جستجو
فولاد ضد زنگ آستنیتی چیست؟
فولادهای ضد زنگ آستنیتی زیرمجموعه ای از فولادهای ضد زنگ است که با ساختار کریستالی مکعب (FCC) محور آنها مشخص می شود ، که آنها را با خاصیت منحصر به فرد مانند مقاومت در برابر خوردگی عالی ، شکل پذیری بالا و عملکرد مکانیکی برتر در هر دو درجه حرارت بالا و پایین فراهم می کند. این مواد به دلیل تطبیق پذیری و ترکیبی برجسته از خواص ، بیشترین استفاده در طیف گسترده ای از صنایع ، از فرآوری مواد غذایی تا هوافضا را دارند.
فولادهای ضد زنگ آستنیتی در درجه اول از آهن تشکیل شده اند و افزودن کروم و نیکل عناصر اصلی در تعیین عملکرد آنها هستند. محتوای کروم به طور معمول از 16 ٪ فراتر می رود ، و سطح نیکل معمولاً بیشتر از 6 ٪ است. حضور این عناصر ، به ویژه نیکل ، مرحله آستنیت آهن را در تمام دما تثبیت می کند و آن را به مرحله غالب در مواد تبدیل می کند. این مرحله مسئول خصوصیات منحصر به فرد از فولاد ضد زنگ آستنیتی است.
ساختار کریستالی: مکعب صورت محور (FCC)
ویژگی تعیین کننده فولادهای ضد زنگ آستنیتی ساختار کریستالی مکعب (FCC) محور آنها است. در یک ساختار FCC ، اتمها به گونه ای ترتیب داده می شوند که تراکم بسته بندی آنها را به حداکثر می رساند ، که به خصوصیات قابل توجه مواد کمک می کند. این ساختار کریستالی بر خلاف سایر انواع فولاد ضد زنگ مانند فریتیک یا مارتنزیتی ، در تمام دما پایدار است ، که ساختارهای آنها می توانند با دما تغییر کنند.
ساختار FCC چندین مزیت کلیدی را ارائه می دهد:
خواص غیر مغناطیسی: یکی از متمایزترین ویژگی های فولادهای ضد زنگ آستنیتی ، ماهیت غیر مغناطیسی آنها در شرایط آنیل (تحت درمان با گرما) است. این به دلیل چیدمان اتمی منحصر به فرد است که از تراز دامنه های مغناطیسی جلوگیری می کند ، که به طور معمول در موادی با ساختار مکعب بدن محور (BCC) یا ساختار نزدیک شش ضلعی (HCP) مشاهده می شود. در حالی که ممکن است در صورت تغییر شکل (مانند سرماخوردگی) ، ماده کمی مغناطیسی شود ، اما به طور معمول در شرایط عادی غیر مغناطیسی باقی می ماند.
سختی عالی: ساختار FCC به شدت به سختی فولادهای ضد زنگ آستنیتی کمک می کند. این چقرمگی به توانایی مواد در جذب انرژی و تغییر شکل پلاستیکی بدون شکستگی اشاره دارد. این خاصیت به ویژه برای برنامه هایی که شامل بارگذاری ضربه یا استرس پویا هستند ، از اهمیت ویژه ای برخوردار است ، زیرا این ماده می تواند بدون عدم موفقیت در برابر شرایط سخت مقاومت کند.
انعطاف پذیری زیاد: انعطاف پذیری توانایی یک ماده برای دچار تغییر شکل پلاستیکی قابل توجهی قبل از شکستگی است ، که اغلب با توانایی مواد در سیم در سیم ها همراه است یا بدون شکستن به شکل خم می شود. ساختار FCC در فولاد ضد زنگ آستنیتی امکان انعطاف پذیری بالایی را فراهم می کند ، که باعث می شود این مواد به ویژه برای برنامه هایی که نیاز به شکل دهی یا خم شدن پیچیده دارند ، مانند ساخت سیستم های لوله یا لوله کشی ، مناسب باشد.
عناصر اصلی آلیاژ فولاد ضد زنگ آستنیتی
ترکیب آلیاژ از جنس استنلس استیل آستنیتی عمدتا آهن (FE) است و عناصر اصلی آلیاژ آن کروم (CR) و نیکل (NI) هستند. نسبت معقول این سه کلید دستیابی به خصوصیات منحصر به فرد از فولاد ضد زنگ آستنیتی است. علاوه بر این ، به منظور پاسخگویی به الزامات کاربردی خاص ، عناصری مانند مولیبدن (MO) ، نیتروژن (N) و منگنز (MN) برای تنظیم ساختار و عملکرد فولاد اضافه می شوند.
آهن (آهن)
به عنوان یک عنصر ماتریس ، آهن اسکلت فلزی اساسی و استحکام مکانیکی را برای فولاد ضد زنگ آستنیتی فراهم می کند. خود آهن دارای انعطاف پذیری و سختی خوبی است و عنصر اصلی همه فولادها است. با افزودن عناصر آلیاژ ، خواص فیزیکی و شیمیایی آهن می تواند تا حد زیادی بهبود یابد.
کروم (CR)
کروم عنصر اصلی است که مقاومت خوردگی فولاد ضد زنگ آستنیتی را تعیین می کند و محتوای آن معمولاً بین 16 تا 20 درصد است. کروم می تواند با اکسیژن واکنش نشان دهد تا یک فیلم اکسید کروم بسیار نازک و متراکم (CR₂O₃) روی سطح فولاد تشکیل شود. این فیلم از توانایی خود ترمیم بسیار قوی برخوردار است. حتی اگر از نظر مکانیکی آسیب دیده یا از نظر شیمیایی فاسد شود ، فیلم اکسید سطح می تواند به سرعت بازسازی شود ، در نتیجه به طور مداوم از فلز داخلی در برابر اکسیداسیون و خوردگی محافظت می کند. وجود این فیلم منفعل دلیل اساسی مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ آستنیتی است و باعث می شود عملکرد آن در جو ، رسانه های اسیدی و خنثی عملکرد خوبی داشته باشد.
علاوه بر این ، کروم نیز به میزان قابل توجهی در عملکرد درجه حرارت بالا فولاد کمک می کند ، که می تواند مقاومت اکسیداسیون فولاد را بهبود بخشد و آن را در محیط های درجه حرارت بالا پایدار نگه دارد.
نیکل (نیکل)
نیکل یک تثبیت کننده ضروری آستنیت در فولاد آستنیتی است ، معمولاً با محتوای بین 6 تا 10 درصد. علاوه بر این نیکل به طور قابل توجهی دمای انتقال فاز آهن را کاهش می دهد و به فاز آستنیت اجازه می دهد تا در دمای اتاق به طور پایدار وجود داشته باشد ، بنابراین به استیل و مقاومت بسیار خوبی می دهد. وجود نیکل نه تنها تضمین می کند که فولاد در شرایط دمای پایین شکننده نشود ، بلکه مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی آن را در برابر ترک خوردگی استرس نیز بهبود می بخشد.
نیکل همچنین از ویژگی های پردازش و جوشکاری خوبی برخوردار است ، که به فولاد ضد زنگ آستنیتی امکان می دهد تا با فرآیندهای تولید پیچیده و سناریوهای کاربردی متنوع سازگار شود.
