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如何进行不锈钢各种材质的合理选材(一)

  • 分类:不锈钢知识
  • 作者:宝浦不锈钢
  • 来源:本站原创
  • 发布时间:2019-11-09 11:51
  • 访问量:

【概要描述】宝浦不锈钢

如何进行不锈钢各种材质的合理选材(一)

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前言
  乌鲁木齐宝浦不锈钢有限公司系新疆地区最专业,规模最大的工业不锈钢经营企业。经营历史始于1996年,现已过二十多年,在多年的实践中我们整合多年的客户反馈,企业的使用不锈钢情况及各种专业理论专著及国家颁布的有关不锈钢材料的技术标准。由本公司董事长徐建军先生亲自执笔撰写有关不锈钢知识、不锈钢选材应用等知识的系列文章,在本公司网站上刊登,从现今开始做到每周至少刊登一篇新文章为标准,起到抛砖引玉的作用。仅供大家参考讨论,有不当之处敬请指教。本公司保证闻过则喜,欢迎广大朋友留言、点赞、讨论。
 
如何进行不锈钢各种材质的合理选材(一)
    不锈钢因其良好的耐腐蚀、耐高温及良好的机械加工、焊接加工性能深受广大用户的喜爱,在食品、医药、化工、电力、石油化工、建筑装饰、酿酒酿造等方面得到广泛使用。近年来由于不锈钢工业冶炼工艺取得重大突破,采用红土镍矿冶炼法,使得不锈钢主力品种304、321、316L的成本大幅下降售价较低,其经济实用性进一步显现。
   不锈钢的材质品种繁多,但常用的不外乎如下几种:201、430、304、304L、321、316L、309S、310S、S205、17-4PH等双相不锈钢。合理的选用各材质的不锈钢是一个复杂细致的事情,目前国内也没有太多的权威资料,最权威的是国家标准后附表(不锈钢的特性和用途表)及建议大家选材要参考左景伊教授编写的《腐蚀数据和选材手册》。这本书是目前我们国家最权威翔实的选材手册。各种腐蚀数据极为齐全,有很大的参考价值。不锈钢常用的就是十几个品种,选材者应该了解所选用材料的牌号和性能,因为成分、配方或加工工艺等的不同,各牌号的性能有显著差异,耐蚀性可能显著不同。对于选材者来说必须认识到没有万能的耐腐蚀材料。像不锈钢等被认为是耐腐蚀性优良的材料,但这仅指在一定环境而言。例如不锈钢在大气和水中比碳钢更优越。但是如果水中含有微量氯离子,304不锈钢可能发生危险的应力腐蚀破裂,碳钢却没有这种危险。如新疆地区的南疆地区的地下水矿化程度高,含大量的游离卤素元素如CLˉ离子,用304板做水箱,半年时间就发现焊缝附近的腐蚀裂缝,这种情况下选用316L不锈钢效果就会好很多。其实用普通碳钢板也比304效果好。但碳素钢板会产生黄锈,而不锈钢不会。对于任何“材料-环境”体系,都必须有针对性地进行调查研究,以便了解这种材料在指定环境中的耐蚀性,切不可盲目滥用。
  就环境而言,其中各因素均要注意:
1.介质成分和浓度;以硫酸为例,稀硫酸对不锈钢腐蚀严重,尤其是浓度为50%左右,腐蚀性最严重。而当浓度增加到60%以上时,腐蚀性反而急剧下降。
2.杂质;除主要成分外,一定要注意介质中的杂质。特别是微量杂质。如介质中含有微量氯离子,就会造成腐蚀性。即使在中性溶液中,氯离子也先破坏不锈钢钝化膜,使不锈钢产生孔蚀。如在99%醋酸中,CLˉ浓度为0.0002%时,腐蚀率为0.001mm/年,当CLˉ浓度为0.002%时,腐蚀率激增到1.8mm/年。氯离子还又引起304不锈钢的应力腐蚀破裂。这种情况最起码要选择316L(或M02Ti)不锈钢才行。
