新一代可用于炼油加氢、煤化工领域的Cr-Mo钢（高压、操作温度大于550℃）

目前，大型炼油加氢装置的加氢反应器设备直径最大为5800mm，设备壁厚最大达到350mm，采用2.25Cr-1Mo-0.25V材料制造。国内最重的加氢反应器已达到3000吨左右，设备重型化为材料的冶炼、锻造、加工和设备制造与运输、安装等带来一系列的技术难题。为此更高强度级别、良好强度与韧性匹配、较好焊接性能的高端铬钼钢应列入材料研发计划，具体要求包括：

1）强度级别为720-850MPa；

2）无回火脆性及氢脆损伤；

3）设备壁厚及重量降低20%-30%；

4）低温-30 ℃冲击吸收能量大于200 J。

新一代采用TMCP工艺生产的、用于大型中低压设备和管道的通用型高强度低合金钢

装置大型化带来大型塔器直径可达到8000mm以上，管线直径超过4000mm，设备壁厚100mm以上，单台塔器重量300-1000吨，材料和制造成本成倍提高，管线现场制作（焊接、热处理、检验等）难度加大。新一代TMCP生产的、可用于大型中低压设备和管道的通用型、高强度低合金钢在压力容器和压力管道方面的市场前景广阔，具体要求为：

1）通用型屈服强度级别为390-420MPa容器用正火钢；

2）中高强度为大于490MPa容器用TMCP容器用钢；

3）强度为690MPa容器用调质钢。

在这方面，ASME、欧盟等国外标准已将上述材料纳入到标准中，GB/T 713已把部分钢牌号纳入标准。通过在国内成熟的低合金钢基础上调整和优化材料冶炼工艺，改进和创新热处理工艺，成分的微合金化处理等措施形成我国中、高强度系列的压力容器用钢。

采用特殊、新型轧制工艺生产的、能复合各种耐蚀合金（不锈钢、钛、镍基合金、铜等）、可以替代设备内壁堆焊的新一代复合材料

目前国内轧制复合技术日趋成熟，轧制复合钢板的基层厚度为6 -200mm，复层厚度1-20mm，其复合工艺为真空复合、连续轧制，复合钢板的常温结合强度可达到300MPa以上，基层和复层的结合率为100%。在石油化工领域可以部分替代堆焊结构的容器用材。大直径轧制复合管的应用可较好解决我国天然气输送中介质腐蚀问题。在这一方面，轧制复合钢板和复合管有较好的应用前景：

1）采用特殊工艺生产的基材厚度可达到200mm、能够轧制压力容器用各种复层材料的轧制复合板，解决爆炸复合板对环境的影响问题；

2）复层材料可采用各种耐蚀材料，如不锈钢、镍基合金、钛材、铜等合金材料，适应不同的石油化工行业腐蚀环境的材料选择；

3）采用特殊工艺进行轧制复合管的制造，解决天然气开采中使用的碳钢管的腐蚀问题；

4）采用特殊工艺制造的无缝复合管，可用于具有腐蚀介质的大直径天然气输送管线。

超级奥氏体不锈钢、低C含N型奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、超级双相钢等不锈钢的开发与应用

随着国内原油加工的劣质化以及含氯原油的掺炼，炼油装置的设备和管线的氯离子腐蚀问题以及盐的结晶腐蚀问题已严重危害装置长周期的安全运行。超级奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、超级双相钢等材料在炼化领域的应用将会提升到更高的层面，这一方面的具体考虑为：

1）超级奥氏体不锈钢具有良好的焊接性能，此外，较好的耐蚀性可以耐海水、氯离子、高硫高酸等苛刻腐蚀环境。强度指标可达到常规奥氏体不锈钢的1.5倍，采用超级奥氏体不锈钢的设备和管道可使壁厚及重量降低30%左右；

2） 近年来，低C、含N型奥氏体不锈钢在国外石化行业大量应用，较低含C量和N的加入降低了奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向，同时N可使其具有常规不锈钢的强度性能，采用这种类型的奥氏体不锈钢也可解决焊接接头性能弱化问题；

3）铁素体不锈钢由于成分控制、热处理、成材率、焊接等技术难点，在石化行业应用较少，但铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比，在耐应力腐蚀、氯离子腐蚀等方面具有优势，随着冶炼、热处理技术的不断发展，铁素体不锈钢将会有较好的应用前景；

4）新一代沉淀硬化不锈钢、铸造不锈钢等将会应用在石化装置的压缩机缸体、泵壳、搅拌轴等要求高强度、耐磨部件；

5）近年来，双相钢（如2205、2507）在石化行业的换热器、管线上应用逐渐增多，超级双相钢与奥氏体不锈钢相比，具有更高的强度、较好的耐应力和耐氯离子腐蚀性能；

6） 低合金双相钢（如2102等）具有较低的合金元素（Ni含量3%-7%），同时具有奥氏体不锈钢的耐蚀性能，可代替奥氏体不锈钢应用于石化行业，有效降低工程投资。

新一代低温用新材料的研究与应用

近十年来，LPG、LNG和页岩气等已渐次替代煤炭等消费资源，另一方面，煤化工行业的发展在我国方兴未艾，在这些领域，LNG、页岩气的储存与运输，煤化工设备和管线等，对低温材料需求量巨大。GB/T 713.3列入了-40℃～-70℃常用低温低合金钢板4个牌号，GB/T 713.4列入了-100℃～-196℃下使用的 4个镍合金钢板牌号，GB/T 713.5列入了-196℃下使用的高锰钢1个牌号，基本上可以满足低温压力容器和大型低温储存设备的工程应用。但由于大型低温储罐用钢量较大，未来在降低钢材成本，拓宽高锰钢应用范围，开发新一代低成本镍合金钢，解决镍合金钢焊材国产化问题等方面也需要石化行业和钢铁行业共同努力，如：

1） 低成本5.5%Ni低温用钢的研究和技术开发；

2） 800MPa屈服强度的高锰钢技术研发及应用；

3）提高高锰钢板成材率，大幅度降低钢板材料成本；

4）镍系低温钢国产焊接材料开发及应用；

5） 低温材料的使用性能评价研究。

品种齐全、适应不同耐蚀环境的镍基合金材料的研究开发与应用

目前石油化工行业使用的国产镍基合金数量较少，85%以上的镍基合金材料需要进口，未来应全面研发石油化工用镍基合金材料，满足加工劣质原油装置和含氯原油加工以及烟气脱硫等装置需要的高合金材料。这些主要包括Inconel625、800、600、601、690、945，哈氏合金C276、C3、C4，蒙乃尔400，合金20等板材，以及大直径厚壁管材和无缝钢管等品种。

来源：世界金属导报