高錳奧氏體低溫鋼HM400 在液氨介質(zhì)中的應(yīng)力腐蝕敏感性研究

胡 盼，孔韋海，張 強(qiáng)，吳志剛，劉 燕

(合肥通用機(jī)械研究院有限公司 國家壓力容器與管道安全工程技術(shù)研究中心，安徽 合肥 230031)

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為滿足碳達(dá)峰和碳中和的要求，氨作為一種富氫無碳的能源載體越發(fā)受到關(guān)注[1，2]。氨通常以液氨的形態(tài)進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)，主要通過加壓或降溫的方式進(jìn)行液化，相應(yīng)的儲(chǔ)運(yùn)方式主要有常溫中壓、低溫帶壓和低溫常壓，其中常溫中壓儲(chǔ)運(yùn)方式的溫度為環(huán)境溫度，壓力為液氨的飽和蒸氣壓(25 ℃為1.03 MPa，60 ℃為2.52 MPa)；低溫常壓儲(chǔ)運(yùn)方式是通過制冷設(shè)備將儲(chǔ)罐溫度降至液氨沸點(diǎn)-33 ℃以下，以實(shí)現(xiàn)液氨液化；低溫帶壓為結(jié)合加壓和降溫共同實(shí)現(xiàn)液氨的液化，溫度通常在4℃左右，對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓為0.40 MPa[3，4]。在液氨的充裝、排料及檢修過程中，3 種儲(chǔ)運(yùn)方式的儲(chǔ)罐均存在被空氣污染，導(dǎo)致材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕而引發(fā)液氨泄露的問題，因此國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)液氨儲(chǔ)運(yùn)容器用材作出限定，主要是推薦使用對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感性低的低強(qiáng)度碳素鋼或低合金鋼[5，6]，一定程度上限制了液氨儲(chǔ)罐高參數(shù)化和輕量化。因此亟需兼具高強(qiáng)度、低應(yīng)力腐蝕敏感性和良好低溫性能的材料來實(shí)現(xiàn)液氨儲(chǔ)運(yùn)容器的高參數(shù)化和輕量化。

22%～25%Mn 高錳奧氏體低溫鋼是近年來開發(fā)的新型低溫鋼，其采用錳元素代替鎳元素來起到穩(wěn)定奧氏體組織[7]，具有低成本、高強(qiáng)度和優(yōu)異的低溫力學(xué)性能，如舞陽鋼鐵有限公司研發(fā)的A1106 Mn25 奧氏體低溫鋼-196 ℃低溫沖擊功超過108 J，抗拉強(qiáng)度Rm可達(dá)800 MPa 以上[8]；南京鋼鐵有限公司研發(fā)的25Mn鋼-196 ℃低溫沖擊功可達(dá)201 J，屈服強(qiáng)度Rp0.2可達(dá)820 MPa[9]?！?br>