3.温度;腐蚀是一种化学反应,每升10℃,腐蚀速度约增加1~3倍。通常腐蚀率总是随温度而上升,温度升高,扩散速度增大,同时电解液电阻下降,所以使腐蚀电池的反应加快。
4.PH值;氯离子是有效的阴极去除剂,所以一般PH值越小,金属的腐蚀越大。可以利用‘电位—PH’来研究PH值在不同电位下对不锈钢腐蚀的影响。选材时对水、海水、中性溶液、盐溶液等介质应注意它们的PH值。
5.氧、氧化剂和还原剂;溶液内有没有溶解的氧或氧化剂,在许多情况下对腐蚀起决定作用。含有氧对其他金属是有害的,但对于能生产保护性氧化膜的不锈钢则是有利的。304不锈钢在无氧的还原矿中最易腐蚀,但用它作酸洗黄铜件的硫酸槽时,效果很好。后来改为能洗钢件槽会很快被腐蚀了。这是因为酸洗黄铜时,产生的硫酸铜是氧化剂起了腐蚀作用。304不锈钢在含氧和氧化剂的环境中倒不易腐蚀。
6.含水量;一般情况下,干旱大气的腐蚀性较小,越潮湿对不锈钢的腐蚀也越大。低于露点水就变为液体了。所以选材时要注意处于露点边缘的环境,因为危险的腐蚀液在低于露点时就会冻凝下来。、
7.流速;流速对腐蚀的影响是复杂的,多数情况下,流速越高,腐蚀越大。例如:304不锈钢在静止的海水中容易产生孔蚀,但作为泵叶轮耐腐性却良好。但有一台不锈钢造平机停车后没有同时将海水放出,结果使部件发生孔蚀。有些时候介质中含有各种颗粒,对不锈钢表面有冲刷作用,由于不锈钢硬度较低,容易造成腐蚀。很多阀门的阀芯是304不锈钢的,在这种情况下容易腐蚀,但选用双相的17-410H不锈钢效果就很好。
8.腐蚀产物和膜;金属表面形成固体膜,直接影响金属的耐腐蚀性。不锈钢由于表面能产生一层钝化膜隔离介质和金属,所以有良好的耐腐蚀性。如果环境中存在可以破坏钝化膜的因素(如氯和其它卤素离子、还原剂等)则会加快腐蚀。选用时需加以注意油和脂的膜可以保护金属。
9.缓蚀剂;有些环境对材料的腐蚀很严重,加入缓蚀剂后就能使不锈钢达到适用的程度。有些缓蚀剂本来就存在环境之中的,有些则是有腐蚀产生的(例如前面介绍的硫酸酸洗铜时产生的硫酸铜),但更多的是有意加入的。缓蚀剂的品种非常多,这里不详细介绍。(应参阅有关专门书籍,必要时先经过试验)。
10.设备开车、停车环境;选材时常常只考虑正常运转时的环境,而忽略开车、停车时的环境。但有时这种环境和正常环境差别很大。必须适当考虑,否则会引起意外的腐蚀。开车时许多条件还不稳定,操作温度过高或太低,腐蚀物质的浓度波动、缓蚀剂分布不均匀,氧的去除不完全等等。使用的清洁剂也不能不适合。例如不锈钢设备若使用盐酸清洗,剩余的CLˉ可能引起器壁孔蚀或应力腐蚀破裂。
11.周围和自然环境;要注意附近大气的成分,如果有酸性烟雾,会使许多金属受到危害铬17(430)和铬13(410)不锈钢设备在含HCl气的大气中腐蚀很快。海洋大气、工业大气和农村大气 腐蚀性有很大差异。前二者中的设备外表要注意防护和维修。水是所有工厂都必须的,水的腐蚀性随水的种类、地区等的不同类别也很大。淡水(河水、自来水)的腐蚀性较轻,咸水、海水的腐蚀性大。酸性海水的腐蚀性则更大。井水则不一,含有各种杂质时腐蚀性大,前已说过。有些含CLˉ的水使不锈钢设备产生严重的应力腐蚀破裂和孔蚀。在新疆地区,南疆地区的地下水含有较浓的CLˉ离子,严重影响304不锈钢的使用寿命。天山北坡也发现个别地下水的CLˉ离子超标,要使用不锈钢最好选择316L为好。

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