含量5.5％的条件下，使用效果很好。

第三节 双相不锈钢产业发展历程

双相不锈钢从20世纪40年代在美国诞生以来，已经发展到第三代。它的主要特点是屈服强度可达400-550MPa，是普通不锈钢的2倍，因此可以节约用材，降低设备制造成本。在抗腐蚀方面，特别是介质环境比较恶劣（如海水，氯离子含量较高）的条件下，双相不锈钢的抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢，可以与高合金奥氏体不锈钢媲美。