مولیبدن (MO)
مولیبدن یک عنصر مهم برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر خوردگی از فولاد ضد زنگ آستنیتی ، به ویژه در محیط های حاوی کلرید است. مولیبدن با افزایش پایداری فیلم اکسید و کاهش آسیب یون های کلرید به سطح فولاد ، عمر سرویس فولاد را در محیط های سخت مانند اقیانوس و پردازش شیمیایی بهبود می بخشد.
میزان مولیبدن به طور کلی بین 2 ٪ تا 3 ٪ است و برنامه های معمولی در 316 فولاد ضد زنگ و انواع آن یافت می شود.
نیتروژن (N)
به عنوان یک عنصر آلیاژ ، نیتروژن می تواند به طور مؤثر مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی فولاد را بهبود بخشد. نیتروژن می تواند تا حدی جایگزین نیکل ، کاهش هزینه های مواد و افزایش پایداری ساختار آستنیت شود. نیتروژن همچنین می تواند تقویت محلول جامد از فولاد را تقویت کرده و مقاومت گودال را بهبود بخشد ، به خصوص در محیط های حاوی کلرید. فولاد ضد زنگ آستنیتی نتریک مدرن مدرن به تدریج به دلیل عملکرد عالی خود توجه کرده است.
عناصر دیگر
منگنز (منگنز) و سیلیکون (SI) معمولاً به عنوان deoxidizer و عناصر تقویت کننده آلیاژ وجود دارند که تأثیر مثبتی در بهبود خواص مکانیکی و مقاومت حرارتی فولاد دارند. علاوه بر این ، کربن (C) یک عنصر مهم است که بر سختی و استحکام فولاد تأثیر می گذارد ، اما معمولاً در فولاد ضد زنگ آستنیتی در میزان کم (0.08 ≤) نگهداری می شود تا از خوردگی بین دانه ای جلوگیری شود.
با کنترل دقیق نسبت عناصر فوق ، فولاد ضد زنگ آستنیتی به عملکرد جامع عالی دست می یابد و نیازهای متنوع را از زندگی روزمره تا صنعت سطح بالا برآورده می کند.
304 فولاد ضد زنگ: ابزاری همه کاره برای کاربردهای صنعتی
304 فولاد ضد زنگ کلاسیک ترین و به طور گسترده ترین درجه فولاد ضد زنگ آستنیتی است. این ماده به دلیل عملکرد جامع عالی و هزینه متوسط ، به عنوان ماده اصلی ارجح برای صنایع مختلف تبدیل شده است.
ترکیب شیمیایی و تأثیر آن
ترکیب معمولی 304 فولاد ضد زنگ شامل حدود 18 ٪ کروم و حدود 8 ٪ نیکل است. محتوای بالای کروم ، مقاومت در برابر خوردگی بسیار عالی ، به ویژه به محیط اکسید کننده و محیط های خفیف خورنده را می بخشد. نیکل ثبات ساختار آستنیتی فولاد را تضمین می کند ، چقرمگی ، انعطاف پذیری و عملکرد جوش را بهبود می بخشد. برای جلوگیری از بارش کاربید در طی فرآیند تولید ، میزان کربن زیر 0.08 ٪ کنترل می شود و از این طریق خطر خوردگی بین دانه ای را کاهش می دهد.
خصوصیات عملکرد
مقاومت در برابر خوردگی: 304 در برابر بیشتر اسیدهای اکسید کننده ، قلیایی و حلالهای مختلف آلی مقاومت شدیدی دارد. سطح آن می تواند یک فیلم منفعل خود درمانی را تشکیل دهد ، که می تواند به سرعت ترمیم شود حتی اگر خراشیده یا آسیب دیده باشد ، مقاومت مداوم در برابر خوردگی را حفظ کند.
خصوصیات مکانیکی: 304 از استحکام و انعطاف پذیری خوبی برخوردار است ، در دمای اتاق چقرمگی خوبی نشان می دهد و برای انواع فرآیندهای پردازش سرماخوردگی مانند نقاشی ، تمبر و نقاشی عمیق مناسب است.
عملکرد جوشکاری: 304 فولاد ضد زنگ به راحتی جوش می خورد ، استحکام جوش زیاد است ، ساختار پس از جوش پایدار است و برای تولید ساختار پیچیده و تولید تجهیزات مناسب است.
پردازش و تصفیه سطح: 304 فولاد به راحتی صیقل می دهد و می تواند یک سطح صاف را بدست آورد. این ماده به طور گسترده ای در تجهیزات دکوراسیون و مواد غذایی با نیازهای ظاهر بالا مورد استفاده قرار می گیرد.
مناطق کاربردی
با توجه به عملکرد جامع عالی خود ، از فولاد ضد زنگ 304 به طور گسترده ای در موارد زیر استفاده می شود:
صنعت غذا و نوشیدنی: تجهیزات مانند مخازن ذخیره سازی ، خطوط لوله و کمربندهای نقاله غیر سمی ، بدون بو ، تمیز و مقاوم در برابر خوردگی برای اطمینان از ایمنی مواد غذایی هستند.
صنایع پزشکی و دارویی: تولید ابزارهای جراحی و تجهیزات پزشکی به دلیل عملکرد خوب آسپتیک و مقاومت در برابر خوردگی.
تولید شیمیایی و ماشین آلات: قطعات مکانیکی ، رگهای واکنش شیمیایی و سیستم های لوله کشی.
ساخت و دکوراسیون: به دلیل مقاومت در برابر آب و هوا و پایان سطح ، از آن به طور گسترده ای در ساخت دیوارهای پرده ، نرده ها ، نرده ها و غیره استفاده می شود.
304 فولاد ضد زنگ به دلیل سازگاری گسترده و عملکرد پایدار ، به یک ماده همه جانبه غیرقابل جبران در صنعت و زندگی تبدیل شده است.
316 فولاد ضد زنگ: برای محیط های خورنده طراحی شده است
316 فولاد ضد زنگ مولیبدن (معمولاً 2 ٪ تا 3 ٪) را به 304 اضافه می کند ، که به طور قابل توجهی مقاومت خوردگی آن را در محیط های کلرید ، به ویژه مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر خوردگی بهبود می بخشد.
تفاوت ترکیب شیمیایی
محتوای کروم کمی پایین تر از 304 است ، حدود 16 ٪ تا 18 ٪
میزان نیکل به 10 ٪ به 14 ٪ افزایش می یابد
میزان مولیبدن 2 ٪ تا 3 ٪ است که بزرگترین تفاوت بین 316 تا 304 است
طراحی کم کربن برای اطمینان از مقاومت در برابر خوردگی منطقه جوشکاری
خصوصیات عملکرد
مقاومت در برابر خوردگی کلرید عالی: مولیبدن به طور موثری حمله یون های کلرید به سطح فولاد را مهار می کند و از خوردگی و خوردگی شکاف جلوگیری می کند. این خاصیت 316 را به عنوان ماده ترجیحی در محیط های دریایی ، پردازش شیمیایی ، تصفیه آب نمک و سایر زمینه ها تبدیل می کند.
