Нержавіючу сталь можна знайти всюди в житті, і існують всілякі моделі, які важко розрізнити. Сьогодні я поділюся з вами статтею, щоб роз'яснити ці знання.
Нержавіюча сталь – це абревіатура від нержавіюча сталь, стійка до кислот, повітря, пари, води та інших слабких агресивних середовищ, або нержавіюча сталь, відома як нержавіюча сталь; і стійкість до хімічних агресивних середовищ (кислот, лугів, солей та інших хімічних просочень) до корозії сталі називається кислотостійкою сталлю.
Нержавіюча сталь — це сталь, що корозійна, агресивна до повітря, пари, води та інших слабких агресивних середовищ, а також кислот, лугів, солей та інших хімічних агресивних середовищ, що викликає корозію сталі. На практиці нержавіючу сталь часто називають нержавіючою сталлю, що діє в слабких агресивних середовищах, а хімічно стійку сталь — кислотостійкою сталлю. Через різницю в хімічному складі перша сталь не обов'язково стійка до корозії в хімічних середовищах, тоді як друга зазвичай є нержавіючою сталлю. Корозійна стійкість нержавіючої сталі залежить від легуючих елементів, що містяться в сталі.
Загальна класифікація
За даними металургійної організації
Загалом, згідно з металургійною організацією, звичайні нержавіючі сталі поділяються на три категорії: аустенітні нержавіючі сталі, феритні нержавіючі сталі та мартенситні нержавіючі сталі. На основі основної металургійної організації цих трьох категорій, для конкретних потреб та цілей виробляються дуплексні сталі, дисперсійно-гартовані нержавіючі сталі та високолеговані сталі, що містять менше 50% заліза.
1. Аустенітна нержавіюча сталь
Матрична до гранецентрованої кубічної кристалічної структури аустенітної організації (фаза CY) переважно має немагнітні компоненти, головним чином шляхом холодної обробки, що зміцнює нержавіючу сталь (і може призвести до певного ступеня магнетизму). Американський інститут заліза і сталі використовує числові позначення серії 200 та 300, такі як 304.
2. Феритна нержавіюча сталь
Матрична або об'ємно-центрована кубічна кристалічна структура фериту (фаза) є домінантною, магнітною, зазвичай не піддається термічній обробці, але холодна обробка може зробити її дещо зміцненою нержавіючою сталлю. Американський інститут заліза і сталі має маркування 430 та 446.
3. Мартенситна нержавіюча сталь
Матриця має мартенситну організацію (об'ємно-центровану кубічну або кубічну), магнітну, завдяки термічній обробці може регулювати свої механічні властивості нержавіючої сталі. Американський інститут заліза і сталі позначено цифрами 410, 420 та 440. Мартенсит має аустенітну організацію за високих температур, яка може перетворитися на мартенсит (тобто загартуватися) при охолодженні до кімнатної температури з відповідною швидкістю.
4. Аустенітна феритна (дуплексна) нержавіюча сталь
Матриця має двофазну організацію як аустенітної, так і феритної, вміст меншої фази в матриці зазвичай перевищує 15%, магнітну, яку можна зміцнити холодною обробкою нержавіючої сталі. 329 є типовою дуплексною нержавіючою сталлю. Порівняно з аустенітною нержавіючою сталлю, дуплексна сталь має високу міцність, стійкість до міжкристалічної корозії, хлоридної корозії під напругою та точкової корозії значно покращена.
5. Нержавіюча сталь, що твердне дисперсійним зміцненням
Матриця має аустенітну або мартенситну організацію і може бути загартована дисперсійним гартуванням, щоб зробити її загартованою нержавіючою сталлю. Американський інститут заліза і сталі має цифрові етикетки серії 600, такі як 630, тобто 17-4PH.
Загалом, окрім сплавів, корозійна стійкість аустенітної нержавіючої сталі є вищою, у менш агресивному середовищі можна використовувати феритну нержавіючу сталь, у слабо агресивному середовищі, якщо матеріал повинен мати високу міцність або високу твердість, можна використовувати мартенситну нержавіючу сталь та нержавіючу сталь, що твердне дисперсійним способом.
Характеристики та використання
Поверхневий процес
Різниця в товщині
1. Оскільки сталеливарний прокатний стан під час прокатки нагріває валки через незначну деформацію, товщина прокату може відрізнятися, зазвичай товщина посередині між двома сторонами є тонкою. Товщину прокату згідно з державними нормами слід вимірювати посередині головки прокату.
2. Причина допуску базується на ринковому та споживчому попиті, зазвичай поділяється на великі та малі допуски.
