國產低溫材料應用

張建民（新能能源有限公司內蒙古，內蒙古達拉特旗 014300）

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國產低溫材料應用

張建民
（新能能源有限公司內蒙古，內蒙古達拉特旗 014300）

摘 要：通過國產和進口低溫材料綜合比較，在-70℃工況下，國產低溫材料代替進口低溫材料是完全可行的，能完全滿足生產需要，可大幅度降低項目投資。

關鍵詞：穩定輕烴；LNG；甲醇洗滌塔；低溫

國內煤化工項目，低溫甲醇洗裝置關鍵性設備甲醇洗滌塔均采用進口材料SA203GrE，采購周期較長，成本較高，嚴重制約建設周期和工程投資，我方經過多方調查，與設計院、設備制造廠和設備使用用戶進行廣泛了解甲醇洗滌塔主體材料，同時對國產材料09MnNiDR與進口材料SA203GrE、SA203GrD做了較高詳細對比，最終將二期項目的甲醇洗滌塔三臺關鍵設備材料進行變更。

1 技術背景

國內煤化工采用低溫甲醇洗工藝，設計溫度為-70℃，因國內冶煉技術不是很成熟，特別針對低溫鋼材仍停留在進口階段，低溫鋼材使用范圍在-45℃到-196℃，采用材料為1/2Mo，0.5Ni，2.5Ni，3.5Ni，SA203GrD，SA203GrE，9Ni和奧氏體不銹鋼等，執行標準為美國ASTM SA203、SA333標準；近20年內，經過我國技術創新，冶煉技術得到質的飛躍，現在國內16MnDR，09MnNiDR，08Ni3DR，06Ni9DR等低合金鋼和奧氏體理化性能均得到飛速發展，開辟了屬于我國標準體系GB/T3531，溫度范圍也進一步擴大，現已經達-40℃到-253℃。

2 國內低溫材料發展

國內大型成套設備國產化進程的日益加快從而促進了低溫技術及低溫壓力容器的迅速發展。根據低溫用鋼的不同，可分為“鉻鎳奧氏體不銹鋼制低溫壓力容器”和“低合金鋼制低溫壓力容器”兩大類。由于“鉻鎳奧氏體不銹鋼制低溫壓力容器”造價高，難以用于大壁厚及較高壓力等情況。“低合金鋼制低溫壓力容器”目前國內采用使用溫度一般在-70℃低溫鋼09MnNiDR在工業生產中得到了推廣應用。

我國09MnNiDR是在德、法相應鋼號的基礎上調整化學成分，改進為-70℃低溫用鋼，牌號為09MnNiDR。1985年中國通用機械工程總公司開始籌劃低溫鋼的開發與應用工作，并完成了可行性研究報告，于1988年在共性技術專項上立項；1992年，09MnNiDR鋼板制造國內首批產品（液氯貯罐）鑒定會，確認鋼材具有優良的焊接性能及低溫韌性，建議在-45℃～-70℃低溫壓力容器中推廣應用，可在乙烯、大化肥和煤化工等重大技術裝備應用，同時國家在冶煉和設備制造方面擁有很強的技術力量和質量保證體；1995年9月，中國機械工程學會壓力容器分會、全世國壓力容器標準化技術委員會、化工部化工裝備總公司等九單位組成0.5Ni低溫鋼制整體多層夾緊式高壓容器評議委員會，對采用國產新材料09MnNiDR低溫鋼、運用新工藝、新結構制造的氨分離器（ф2200×7960、12MPa）和超高壓氮氣

貯罐（ф2200×10730、13.1MPa）進行評議。專定一致認為產品的設計、制造達到了國際先進水平，09MnNiDR低溫鋼在-40℃到-70℃范圍內可代替3.5Ni鋼，用于化肥、石油、煤化工等工業中的低溫壓力容器，開創了我國-70℃級低溫設備制造的先河，為-70℃級低溫高壓容器的國產化開辟了一條新途徑，為我國的材料工業和制造技術趕超世界先進水平做出了積極的貢獻。

3 兩種材料主要理化性能對比

甲醇洗滌塔幾種材料對比09MnNiDR　SA203 GR.E　　備注執行標準　GB3531-2014　ASTM SA203材料特性　　低溫壓力容器用低合金鋼低溫壓力容器用低合金鋼主要成分　Ni0.3-0.8%；Mn1.2-1.6%　Ni3.18-3.82%極限使用溫度℃　-70　-101屈服強度　　≥260MPa　　≥275抗拉強度　　≥430-560MPa　　≥485-620MPa延伸率　　≥23%　　≥21%沖擊功　　≥27J　　≥27J交貨狀態　　正火+回火　　正火+回火技術成熟度　　完全滿足　　完全滿足

4 甲醇洗滌塔性價比對比

性價比參照表設備名稱　甲醇洗滌塔Ⅰ甲醇洗滌塔Ⅱ甲醇洗滌塔Ⅲ　　總計　　備注設備位號　T3001　 T3006　T3007規格型號　Φ3600*78600Φ2200*85780 Φ1600*34250設備厚度　85　50　48設計壓力　6.5MPa（G）4.0MPa（G）7.7MPa（G）設計溫度　-70/-45/50℃ -70/-45/60℃　-70/50℃設備外殼重T　 680　320　72　1072材料利用率　0.97　0.97　0.97　0.97實際采購量T　 701.03 　329.90 　74.23 　1105.15 SA203Gr單價　12500　 12500　12500　12500　　國產小計（元）　8 762 886.60 4 123 711.34 927 835.05 13814432.99 SA203Gr單價　15200　 15200　15200　15200　　進口小計（元）　10 655 670.1 5 014 432.99 1128247.423 16798350.52 09MnNiD單價　5000　5000　5000　5000小計（元）　3 505 154.64 1 649 484.54 3 71 134.02 5 525 773.20節約費用（元）525 7731.96 2 474 226.80 556 701.03 8 288 659.79 與國產材料對比節約費用（元）7 150 515.46 3 364 948.45 757 113.40 11272577.32 與進口材料對比

5 結論

經過以上分析，對比，在-70℃工況下使用的低溫材料，國產09MnNiDR材料代替SA203GrE進口材料是完全可行的，并能滿足生產需要，同時僅材料費用節約資金約1 127萬元，大大減少了設備投資費用。

Materials Made Cryogenic Applications

Zhang Jian-min

Abstract：The domestic and imported low-temperature materials comprehensive comparison，at-70 ℃ condition，made cryogenic temperature materials instead of imported material is entirely feasible and can fully meet the production needs，can significantly reduce the project investment.

Key words：stable light hydrocarbon；LNG；column was washed with methanol；hypothermia

中圖分類號：TQ646

文獻標志碼：B

文章編號：1003–6490（2016）02–0072–02

收稿日期：2016–02–10

作者簡介：張建民（1972—），男，山西太原人，設備工程師，主要從事設備技術管理工作。