مقاومت در برابر دمای بالا: 316 هنوز هم می تواند مقاومت مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی را در محیط های درجه حرارت بالا حفظ کند و برای تجهیزات پالایش شیمیایی و نفتی مناسب است.
خصوصیات مکانیکی: 316 همچنین از چقرمگی و انعطاف پذیری خوبی برخوردار است که برای ساخت ساختار مکانیکی پیچیده مناسب است.
برنامه های معمولی
صنعت دریایی و کشتی سازی: برای مقاومت در برابر خوردگی آب نمک ، تجهیزات سکوهای دریایی ، تجهیزات آب شیرین کن آب دریا استفاده می شود.
تجهیزات پردازش شیمیایی: راکتورها ، مبدل های حرارتی ، سیستم های لوله کشی ، سازگار با رسانه های خورنده مانند اسیدهای قوی و قلیایی.
تجهیزات پزشکی: ابزارهای جراحی ، مواد کاشت و غیره با مقاومت در برابر خوردگی بالا و نیازهای استریل.
صنعت غذا و نوشیدنی: تجهیزات پردازش غذاهای شور و اسیدی.
316 فولاد ضد زنگ به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی و خصوصیات مکانیکی پایدار ، یک انتخاب ایده آل برای محیط های پیچیده پیچیده است.
304L و 316L: نسخه های کم کربن ، که برای جوشکاری طراحی شده اند
304L و 316L نسخه های کم کربن از فولاد ضد زنگ 304 و 316 هستند و میزان کربن معمولاً زیر 0.03 ٪ کنترل می شود تا مشکلات خوردگی بین دانه ای در طول جوش کاهش یابد.
اهمیت طراحی کم کربن
در حین جوشکاری ، مناطق درجه حرارت بالا باعث بارش کاربید ، به ویژه در مرز دانه می شود. این کاربیدها کروم محلی را مصرف می کنند و مناطق فقیر کروم را تشکیل می دهند ، که مستعد ابتلا به خوردگی بین دانه ای هستند و به طور جدی بر مقاومت در برابر خوردگی و ایمنی ساختاری مواد تأثیر می گذارد. نسخه کم کربن با کاهش محتوای کربن ، بارش کاربید را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و از یکپارچگی فیلم غیرفعال در منطقه جوش و گرما اطمینان می دهد.
خصوصیات عملکرد
عملکرد عالی جوش: محتوای کربن کم به طور موثری از خوردگی بین دانه ای جلوگیری می کند ، به طوری که این ماده هنوز هم مقاومت در برابر خوردگی خوب را پس از جوش حفظ می کند.
مقاومت در برابر خوردگی پایدار: به خصوص برای اجزای جوش داده شده در مقادیر زیادی در تجهیزات شیمیایی ، تجهیزات انرژی هسته ای و مهندسی دریایی مناسب است.
خصوصیات مکانیکی کمی کاهش یافته: در مقایسه با 304 و 316 معمولی ، 304L و 316L دارای استحکام کمی پایین تر ، اما چقرمگی و انعطاف پذیری عالی هستند.
برنامه های معمولی
راکتورهای شیمیایی و کشتی های فشار
تجهیزات بخار با دمای بالا و اجزای دیگ بخار
تجهیزاتی که نیاز به جوشکاری زیادی در صنایع پزشکی و فرآوری مواد غذایی دارد
سازه های جوش داده شده برای مهندسی دریایی
روندهای توسعه
در سالهای اخیر ، فولاد ضد زنگ آستنیتی کم کربن به تدریج با فناوری تقویت نیتروژن برای توسعه نمرات فولادی کم کربن و نیتروژن بالا ترکیب شده است ، که در حالی که عملکرد جوشکاری را حفظ می کند ، مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد و بیشتر زمینه کاربرد را گسترش می دهد.
خصوصیات کلیدی فولادهای ضد زنگ آستنیتی
فولادهای ضد زنگ آستنیتی به دلیل مجموعه ای از خواص متعادل خود ، که باعث می شود آنها برای مجموعه ای از برنامه های چالش برانگیز مناسب باشند ، جایزه می گیرند.
مقاومت در برابر خوردگی:
محتوای زیاد کروم (حداقل 16 ٪) در فولادهای ضد زنگ آستنیتی مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی ، از جمله مقاومت در برابر خوردگی جوی ، اکسیداسیون و خوردگی در بیشتر مواد شیمیایی آلی و معدنی فراهم می کند. این امر باعث می شود فولادهای ضد زنگ آستنیتی به ویژه در محیط هایی مانند محلول های اسیدی و قلیایی و محیط های دریایی که قرار گرفتن در معرض کلرید مشترک است ، مؤثر باشد.
خصوصیات مکانیکی:
فولادهای ضد زنگ آستنیتی استحکام کششی بالایی دارند و آنها را برای برنامه های کاربردی که نیاز به قدرت مواد در زیر بار دارند ، مناسب می کند. توانایی مقاومت در برابر دمای بالا و استرس بدون تضعیف بیشتر باعث افزایش عملکرد آنها در برنامه های کاربردی مانند مبدل های حرارتی ، اجزای کوره و راکتورهای درجه حرارت بالا می شود.
شکل گیری و قابلیت جوشکاری:
فولادهای ضد زنگ آستنیتی بسیار سازنده هستند و با استفاده از تکنیک های پردازش استاندارد مانند نورد ، جعل ، خم شدن و نقاشی عمیق می توانند به شکل های پیچیده ای ساخته شوند. جوشکاری عالی آنها باعث می شود با استفاده از تکنیک های مختلف جوشکاری مانند TIG (گاز تونگستن بی اثر) و جوشکاری MIG (گاز بی اثر فلزی) ، آنها به آنها بپیوندند.
عملکرد دما کرایوژنیک و بالا:
فولادهای ضد زنگ آستنیتی قدرت و مقاومت خود را در هر دو درجه حرارت بسیار کم (کرایوژنیک) و بالا نگه می دارند. این امر آنها را به یک انتخاب عالی برای کشتی های کرایوژنیک و همچنین کاربردهای موجود در نیروگاه ها ، مبدل های حرارتی و سایر محیط هایی که در شرایط دما در نوسان کار می کنند ، تبدیل می کند.
خصوصیات بهداشتی:
با توجه به اتمام سطح صاف و مقاومت در برابر خوردگی ، فولادهای ضد زنگ آستنیتی به ویژه برای کاربردهای موجود در صنایع غذایی ، نوشیدنی و دارویی مناسب هستند که در آن حفظ نظافت و شرایط بهداشتی بسیار مهم است.
دوام و طول عمر:
فولادهای ضد زنگ آستنیتی به دلیل مقاومت در برابر زنگ زدگی ، خوردگی و سایش مکانیکی عموماً زندگی طولانی را نشان می دهند. این ویژگی با وجود قیمت اولیه خرید اولیه آنها در مقایسه با سایر مواد ، آنها را در دراز مدت مقرون به صرفه می کند.
