在高压氢中不锈钢的选择
根据不锈钢在高压氢中的性能变化特点和受损程度,可对用于不同条件下的高压氢中的不锈钢结构材料进行选择。与高压氢相关的设备,主要是氢的输送和贮存,涉及到实验室用气输送系统和火箭发动机燃料贮存和使用系统,其安全性是非常重要的。根据使用条件,可将在高压氢中应用的不锈钢区分为结构件和非结构件。
作为在高压氢中应用的不锈钢结构件,主要应选择00Cr18Ni10,0Cr18Ni9,最安全的材料是0Cr17Ni12Mo2。对于在氢中应用的材料应具有高的纯洁度,理想的冶炼工艺是真空冶炼和真空自耗的双真空工艺。当遇到要求屈服强度大于200~250MPa的使用条件,通常的18-8型奥氏体不锈钢不能满足要求,可采用形变热处理使奥氏体不锈钢的强度提高或者选用Cr-Ni-Mn-N高强奥氏体不锈钢。
由于奥氏体不锈钢的良好抗氢能力,使其成为重要的抗氢材料,因其价格高、强度低,常常用作输送管道和加氢反应器的衬里材料。可以采用堆焊,亦可采用板材衬里。0Cr18Ni11Nb和0Cr23Ni3是经常使用的堆焊材料。在采用薄板衬里时,不要使结合面粘合太紧密或者留出逸氢孔,通常0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2、0Cr23Ni13、0Cr21Ni6Mo9N等应用较为普遍,可根据实际应用的相关条件进行选择