詳細(xì)解讀神秘的雙相不銹鋼應(yīng)用
雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,簡稱DSS),指鐵素體與奧氏體各約占50%,一般較少相的含量最少也需要達(dá)到30%的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Nb、Ti、N等合金元素。
該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高,具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能,也是一種節(jié)鎳不銹鋼。
雙相不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域主要如下:
1、 化學(xué)品船制造
不同成分雙相不銹鋼的TTT曲線 與316L、304L相比,雙相不銹鋼具有新材料分析高的強(qiáng)度,實現(xiàn)厚度的減薄,同時耐蝕性增強(qiáng),可以運(yùn)輸更多種類的化學(xué)品,因此是制作液貨倉內(nèi)膽的理想材料。由于化學(xué)品的種類多,因此對船板的表面粗糙度有非常高的要求(一般要求Ra≤5μm),同時考慮到要進(jìn)行波形板的壓制和液貨艙的結(jié)構(gòu),因此要求鋼板具有較好的板型、殘余應(yīng)力分布均勻、合格的厚度方向拉伸性能及無脆性相析出等。
2、紙漿造紙
在造紙工業(yè)領(lǐng)域中, 蒸煮與漂白是兩個重要的環(huán)節(jié),與之相關(guān)的設(shè)備均受到不同程度的腐蝕。2205雙相不銹鋼用于國內(nèi)外的造紙項目,較好解決了防腐問題,同時在壁厚減薄方面具有顯著優(yōu)勢。
3、 天然氣集氣管線
在油氣開采過程中, 集氣管線要在含有大量H2S、CO2和CI-甚至很高的CI-酸性環(huán)境中服役。太鋼雙相不銹鋼通過了殼牌、美孚、BP等國際知名公司的認(rèn)證,并提供了上萬噸的22 0 5卷板,用來制作PDO(阿曼國家石油公司)天然氣集氣管線,同時, 2 2 0 5的無縫鋼管及焊接鋼管,在我國塔里木克拉蘇氣田大北區(qū)塊地面建設(shè)集氣管線工程同樣得到成功應(yīng)用。
4、 核電
核電做為一種清潔能源,在我國的能源發(fā)展戰(zhàn)略中具有重要地位,要大力發(fā)展,其中從美國西屋(WestHouse)公司引進(jìn)的AP1000核電技術(shù),是目前我國核電技術(shù)的重要組成。在眾多的核電設(shè)備中, 乏燃料水池的覆面板材質(zhì)被確定為S32101經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼,代替3 0 4 L 不銹鋼, 主要是利用其高強(qiáng)度、良好的耐腐蝕性以及低N i 含量的經(jīng)濟(jì)型, 同時對S 3 2 1 0 1 在1 3 0 ℃ 的高溫瞬時拉伸有明確要求(Rp0.2≥362MPa),工程設(shè)計板材的厚度范圍為6.35~50.8mm,最大板寬為3060mm,最大板長為13700mm,目前已形成了能源領(lǐng)域的核電專用技術(shù)條件。此外,針對核電海水循環(huán)泵的使用特點,太鋼分別生產(chǎn)了最大厚度為60mm的2507、S32760等超級雙相不銹鋼中厚板,用于泵體及法蘭的制作。
5、 橋梁(跨海大橋)
對于建筑橋梁,特別是跨海大橋,由于所處的環(huán)境惡劣(Cl-濃度高達(dá)20000ppm)、海上施工及維護(hù)難度大,大橋橋墩的腐蝕破壞成為跨海大橋長壽命、安全、低成本運(yùn)行的限制環(huán)節(jié)。而雙相不銹鋼鋼筋具有高耐腐蝕性、高強(qiáng)韌性及便于島上施工等優(yōu)點,目前已成為國際建造跨海大橋關(guān)鍵部位材料的較為理想的解決方案。
6、 壓力容器
雙相不銹鋼具有高強(qiáng)度、良好的耐蝕性和焊接性能,目前已經(jīng)成為壓力容器行業(yè)的重要選材。特別是在解決傳統(tǒng)奧氏體不銹鋼遇到的應(yīng)力腐蝕問題、點腐蝕問題方面,具有顯著優(yōu)勢
真空制鹽工程的蒸發(fā)罐,2205雙相不銹鋼在耐應(yīng)力腐蝕方面具有316L不可比擬的優(yōu)越性。2205的復(fù)合板兼顧了不銹鋼的耐蝕性和容器用碳素結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度,同時較同厚度的不銹鋼成本顯著降低,因此是真空制鹽蒸發(fā)罐的理想選材。在耐蝕性和經(jīng)濟(jì)性之間找到平衡,2205替代316L、3l7L以及904L已成為較為理想的解決方案。
封頭是壓力容器的重要設(shè)備, 對材料不僅要求具有較好的耐蝕性、焊接性,而且還需具有良好的旋壓成型性。雙相不銹鋼具有較高的屈服強(qiáng)度,封頭成型時的回彈性較強(qiáng);同時延伸率偏低(一般25%~30%),需更大的彎曲半徑及必要的中間退火。
板式熱交換器以其高效、緊湊、金屬耗量少等特點愈來愈受到青睞,一般分為全焊式和可拆式兩種,目前雙相不銹鋼在該領(lǐng)域已經(jīng)得到了成功應(yīng)用。
7、 建筑幕墻
由于沿海氣候的獨特性,普通304、316制作的幕墻支架經(jīng)常會發(fā)生表面銹蝕的現(xiàn)象,影響其美觀和安全。實踐證明,選用22 0 5雙相不銹鋼可以從根本上解決上述問題。
8、 海水淡化
海水淡化是采用多級閃蒸或多級分餾等工藝,將海水進(jìn)行處理,變成日常生產(chǎn)生活用水。雙相不銹鋼耐Cl-點腐蝕能力好,其需求隨設(shè)計的日處理海水能力增加而增加。
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