خصوصیات کلیدی لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی
لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی به دلیل ترکیب استثنایی از خصوصیات مکانیکی ، شیمیایی و فیزیکی شناخته شده اند و آنها را در طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی خواستار انتخاب ترجیح می دهند. خصوصیات منحصر به فرد این لوله ها از ریزساختار پایدار آستنیتی آنها و عناصر آلیاژ با دقت متعادل ناشی می شود ، که مقاومت در برابر خوردگی برتر ، استحکام مکانیکی ، شکل پذیری عالی و ویژگی های بهداشتی را ارائه می دهند.
مقاومت در برابر خوردگی
یکی از مهمترین خصوصیات لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی مقاومت در برابر خوردگی برجسته آنها است. این مقاومت تا حد زیادی به محتوای زیاد کروم (به طور معمول بالاتر از 16 ٪) در آلیاژ نسبت داده می شود ، که یک فیلم اکسید منفعل بر روی سطح لوله تشکیل می دهد. این فیلم به عنوان یک مانع خود درمانی در برابر اکسیداسیون و انواع مختلف حمله شیمیایی عمل می کند.
در بسیاری از صنایع - به ویژه پردازش شیمیایی ، داروسازی و مهندسی دریایی - لوله باید محیط های بسیار خورنده ای از جمله قرار گرفتن در معرض اسیدها ، قلیایی ها ، نمک ها و کلریدها را تحمل کند. لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی ، به ویژه آنهایی که از نمرات 316 و 316L ساخته شده اند ، به طور خاص برای چنین شرایطی مهندسی می شوند. علاوه بر این از مولیبدن 2-3 ٪ در لوله های فولادی استیل آستنیتی 316 درجه ، مقاومت آنها را در برابر خوردگی موضعی مانند گودال و خوردگی خزنده بهبود می بخشد ، که به ویژه در محیط هایی با غلظت کلرید بالا مانند آب دریا یا محلول های تمیز کننده صنعتی بسیار مهم است.
به عنوان مثال ، در گیاهان نمک زدایی یا سکوهای نفتی دریایی ، که در آن خوردگی ناشی از کلرید یک نگرانی اساسی است ، لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی دوام و ایمنی طولانی مدت را ارائه می دهند. توانایی آنها در مقاومت در برابر خوردگی نه تنها باعث افزایش عمر خدمات می شود بلکه باعث کاهش فرکانس و هزینه های نگهداری می شود.
قدرت مکانیکی
لوله های فولادی ضد زنگ آستنیتی نیز از قدرت مکانیکی بسیار خوبی برخوردار هستند و آنها را برای کاربردهای ساختاری ، تحمل بار و فشار بالا مناسب می کند. این لوله ها مقاومت ، انعطاف پذیری و چقرمگی بالا را در محدوده دمای گسترده حفظ می کنند - از شرایط کرایوژنیک گرفته تا دمای بالاتر از 800 درجه سانتیگراد.
ساختار کریستالی پایدار FCC (مکعب چهره محور) فولادهای ضد زنگ آستنیتی به لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی اجازه می دهد تا سختی خود را حتی در دمای زیر صفر حفظ کنند. این امر باعث می شود آنها برای استفاده در سیستم های کرایوژنیک مانند ذخیره و توزیع LNG (گاز طبیعی مایع) ایده آل شوند ، جایی که شکنندگی در دماهای پایین می تواند منجر به خرابی فاجعه بار در مواد مقاومت کمتری شود.
در انتهای دیگر طیف ، این لوله ها همچنین در محیط های گرمای بالا مانند در مبدلهای حرارتی ، سیستم های تولید برق یا کوره های صنعتی فوق العاده خوبی دارند. استحکام درجه حرارت بالا و مقاومت اکسیداسیون لوله های استیل استنلس استنیک ، آنها را حتی تحت استرس حرارتی ثابت ، قابل اعتماد می کند.
در سیستم های تولید و لوله کشی با فشار ، لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی به دلیل توانایی آنها در مقاومت در برابر فشار داخلی بدون تغییر شکل یا پارگی ارزش دارند. یکپارچگی مکانیکی آنها عملکرد ایمن را در هر دو شرایط استاتیک و پویا تضمین می کند ، جایی که دما ، فشار و سرعت سیال متفاوت است.
قابلیت جوشکاری و شکل گیری
یکی دیگر از مزیت های مهم لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی ، قابلیت جوشکاری عالی و شکل گیری آنها است. این لوله ها را می توان با استفاده از تکنیک های استاندارد مانند TIG (گاز بی اثر تنگستن) ، MIG (گاز بی اثر فلزی) و روش های جوشکاری مقاومت به راحتی جوش داده شد. آنها در بسیاری از برنامه ها به عملیات حرارتی پس از جوش احتیاج ندارند ، به ویژه هنگام استفاده از انواع کم کربن مانند 304L و 316L ، که برای کاهش خطر بارش کاربید و خوردگی بین دانه ای در هنگام جوشکاری طراحی شده اند.
انعطاف پذیری و قابلیت انعطاف پذیری بالای لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی ، آنها را در فرآیندهای تولید بسیار سازگار می کند. آنها را می توان بدون ترک خوردگی یا از دست دادن یکپارچگی ساختاری ، به شکل های پیچیده کشیده ، خم ، عمیق و یا هیدروفرم به شکل های پیچیده کشید. این خاصیت در صنایعی مانند فرآوری مواد غذایی ، تولید دارویی و سیستم های لوله کشی خودرو ضروری است ، جایی که لوله ها اغلب برای چیدمان های خاص و محدودیت های فضایی نیاز به سفارشی سازی دارند.
به عنوان مثال ، در یک مرکز تولید نوشیدنی ، لوله های استیل ضدزنگ آستنیتی ممکن است نیاز به مسیریابی از طریق گوشه های تنگ یا سیستم عامل های چند سطحی داشته باشند. توانایی خم شدن و تشکیل لوله بدون به خطر انداختن استحکام یا پاکیزگی آن یک مزیت عملیاتی قابل توجه است.
خصوصیات بهداشتی و زیبایی شناسی
لوله های فولادی ضد زنگ آستنیتی به دلیل پایان سطح صاف و خصوصیات تمیز و تمیز ، به ویژه برای کاربردهای بهداشتی مناسب هستند. ماهیت غیر متخلخل سطح از ایجاد باکتریها جلوگیری می کند و از استانداردهای بالای بهداشت پشتیبانی می کند ، که در صنایع مواد غذایی ، لبنیات و دارویی بسیار مهم است.
سطوح داخلی و بیرونی لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی را می توان به یک آینه مانند یا ساتن صیقلی کرد و خطر آلودگی را کاهش داد و استریل سازی را آسان تر کرد. در محیط های پردازش که خلوص محصول و پاکیزگی غیر قابل مذاکره است ، این لوله ها اغلب ماده مورد نظر برای انتقال مایعات ، گازها یا بخار هستند.
