国产低温材料应用

张建民（新能能源有限公司内蒙古，内蒙古达拉特旗 014300）



国产低温材料应用

张建民
（新能能源有限公司内蒙古，内蒙古达拉特旗 014300）

摘 要：通过国产和进口低温材料综合比较，在-70℃工况下，国产低温材料代替进口低温材料是完全可行的，能完全满足生产需要，可大幅度降低项目投资。

关键词：稳定轻烃；LNG；甲醇洗涤塔；低温

国内煤化工项目，低温甲醇洗装置关键性设备甲醇洗涤塔均采用进口材料SA203GrE，采购周期较长，成本较高，严重制约建设周期和工程投资，我方经过多方调查，与设计院、设备制造厂和设备使用用户进行广泛了解甲醇洗涤塔主体材料，同时对国产材料09MnNiDR与进口材料SA203GrE、SA203GrD做了较高详细对比，最终将二期项目的甲醇洗涤塔三台关键设备材料进行变更。

1 技术背景

国内煤化工采用低温甲醇洗工艺，设计温度为-70℃，因国内冶炼技术不是很成熟，特别针对低温钢材仍停留在进口阶段，低温钢材使用范围在-45℃到-196℃，采用材料为1/2Mo，0.5Ni，2.5Ni，3.5Ni，SA203GrD，SA203GrE，9Ni和奥氏体不锈钢等，执行标准为美国ASTM SA203、SA333标准；近20年内，经过我国技术创新，冶炼技术得到质的飞跃，现在国内16MnDR，09MnNiDR，08Ni3DR，06Ni9DR等低合金钢和奥氏体理化性能均得到飞速发展，开辟了属于我国标准体系GB/T3531，温度范围也进一步扩大，现已经达-40℃到-253℃。

2 国内低温材料发展

国内大型成套设备国产化进程的日益加快从而促进了低温技术及低温压力容器的迅速发展。根据低温用钢的不同，可分为“铬镍奥氏体不锈钢制低温压力容器”和“低合金钢制低温压力容器”两大类。由于“铬镍奥氏体不锈钢制低温压力容器”造价高，难以用于大壁厚及较高压力等情况。“低合金钢制低温压力容器”目前国内采用使用温度一般在-70℃低温钢09MnNiDR在工业生产中得到了推广应用。

我国09MnNiDR是在德、法相应钢号的基础上调整化学成分，改进为-70℃低温用钢，牌号为09MnNiDR。1985年中国通用机械工程总公司开始筹划低温钢的开发与应用工作，并完成了可行性研究报告，于1988年在共性技术专项上立项；1992年，09MnNiDR钢板制造国内首批产品（液氯贮罐）鉴定会，确认钢材具有优良的焊接性能及低温韧性，建议在-45℃～-70℃低温压力容器中推广应用，可在乙烯、大化肥和煤化工等重大技术装备应用，同时国家在冶炼和设备制造方面拥有很强的技术力量和质量保证体；1995年9月，中国机械工程学会压力容器分会、全世国压力容器标准化技术委员会、化工部化工装备总公司等九单位组成0.5Ni低温钢制整体多层夹紧式高压容器评议委员会，对采用国产新材料09MnNiDR低温钢、运用新工艺、新结构制造的氨分离器（ф2200×7960、12MPa）和超高压氮气

贮罐（ф2200×10730、13.1MPa）进行评议。专定一致认为产品的设计、制造达到了国际先进水平，09MnNiDR低温钢在-40℃到-70℃范围内可代替3.5Ni钢，用于化肥、石油、煤化工等工业中的低温压力容器，开创了我国-70℃级低温设备制造的先河，为-70℃级低温高压容器的国产化开辟了一条新途径，为我国的材料工业和制造技术赶超世界先进水平做出了积极的贡献。

3 两种材料主要理化性能对比

甲醇洗涤塔几种材料对比09MnNiDR　SA203 GR.E　　备注执行标准　GB3531-2014　ASTM SA203材料特性　　低温压力容器用低合金钢低温压力容器用低合金钢主要成分　Ni0.3-0.8%；Mn1.2-1.6%　Ni3.18-3.82%极限使用温度℃　-70　-101屈服强度　　≥260MPa　　≥275抗拉强度　　≥430-560MPa　　≥485-620MPa延伸率　　≥23%　　≥21%冲击功　　≥27J　　≥27J交货状态　　正火+回火　　正火+回火技术成熟度　　完全满足　　完全满足

4 甲醇洗涤塔性价比对比

性价比参照表设备名称　甲醇洗涤塔Ⅰ甲醇洗涤塔Ⅱ甲醇洗涤塔Ⅲ　　总计　　备注设备位号　T3001　 T3006　T3007规格型号　Φ3600*78600Φ2200*85780 Φ1600*34250设备厚度　85　50　48设计压力　6.5MPa（G）4.0MPa（G）7.7MPa（G）设计温度　-70/-45/50℃ -70/-45/60℃　-70/50℃设备外壳重T　 680　320　72　1072材料利用率　0.97　0.97　0.97　0.97实际采购量T　 701.03 　329.90 　74.23 　1105.15 SA203Gr单价　12500　 12500　12500　12500　　国产小计（元）　8 762 886.60 4 123 711.34 927 835.05 13814432.99 SA203Gr单价　15200　 15200　15200　15200　　进口小计（元）　10 655 670.1 5 014 432.99 1128247.423 16798350.52 09MnNiD单价　5000　5000　5000　5000小计（元）　3 505 154.64 1 649 484.54 3 71 134.02 5 525 773.20节约费用（元）525 7731.96 2 474 226.80 556 701.03 8 288 659.79 与国产材料对比节约费用（元）7 150 515.46 3 364 948.45 757 113.40 11272577.32 与进口材料对比

5 结论

经过以上分析，对比，在-70℃工况下使用的低温材料，国产09MnNiDR材料代替SA203GrE进口材料是完全可行的，并能满足生产需要，同时仅材料费用节约资金约1 127万元，大大减少了设备投资费用。

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

中图分类号：TQ646

文献标志码：B

文章编号：1003–6490（2016）02–0072–02

收稿日期：2016–02–10

作者简介：张建民（1972—），男，山西太原人，设备工程师，主要从事设备技术管理工作。