V. Виробництво, вимоги до інспекції
1. Трубна пластина
① зрощені стикові з'єднання трубних пластин для 100% променевої перевірки або ультразвукового контролю, кваліфікований рівень: RT: II, UT: I рівень;
② Окрім нержавіючої сталі, зрощені трубні пластини для зняття напруги з термообробки;
③ відхилення ширини перемички отвору трубної пластини: згідно з формулою для розрахунку ширини перемички отвору: B = (S - d) - D1
Мінімальна ширина перемички отвору: B = 1/2 (S - d) + C;
2. Термічна обробка трубчастої коробки:
Вуглецева сталь, низьколегована сталь, зварені з роздільно-діапазонною перегородкою трубної коробки, а також трубна коробка з бічними отворами більше 1/3 внутрішнього діаметра циліндричної трубної коробки, при застосуванні зварювання для зняття напруги термічною обробкою, фланцеві та перегородкові ущільнювальні поверхні повинні бути оброблені після термічної обробки.
3. Випробування під тиском
Коли розрахунковий тиск процесу в оболонці нижчий за тиск процесу в трубі, необхідно перевірити якість з'єднань труб теплообмінника та трубних дощок.
① Програма випробування тиску в оболонці для збільшення випробувального тиску з програмою випробування труб відповідно до гідравлічного випробування, щоб перевірити наявність герметичності з'єднань труб. (Однак необхідно забезпечити, щоб первинне плівкове напруження в оболонці під час гідравлічного випробування було ≤0,9 ReLΦ)
② Якщо вищезазначений метод не підходить, оболонку можна випробувати гідростатично відповідно до початкового тиску після проходження випробувань, а потім провести випробування на витік аміаку або галогенів.
Яка нержавіюча сталь нелегко іржавіє?
Існує три основні фактори, які впливають на іржівлю нержавіючої сталі:
1. Вміст легуючих елементів. Загалом, сталь з вмістом хрому 10,5% не схильна до іржі. Чим вищий вміст хрому та нікелю, тим краща стійкість до корозії, наприклад, якщо вміст нікелю в сталі 304 становить 85 ~ 10%, а вміст хрому — 18% ~ 20%, то така нержавіюча сталь загалом не іржавіє.
2. Процес плавлення виробника також впливає на корозійну стійкість нержавіючої сталі. Технологія плавлення є хорошою, обладнання сучасне, технології великі заводи з нержавіючої сталі контролюють легуючі елементи, видаляють домішки та гарантують контроль температури охолодження заготовок, тому якість продукції стабільна та надійна, вона має хороші внутрішні якості та не схильна до іржі. Навпаки, деяке невелике обладнання сталеливарних заводів використовує відсталу технологію, процес плавлення не дозволяє видалити домішки, і продукція неминуче іржавіє під час виробництва.
3. Зовнішнє середовище. Сухе та вентильоване середовище нелегко іржавіє, тоді як вологість повітря, постійна дощова погода або повітря, що містить кислотність та лужність, легко іржавіють. Нержавіюча сталь марки 304 також іржавіє, якщо навколишнє середовище занадто погане.
Плями іржі з нержавіючої сталі: як боротися?
1. Хімічний метод
Використовуйте травильну пасту або спрей, щоб допомогти іржавим деталям репасивувати утворення плівки оксиду хрому та відновити їхню корозійну стійкість. Після травлення, щоб видалити всі забруднювачі та залишки кислот, дуже важливо ретельно промити їх водою. Після обробки та повторного полірування полірувальним обладнанням, їх можна покрити полірувальним воском. Для локальних незначних плям іржі можна також використовувати суміш бензину та олії 1:1 та протерти чистою ганчіркою.
2. Механічні методи
Піскоструминне очищення, очищення скляними або керамічними частинками, облітерація, щіткування та полірування. Механічні методи мають потенціал для видалення забруднень, спричинених раніше видаленими матеріалами, полірувальними матеріалами або облітерованими матеріалами. Усі види забруднень, особливо сторонні частинки заліза, можуть бути джерелом корозії, особливо у вологому середовищі. Тому механічно очищені поверхні бажано формально очищати в сухих умовах. Використання механічних методів очищає лише їхню поверхню і не змінює корозійну стійкість самого матеріалу. Тому рекомендується повторно відполірувати поверхню полірувальним обладнанням і покрити її полірувальним воском після механічного очищення.
Марки та властивості нержавіючої сталі, що часто використовуються в приладобудуванні
Нержавіюча сталь 1.304. Це одна з аустенітних нержавіючих сталей широкого застосування, придатна для виготовлення деталей глибокого витягування та трубопроводів для кислот, контейнерів, конструкційних деталей, різних типів корпусів інструментів тощо. З неї також можна виготовляти немагнітне обладнання та деталі, що працюють за низьких температур.