علاوه بر بهداشت ، لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی نیز به دلیل جذابیت زیبایی شناسی آنها قدردانی می شوند. سطح روشن و درخشان آنها به مرور زمان به راحتی لکه دار نمی شود و تخریب نمی شود و حتی پس از سالها خدمت ، ظاهری حرفه ای و تمیز را حفظ می کند. این امر به ویژه در کاربردهای معماری یا بخشهای قابل مشاهده تجهیزات که ظاهر آن به همان اندازه عملکرد اهمیت دارد ، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
کاربردهای صنعتی
لوله های فولادی ضد زنگ آستنیتی به دلیل همه کاره بودن و عملکرد بی نظیر آنها در برخی از محیط های صنعتی مورد نیاز ، به طور گسترده ای شناخته می شوند. ترکیب منحصر به فرد آنها از مقاومت در برابر خوردگی ، استحکام مکانیکی ، پایان بهداشتی و پایداری حرارتی به آنها اجازه می دهد تا در سیستم های وسیعی از صنایع در سیستم های بحرانی ادغام شوند. از خطوط تولید مواد غذایی گرفته تا اجزای هوافضا با درجه حرارت بالا ، لوله های فولادی استیل آستنیتی راه حل های قابل اعتماد و ماندگار را ارائه می دهند که هم ایمنی و هم کارآیی عملیاتی را افزایش می دهد.
صنعت غذا و آشامیدنی
صنعت غذا و آشامیدنی نیازهای سختی را به مواد مورد استفاده در تولید ، پردازش و بسته بندی تحمیل می کند. پاکیزگی ، مقاومت در برابر خوردگی و عدم واکنش با مواد غذایی مهم است. در این راستا ، لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی - به ویژه نمرات مانند 304 و 316 - استاندارد صنعت هستند.
پردازش لبنیات: در خطوط پاستوریزاسیون شیر ، سیستم های عقیم سازی و لوله های حمل و نقل شیر ، لوله های فولادی استنلس استنیک به دلیل سطح داخلی بهداشتی آنها ، که از رشد باکتریها و تشکیل بیوفیلم جلوگیری می کند ، مورد علاقه قرار می گیرند. آنها به راحتی با استفاده از سیستم های CIP (تمیز در محل) تمیز می شوند و در برابر خوردگی اسیدهای لاکتیک مقاومت می کنند.
گیاهان نوشیدنی و کارخانه های آبجو: در فرآیند دم کردن ، از این لوله ها برای حمل و نقل گرگ ، آبجو و مواد تمیز کننده استفاده می شود. مقاومت در برابر ترکیبات اسیدی و سهولت در تمیز کردن ، از خلوص محصول و انطباق نظارتی اطمینان حاصل می کند.
سیستم های انتقال مواد غذایی: از لوله ها برای حمل روغن ، سس ، طعم دهنده ها و تمیز کردن مواد شیمیایی استفاده می شود. سطح صاف آنها باعث کاهش باقیمانده می شود ، که برای جلوگیری از آلودگی متقابل بین دسته های تولید بسیار مهم است.
لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی نیز علی رغم چرخه های تمیز کردن مکرر با مواد شوینده سخت ، بخار یا آب گرم ، ظاهر و عملکرد خود را حفظ می کنند و از دوام طولانی مدت اطمینان می دهند.
صنایع شیمیایی و پتروشیمی
در بخش های شیمیایی و پتروشیمی ، تجهیزات و مواد به طور مرتب در معرض گازهای خورنده ، اسیدها ، حلالها و درجه حرارت بالا قرار می گیرند. در اینجا ، نیاز به سازگاری شیمیایی ، استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی ، لوله های فولادی ضد زنگ آستنیتی را به یک ماده ضروری تبدیل می کند.
لوله کشی حمل و نقل شیمیایی: از لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی برای انتقال مواد تهاجمی مانند اسید سولفوریک ، اسید هیدروکلریک و سودا سوزان استفاده می شود. نمرات مانند 316L و حتی انواع آلیاژ بالاتر (به عنوان مثال ، 904L ، 317L) برای مقاومت در برابر خوردگی آنها انتخاب می شوند.
راکتورها و کشتی های مخلوط: این لوله ها به عنوان سیم پیچ داخلی یا کاپشن برای تبادل گرما یا حمل و نقل سیال در راکتورها عمل می کنند. مقاومت آنها در برابر خوردگی بین دانه ای یکپارچگی ساختاری را در طول استفاده طولانی مدت تضمین می کند.
خطوط گاز و بخار: در پالایشگاه های پتروشیمی ، لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی در سیستم های توزیع بخار استفاده می شوند ، که اغلب در مناطق با درجه حرارت بالا یا محیط های سرشار از کلریدها هستند.
ماهیت غیر مغناطیسی آنها نیز در سیستم های کنترل و کنترل حساس به تداخل مغناطیسی مفید است.
برنامه های دارویی و پزشکی
صنایع دارویی و پزشکی برای اطمینان از خلوص محصول و ایمنی بیمار ، نیاز به مواد فوق العاده تمیز ، غیر واکنشی و زیست سازگار دارند. لوله های فولادی ضد زنگ آستنیتی ، به ویژه انواع 316L برقی ، این نیازهای دقیق را برآورده می کنند.
بیوراکتورها و انتقال سیال استریل: در تولید دارویی ، مایعاتی مانند رسانه های کشت ، محلول بافر و واسطه های دارویی از طریق لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی که استریل ، یکپارچه و مقاوم در برابر آلودگی هستند ، منتقل می شوند.
تجهیزات جراحی و پزشکی: از لوله های فولادی استیل آستنیتی با دیواره نازک در ساخت ابزارهای جراحی ، سوزن ها ، آندوسکوپ ها و اجزای کاشت استفاده می شود. این لوله ها تعادل قدرت ، انعطاف پذیری و غیر سمیت را ارائه می دهند.
خطوط لوله تمیز: لوله های نصب شده در محیط های تمیز غالباً برای جلوگیری از آلودگی و حفظ استریل مطلق ، از مداری استفاده می شوند. لوله های فولادی ضد زنگ آستنیتی با فضای داخلی ریخته شده به ویژه برای این کار جایزه می گیرند.
عدم تحرک این ماده تضمین می کند که هیچ یون یا ذرات فلزی در ترکیبات ظریف ، یک نیاز اساسی در تولید پزشکی و بیوتکنولوژی قرار نمی گیرند.
مبدلهای حرارتی و دیگهای بخار
در تولید برق ، سیستم های HVAC و محیط های دریایی ، از لوله های استیل استیل آستنیتی به دلیل هدایت حرارتی عالی ، مقاومت در مقیاس و پایداری ساختاری در دماهای بالا ، به طور گسترده در مبدل های حرارتی ، کندان ها و دیگهای بخار استفاده می شود.
نیروگاه ها: در سوخت های فسیلی و نیروگاه های هسته ای ، لوله های فولادی ضد زنگ آستنیتی در ابرقهرمانان ، توانبخشی ها و اقتصاد دهنده ها خدمت می کنند. توانایی آنها در برابر فشار بخار داخلی و گازهای دودکش خورنده خارجی باعث می شود آنها بسیار قابل اعتماد باشند.
سیستم های HVAC: این لوله ها اغلب در کویل های کندانسور و واحدهای حمل هوا استفاده می شوند ، به ویژه در مواردی که قرار گرفتن در معرض هوای مرطوب ، خورنده یا شور مشترک است.
