双相钢作为20世纪后期发展起来的新型钢种, 由于材料本身的固有特点已被广泛应用于各个领域。在泵阀领域的应用也收到了可喜的效果。

1、双相钢材料的特点

双相钢阀门所具有的优良的性能是由其材料的性能和阀门本身的结构特点所决定的。因此，我们先了解一下双相钢材料的特点:

所谓“双相不锈钢”是在其固溶组织中铁素体相和奥氏体相大约各占一半一般少量相也不低于30%。

双相不锈钢由于在其组织中存在铁素体和奥氏体，因此它具备铁素体不锈所具有的较高强度、耐氯化物应力腐蚀性能和奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性能的优点.其主要性能特点如下:

(1)含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。

(2)含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀抗力当量值(PRE=Cr%+3.3xMo%+16xN%)时.双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿。双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与ANSI 316L相当。含25%Cr的.尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了ANSI316L。

(3)具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。

(4)综合力学性能好，有较高的强度和疲劳强度，屈服强度是18—8型奥氏体不锈钢的2倍。固溶态的延伸率达到25%，韧性值Ak(V型槽口)在100J以上。

(5)可焊性良好、热裂倾向小、一般焊前不需要预热、焊后不需要热处理。可与18—8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。

(6)含低铬(18%Cr)的双相不锈钢热加工温度范围比18—8型奥氏体不锈钢热加工范围宽、抗力小。

(7)冷JJD-r时比18—8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大。在管、板承受变形初期，需施加较大应力才能变形。

(8)与奥氏体不锈钢相比，导热系数大线膨胀系数小。

(9)有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向。不宜用在高于300°C的工作条件。

表1化学成分比较

从化学成分上看最明显的是Ni含量的不同， 316L(尿素级)00Cr22Ni5M03N的近2.4倍。

为了验证该钢的耐腐蚀性能水平根据Stamicarbon对316L(尿素级)的验收标准进行了00Cr22Ni5M03N钢和316L钢(尿素级)对比实验。其试样均为固溶态，在(65±0.2)%HNO，沸腾溶液中试验5周期，每周期48h，其结果见表4。

休氏法(Huey)是作为尿素用材耐蚀性和各国通用的一个主要检验方法。这个方法要求很严格。一般化学成分控制不当，钢的冶金质量不好。很难通过此法。316L(尿素级)规定5个周期平均腐蚀量≤3.3汕m/48h，为合格。从试验结果来看，00Cr22Ni5M03N钢不但达到了这一要求.而且也达到了25—22—2(2RE69) 奥氏体不锈钢的耐腐蚀标准平均腐蚀量≤1.5lxm/48h。好于316L(尿素级)的平均腐蚀量，特别是从第5周期开始.00Cr22Ni5M03N钢腐蚀量远远低于316L(尿素级)的腐蚀量。从而说明了00Cr22Ni5M03N钢化学成分理想，耐蚀性能强于316L(尿素级)。

2、双相钢阀门的特点

(1)阀门采用整体锻造加工或锻焊结构，并经无损检测合格，固溶处理，材料组织细密，由于全部为加工表面。产品外形美观。

（2）阀门密封副喷焊硬质合金，可喷焊镍基焊粉、司太立合金和碳化钨等材料，硬度最高可达HRC65，具有优异的耐磨腐蚀性能，提高了阀门的使用寿命。

（3）由于双相钢材料本身的特点，阀门具有较强的抗硫化氢和氯离子腐蚀的能力。

（4）充分考虑了水煤浆介质作用于密封副上的力较浮动球大幅降低，启闭力矩减小。阀座设计为封闭式结构，能有效的防止由于沉积和结垢造 成的弹簧失效。密封圈采用柔性石墨或塑料合金。材料具有很好的密封性能和抗高温性能(柔性石墨可达800°C、塑料合金达到了3000°C )，阀杆采用沉淀硬化不锈钢。热处理后具有较高的机械性能.解决了由于介质沉积结垢造成阀门启闭力矩增大可能造成的阀杆变形问题。大口径阀门可根据用户要求设置冲洗口，对沉积物进行冲洗。

3、双相钢阀门的应用

从表4中可以看出.2205材料的抗晶间腐蚀性 能优于尿素级316L.且兼有铁素体和奥氏体的双重 特性。强度和硬度都高于316L。将此材料应用 到尿素甲铵液介质阀门的阀芯部位.提高了阀门的抗晶间腐蚀能力和冲蚀能力并且用于环境比较极端的尿素合成塔一道阀同样收到了满意的效果。

目前生产尿素的CO气提法和NH，气提法采用的多是高合金奥氏体不锈钢。甚至是钛材。国内已在尿素装置的甲铵泵进出口单向阀和主工艺管路的高 压截止阀的内件.采用双相不锈钢以代替316L(尿素 级)钢。耐磨损腐蚀性能及强度都有很大提高.大大提高了阀门的使用寿命。

我国煤炭资源相对丰富.近几年煤化工发展迅猛.引进国外煤粉加压气化和水煤浆加压气化技术正 被广泛推广。由于其对煤质要求较低。可以充分利用 现有煤炭资源.采用低质煤代替无烟标煤大大降低了产品成本。因此。具有广阔的市场前景。但由于此工艺介质中含S较高、含有固体颗粒、工作温度较高易结 垢等的特殊性.对所用阀门也提出了更高的要求。从目前不锈钢不断攀升的价格看镍资源的稀缺是不锈钢价格上涨的主要因素之一而低镍或无镍的双相不锈钢的价格优势将越来越突现出来.因此双相钢阀门的应用将会越来越广泛。