دیگهای بخار دریایی و بخاری آب: لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی برای مقاومت در برابر خوردگی آب دریا ، به ویژه در نمرات مانند 316 یا هیبریدهای دوبلکس/آستنیتی انتخاب می شوند.
با توجه به مقاومت در برابر شوک حرارتی ، این لوله ها تغییر سریع دمای بدون ترک خوردگی یا پیچ و تاب را دارند - در سیستم هایی که اغلب بین گرم و سرد چرخه می چرخند ، ضروری است.
بخش های اتومبیل و هوافضا
صنایع خودرو و هوافضا به طور فزاینده ای لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی را به دلیل نسبت قدرت به وزن ، استقامت درجه حرارت بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون اتخاذ می کنند.
سیستم های اگزوز خودرو: از لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی در صدا خفه کن ، محفظه مبدل کاتالیزوری و منیفولد های اگزوز استفاده می شود. توانایی آنها در تحمل دمای بالاتر از 800 درجه سانتیگراد و مقاومت در برابر مقیاس یا پیچاندن تحت دوچرخه سواری حرارتی بسیار مهم است.
خطوط سوخت و ترمز: در وسایل نقلیه با کارایی بالا ، از لوله های استیل ضدزنگ برای اطمینان از عملکرد ماندگار و مقاومت در برابر تخریب شیمیایی از سوخت ها و مایعات ترمز استفاده می شود.
سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک هواپیما: لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی سبک وزن و در عین حال قوی هستند که در برابر فشارهای زیاد و شرایط پویا که در طول عمل پرواز وجود دارد ، مقاومت می کنند.
برنامه های فضا و دفاعی: این لوله ها در سیستم های پیشرانه ، خطوط خنک کننده و اجزای ساختاری که نیاز به انبساط حرارتی کم و خرابی صفر در محیط های شدید دارند استفاده می شود.
در تمام این برنامه ها ، لوله های فولادی ضد زنگ آستنیتی با دقت در بهبود عملکرد ، صرفه جویی در وزن و ایمنی نقش دارند.
سایر برنامه های قابل توجه دیگر
طراحی معماری و ساختاری: لوله ها به دلیل جذابیت زیبایی شناختی و مقاومت در برابر آب و هوا ، در نمای ساختمان ، نرده ها و عناصر تزئینی استفاده می شوند.
گیاهان نمک زدایی: لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی در سیستم های آب شیرین کن و اسمز معکوس (RO) در آن که آب نمک و آب دریا باعث تخریب سریع در مواد کمتری می شود ، در فلاش چند مرحله ای (MSF) و معکوس اسمز (RO) بسیار مهم هستند.
تولید نیمه هادی: لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی فوق العاده بلند (UHP) در کارخانه های ساخت تراشه برای سیستم های تحویل گاز استفاده می شود.
مزایا و نکات برجسته عملکرد کلیدی
مقاومت بهینه شده در برابر خوردگی ناشی از کلرید
فولاد ضد زنگ آستنیتی با توانایی انفعال قوی خود ، به ویژه در محیط های حاوی یون های کلرید ، که در آن عملکرد آن به ویژه بسیار مهم است ، ثبات را در محیط های مختلف خورنده حفظ می کند. یونهای کلرید (CL⁻) ، به عنوان یک محیط خورنده بسیار مخرب ، در آب دریا ، آب خنک کننده صنعتی ، محیط تولید نمک و مواد شیمیایی خاصی وجود دارد. بسیاری از فلزات مستعد ابتلا به گودال ، خوردگی شکاف و حتی ترک خوردگی استرس در چنین محیط هایی هستند ، اما فولاد ضد زنگ آستنیتی با انتخاب و درمان مناسب می تواند به طور موثری در برابر چنین آسیب هایی مقاومت کند.
فولاد ضد زنگ آستنیتی حاوی بخش بالایی از کروم (به طور کلی بیش از 18 ٪) است ، که این امکان را به آن می دهد تا به سرعت یک فیلم غیرفعال متراکم Cr₂o₃ را روی سطح تشکیل دهد. این فیلم می تواند پس از آسیب یا خوردگی مکانیکی جزئی ، به سرعت خودگردان شود و هسته مقاومت در برابر خوردگی فولاد آستنیتی است. پس از افزودن نیکل (مانند 812 ٪) و مولیبدن (مانند 24 ٪) ، پایداری فیلم غیرفعال به طور قابل توجهی در یک محیط حاوی کلر افزایش می یابد ، به خصوص به طور موثری مانع از نفوذ CL⁻ به لایه فیلم می شود تا باعث ایجاد گودال یا خوردگی شود.
به عنوان مثال ، فولاد ضد زنگ 316L پس از استفاده طولانی مدت در یک سیستم آب خنک کننده حاوی 200 ~ 200 ppm cl⁻ ، به طور قابل توجهی خوردگی نمی کند و آن را به یک ماده ایده آل برای کندانسورهای صنعتی و لوله های تبادل گرما تبدیل می کند. برای محیط های دریایی شدیدتر یا محیط نمکی کلرید با تمرکز بالا ، 254smo (6 ٪ MO) یا 904L (4.5 ٪ MO) می تواند عملکرد محافظت عالی تری داشته باشد. آنها به طور گسترده در تجهیزات آب شیرین کن آب دریا ، خطوط لوله زیر دریایی و سیستم های تصفیه فاضلاب حاوی کلرید استفاده می شوند و به صورت پایدار عمل می کنند.
در تولید مواد و کاربردهای بعدی ، با کاهش استرس جوشکاری ، استفاده از مواد جوشکاری صحیح و روشهای جوشکاری و جلوگیری از غلظت استرس باقیمانده پس از جوشکاری ، می توان مقاومت در برابر خوردگی استرس را بیشتر بهبود بخشید. در صورت ترکیب با محافظت از کاتدی ، پولیش الکتروشیمیایی و سایر روشهای فرآیند ، می تواند چگالی و یکنواختی سطح آن را در سطح میکروسکوپی بهبود بخشد و باعث می شود که نقاط شروع خوردگی برای شکل گیری دشوارتر شود.
اگرچه فولاد ضد زنگ آستنیتی از طریق بهینه سازی آلیاژ و تقویت فرآیند به SCC حساس است ، اما مقاومت جامع خوردگی آن در محیط های حاوی کلرید هنوز بهتر از اکثر فلزات مهندسی است و یکی از قابل اطمینان ترین مواد ضد همبستگی در مهندسی واقعی است.
عملکرد هزینه بالا و راندمان هزینه عالی چرخه زندگی
از نظر سطح ، هزینه خرید لوله های استیل ضد زنگ آستنیتی معمولاً بالاتر از فولاد ضد زنگ فریتیک یا مارتنزیتی است ، اما وقتی آن را از منظر کل چرخه عملکرد تجهیزات (یعنی "هزینه چرخه عمر") ارزیابی می کنیم ، "عملکرد هزینه آن" در واقع مزایای قابل توجهی دارد. در اکثر موارد متوسط و طولانی مدت ، فولاد ضد زنگ آستنیتی نه تنها می تواند هزینه های عملکرد و نگهداری را کاهش داده و خرابی را کاهش دهد ، بلکه باعث افزایش عمر تجهیزات و بهبود ثبات سیستم می شود.
با توجه به مقاومت در برابر خوردگی عالی ، فولاد ضد زنگ آستنیتی فرکانس نگهداری و هزینه های جایگزینی ناشی از خوردگی را به شدت کاهش می دهد. به عنوان مثال ، در یک محیط متوسط حاوی غلظت کم و متوسط اسید ، قلیایی یا نمک ، اگر از فولاد کربن یا فولاد آلیاژ کم استفاده شود ، اغلب به جایگزینی مکرر و درمان ضد خوردگی منظم نیاز دارد ، در حالی که معمولاً فولاد ضد زنگ آستونیتی نیاز به محافظت اضافی ندارد ، و حتی در ناحیه جوش ، یک فیلم با ثبات پایدار می تواند برای مدت طولانی حفظ شود ، به شدت کاهش می یابد و هزینه های خود را کاهش می دهد.
یکپارچگی ساختاری طولانی مدت فولاد ضد زنگ آستنیتی می تواند از نشت ، پارگی و حتی حوادث ایمنی ناشی از خوردگی جلوگیری کند. برای تجهیزات کلیدی مانند تجهیزات پتروشیمی ، تجهیزات دارویی و سیستم های خنک کننده انرژی هسته ای ، استفاده از فولاد آستنیتی با کارایی بالا می تواند سطح ایمنی سیستم را بهبود بخشد ، خطر آلودگی محیط زیست را کاهش داده و فواید غیرمستقیم زیادی را به همراه داشته باشد.
از دیدگاه محیطی ، فولاد ضد زنگ آستنیتی می تواند 100 ٪ بازیافت و استفاده مجدد شود و پایداری خوبی دارد. در صنایع پیشرفته تولید مانند اروپا و ایالات متحده ، فولاد ضد زنگ آستنیتی به عنوان الگویی از "مواد سبز" در نظر گرفته می شود. این ارزش بازیافت بالایی ، مصرف انرژی کم در فرآیند تولید مجدد و راندمان استفاده از منابع بالا است که مطابق با مفهوم تولید سبز و اقتصاد دایره ای است.
به عنوان نمونه لوله مبدل حرارتی از فولاد ضد زنگ 316L را بگیرید. در تجهیزات شیمیایی معمولی ، چرخه جایگزینی فولاد کربن معمولی ممکن است 2 تا 3 سال باشد ، در حالی که اغلب 316L می تواند بیش از 10 سال به طور پایدار استفاده شود ، و تقریباً در طول عمر آن ، هیچ تعویض یا تعمیرات اساسی لازم نیست. این تفاوت قابل توجه ، فولاد آستنیتی را با سرمایه گذاری اولیه بالاتر امکان پذیر می کند تا ارزش "هزینه پایین کل و قابلیت اطمینان بالا" را در کارآزمایی بلند مدت به حداکثر برساند.
از منظر اقتصاد کلان مهندسی ، لوله های فولاد ضد زنگ آستنیتی مزایای اقتصادی طولانی مدت و پایدار را برای کاربران با عملکرد بالا و هزینه های کم نگهداری خود به همراه می آورند و "مواد با ارزش افزوده" معمولی هستند.
انتخاب درجه انعطاف پذیر برای شرایط متنوع
یکی دیگر از مزیت های مهم فولاد ضد زنگ آستنیتی این است که سری مواد آن از نظر تنوع سرشار از تنوع است که می تواند شرایط کار دمای مختلف ، فشارها و محیط های خورنده را برآورده کند. از انواع اساسی عمومی گرفته تا انواع ویژه با کارایی بالا ، فولاد ضد زنگ آستنیتی طیف گسترده ای از فضای انتخاب مواد را در اختیار مهندسان قرار می دهد و به طور موثری سازگاری و ایمنی سیستم های مهندسی را بهبود می بخشد.
نمرات استاندارد مانند 304 و 304L رایج ترین فولادهای ضد زنگ آستنیتی است ، مناسب برای اکثر محیط های روزانه و موارد خوردگی خنثی ، مانند دیوارهای پرده ای ، تجهیزات غذایی ، سیستم های آب گرم و غیره. 316 و 316L به دلیل اضافه شدن 2 ٪ تا 3 ٪ Molyybdenum ، دارای مقاومت در برابر آب در آب در محیط های اسیدی و دریا هستند.
برای شرایط کار پیچیده تر یا شدیدتر ، مانند اسید قوی با دمای بالا (اسید سولفوریک ، اسید فسفریک) ، محلول نمک غلیظ ، آب دریا مخلوط شده با ناخالصی ها و غیره ، به عنوان مثال: به عنوان مثال: به فولاد آستنیتی درجه بالاتر نیاز است: به عنوان مثال:
904L: حاوی 25 ٪ نیکل و 4.5 ٪ ماه ، با مقاومت عالی در برابر اسید سولفوریک ، اسید فسفریک و کلرید.
254smo: با داشتن محتوای MO بسیار بالا (بیش از 6 ٪) و قدرت خوب ، این یک ماده ستاره ای در سیستم های تصفیه آب دریا و صنعت خمیر است.
al-6xn: با عملکرد تقریباً قابل مقایسه با آلیاژهای مبتنی بر نیکل ، از آن در محیط های خورنده شدید مانند گیاهان نمکی و مخازن تخمیر استفاده می شود.
فولادهای ضد زنگ Super Austenitic مانند S31254 و S32654: دارای مقادیر بسیار بالایی (معادل مقاومت در برابر گودال) هستند و می توانند در غلظت های کلر بسیار بالا و درجه حرارت بالا به طور پایدار مورد استفاده قرار گیرند.
از جنس استنلس استیل آستنیتی نیز می توان در محیط های بسیار کم دمای استفاده کرد. در محیط های درجه حرارت پایین مانند نیتروژن مایع (-196 درجه سانتیگراد) یا اکسیژن مایع ، موادی مانند 304L و 316L هنوز هم سختی و انعطاف پذیری عالی را حفظ می کنند و از شکستگی شکننده با درجه حرارت پایین جلوگیری می کنند و به طور گسترده در هوافضا ، ذخیره گاز طبیعی مایع و حمل و نقل و سایر مزارع مورد استفاده قرار می گیرند.
از نظر عملکرد پردازش ، فولاد ضد زنگ آستنیتی دارای انعطاف پذیری و قابلیت جوشکاری عالی است که این امر پردازش و تولید سازه های پیچیده را تسهیل می کند. حتی بدون عملیات حرارتی پس از جوشکاری ، هنوز هم می تواند مقاومت در برابر خوردگی خوبی داشته باشد ، که به طور قابل توجهی بهتر از نمرات فولادی فریت یا مارتنزیتی است ، که راحتی زیادی را برای تجهیزات شیمیایی در مقیاس بزرگ ، سیستم های لوله کشی خاص و مونتاژ در سایت فراهم می کند.
از دهانه دما ، سازگاری خوردگی به پردازش سازگاری ، سیستم درجه متنوع از فولاد ضد زنگ آستنیتی می تواند نیازهای عملکرد کاربران صنعتی را در سناریوهای مختلف کاربردهای افراطی برآورده کند و یک سیستم راه حل کامل و انعطاف پذیر را تشکیل دهد.
روندهای آینده
تقاضای رو به رشد برای مواد سبک ، مقاوم در برابر خوردگی در فناوری های تجدید پذیر و سبز
با تسریع در تعهد جهانی به بی طرفی کربن ، ساخت زیرساخت ها برای انرژی های تجدید پذیر و فناوری سبز به یکی از محرک های اصلی نوآوری مواد تبدیل شده است. فولاد ضد زنگ آستنیتی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی ، قدرت و سازگاری پردازش ، نقش غیر قابل تعویض در سیستم های انرژی سبز زیر دارد.
سیستم های انرژی خورشیدی و باد
خطوط لوله داخلی و اتصالات برج های توربین بادی: انرژی بادی دریایی با یک محیط با نمک بالا و پرشور روبرو است و الزامات مقاومت در برابر خوردگی مواد بسیار زیاد است. فولادهای ضد زنگ آستنیتی با مولیبدن بالا مانند 316L و 254smo می توانند به طور موثری از خوردگی اسپری نمکی جلوگیری کنند.
سیستم جمع آوری حرارتی خورشیدی: نیروگاه های خورشیدی متمرکز از تعداد زیادی لوله انتقال حرارت استفاده می کنند که نیاز به عملکرد پایدار طولانی مدت در آب با دمای بالا یا محیط نمکی دارند. فولادهای ضد زنگ آستنیتی مانند 316TI می توانند پایداری حرارتی عالی و دوام ساختاری را ارائه دهند.
انرژی هیدروژن و سلولهای سوختی
هیدروژن دارای نفوذپذیری و انتشار بسیار قوی است. فولاد معمولی مستعد ابتلا به هیدروژن است. از جنس استنلس استیل آستنیتی به دلیل چقرمگی و ساختار متراکم آن ، در حمل و نقل هیدروژن ، ذخیره و سلولهای سوخت با فشار زیاد استفاده شده است. به طور خاص ، 316L عملکرد عالی را در بطری های ذخیره سازی هیدروژن با فشار بالا ، دریچه ها و لوله کشی نشان می دهد.
ساختمان سبز و تصفیه آب محیطی
با محبوبیت استانداردهای طراحی ساختمان سبز ، فولاد ضد زنگ آستنیتی به طور فزاینده ای به عنوان ماده ترجیحی برای سیستم های لوله کشی داخلی و خارجی مورد علاقه قرار می گیرد. نه تنها از نظر ظاهری زیبا است ، بلکه توانایی ضد خوردگی آن می تواند از آلودگی ثانویه ناشی از پیری خط لوله جلوگیری کند. در آب خانگی با سطح بالا ، استفاده مجدد از آب ، بازسازی فاضلاب و سایر سیستم های تصفیه آب ، فولاد ضد زنگ آستنیتی 304/316 به طور گسترده ای در اجزای کلیدی مانند دستگاه های تصفیه غشایی ، بدن پمپ و دستگاه های هوادهی مورد استفاده قرار می گیرد.
زنجیره صنعت جدید انرژی (NEV)
با توسعه تسریع سیستم های باتری وسیله نقلیه الکتریکی ، سیستم های مدیریت حرارتی و وسایل نقلیه سلول سوخت هیدروژن ، نیازهای بالاتر بر روی مقاومت در برابر خوردگی و آب بندی خطوط لوله و اجزای آب بندی قرار می گیرد. از جنس استنلس استیل آستنیتی نه تنها برای لوله های خنک کننده و ماژول های تبادل گرما ، بلکه برای مواد پوشش بطری های ذخیره سازی هیدروژن با فشار بالا نیز می توان استفاده کرد.
روند تحقیق و توسعه فولادهای آستنیتی نیتروژن بالا و کم نیچل: کاهش هزینه ها و بهبود عملکرد
عملکرد بالای فولادهای ضد زنگ آستنیتی از سیستم آلیاژ ویژه آنها ، به ویژه محتوای نیکل بالا (NI) ناشی می شود که به آنها یک ساختار پایدار آستنیتی و سختی می بخشد. با این حال ، منابع نیکل گران است و قیمت آنها با خشونت در نوسان است. در عین حال ، برخی از کشورها از وابستگی به منابع بالایی برخوردار هستند. به منظور کاهش هزینه ها و افزایش کنترل پذیری مواد ، محققان متعهد به توسعه فولادهای جدید از نیتروژن بالا و نیتروژن پایین آستنیتی هستند و در کارآزمایی های صنعتی پیشرفت چشمگیری داشته اند.
فولاد ضد زنگ آستنیتی نتروژن بالا
به عنوان یک عنصر تشکیل دهنده آستنیت ، نیتروژن نه تنها می تواند ساختار سازمانی را تثبیت کند ، بلکه باعث تقویت قدرت ، مقاومت در برابر مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی استرس در ماده نیز می شود. در سالهای اخیر ، مؤسسات اصلی تحقیقاتی فولاد شروع به استفاده از فناوری انحلال نیتروژن با فشار بالا برای ترکیب مؤثر نیتروژن در فولاد کرده اند ، و فولادهای ضد زنگ نیتروژن بالا مانند S30432 ، S31651 و S310HNBN را توسعه داده اند.
مزایای آن شامل موارد زیر است:
قدرت بسیار بهبود یافته است ، و قدرت عملکرد 50 ~ 50 ٪ افزایش می یابد ، که می تواند به نازک شدن و کاهش وزن برسد.
مقاومت در برابر خوردگی بهبود یافته است ، به ویژه پتانسیل گودال به طور قابل توجهی بهبود یافته است.
بخشی از نیکل را جایگزین کنید و هزینه های آلیاژ را کاهش دهید.
عملکرد جوشکاری خوب ، مناسب برای قطعات ساختاری با استحکام بالا ، خطوط لوله مقاوم در برابر فشار و سایر سناریوها.
در حال حاضر ، از جنس استنلس استیل نیتروژن بالا در ایمپلنت های پزشکی ، راکتورهای فشار قوی ، تجهیزات غذایی و مزارع دیگر استفاده شده است و انتظار می رود در آینده در وسایل نقلیه انرژی جدید و ظروف با درجه حرارت بالا و با فشار زیاد مورد استفاده قرار گیرد.
آلیاژهای مقرون به صرفه کم
به منظور حل مشکل قیمت نیکل بالا ، محققان سعی کرده اند ترکیب عناصر آلیاژ را کنترل کنند و تا حدی نیکل را با نیتروژن منگنز (MN) (N) جایگزین کنند تا تعادل بین ثبات آستنیت و مقاومت در برابر خوردگی انجام شود. به عنوان مثال: 201 سری (مانند S20100 ، S20153) نماینده معمولی از فولاد کم ارتفاع مانگایی است. هزینه آن کم است و به طور گسترده در صنعت نور ، حمل و نقل و دکوراسیون معماری مورد استفاده قرار گرفته است. $