Нержавіюча сталь 2.304L. Щоб вирішити проблему осадження Cr23C6, спричиненого нержавіючою сталлю 304, за певних умов існує серйозна схильність до міжкристалічної корозії та розвитку наднизьковуглецевої аустенітної нержавіючої сталі, її сенсибілізований стан стійкості до міжкристалічної корозії значно кращий, ніж у нержавіючої сталі 304. Окрім дещо нижчої міцності, нержавіюча сталь 321 має інші властивості, які в основному використовуються для корозійностійкого обладнання та компонентів, не піддаються зварювальній обробці розчином, і може бути використана для виготовлення різних типів корпусів приладів.
Нержавіюча сталь 3.304H. Внутрішня гілка з нержавіючої сталі 304, масова частка вуглецю 0,04% ~ 0,10%, високотемпературні характеристики кращі, ніж у нержавіючої сталі 304.
Нержавіюча сталь 4.316. Виготовлена з сталі 10Cr18Ni12 з додаванням молібдену, завдяки чому сталь має добру стійкість до відновлювальних середовищ та стійкість до точкової корозії. У морській воді та інших середовищах стійкість до корозії краща, ніж у нержавіючої сталі 304, і в основному використовується для матеріалів, стійких до точкової корозії.
Нержавіюча сталь 5.316L. Ультранизьковуглецева сталь з хорошою стійкістю до сенсибілізованої міжкристалічної корозії, придатна для виготовлення зварних деталей та обладнання товстого поперечного перерізу, таких як нафтохімічне обладнання, з корозійностійких матеріалів.
Нержавіюча сталь 6.316H. Внутрішня гілка з нержавіючої сталі 316, масова частка вуглецю 0,04%-0,10%, високотемпературні характеристики кращі, ніж у нержавіючої сталі 316.
Нержавіюча сталь 7.317. Стійкість до точкової корозії та повзучості краща, ніж у нержавіючої сталі 316L, яка використовується у виробництві обладнання, стійкого до корозії в нафтохімічній та органічній кислотах.
Нержавіюча сталь 8.321. Титаном стабілізована аустенітна нержавіюча сталь, додавання титану для покращення стійкості до міжкристалічної корозії та хороші механічні властивості за високих температур, може бути замінена наднизьковуглецевою аустенітною нержавіючою сталлю. Окрім стійкості до високотемпературної або водневої корозії та інших особливих випадків, загальна ситуація не рекомендується.
Нержавіюча сталь 9.347. Стабілізована ніобієм аустенітна нержавіюча сталь, додавання ніобію покращує стійкість до міжкристалічної корозії, корозійну стійкість у кислотних, лугових, сольових та інших агресивних середовищах. З нержавіючою сталлю 321 добре зварюється, може використовуватися як корозійностійкий матеріал та жароміцна сталь, що використовується переважно в теплоенергетичній, нафтохімічній галузях, таких як виробництво контейнерів, трубопроводів, теплообмінників, валів, промислових печей у трубчастих печах та термометрів трубчастих печей тощо.
Нержавіюча сталь 10.904L. Суперповністю аустенітна нержавіюча сталь, супераустенітна нержавіюча сталь, винайдена фінном Отто Кемпом, має масову частку нікелю від 24% до 26%, масову частку вуглецю менше 0,02%, відмінну корозійну стійкість, має дуже добру корозійну стійкість у неокислювальних кислотах, таких як сірчана, оцтова, мурашина та фосфорна, а також добру стійкість до щілинної корозії та корозії під напругою. Вона підходить для різних концентрацій сірчаної кислоти нижче 70℃, має добру корозійну стійкість до оцтової кислоти та змішаних кислот мурашиної та оцтової кислот будь-якої концентрації та будь-якої температури за нормального тиску. Початковий стандарт ASMESB-625 відносить її до сплавів на основі нікелю, а новий стандарт – до нержавіючої сталі. Китай використовує лише приблизну сталь класу 015Cr19Ni26Mo5Cu2, деякі європейські виробники інструментів використовують ключові матеріали з нержавіючої сталі 904L, такі як вимірювальна трубка масового витратоміра E + H, яка використовує нержавіючу сталь 904L, а корпус годинника Rolex також використовується з нержавіючої сталі 904L.
Нержавіюча сталь 11.440C. Мартенситна нержавіюча сталь, загартована нержавіюча сталь, нержавіюча сталь найвищої твердості, твердість HRC57. В основному використовується у виробництві форсунок, підшипників, клапанів, золотників клапанів, сідел клапанів, гільз, штоків клапанів тощо.
Нержавіюча сталь 12.17-4PH. Мартенситна нержавіюча сталь, що твердне дисперсійним способом, твердістю HRC44, з високою міцністю, твердістю та корозійною стійкістю, не може використовуватися за температур вище 300 ℃. Вона має добру корозійну стійкість як до атмосферних, так і до розбавлених кислот або солей, а її корозійна стійкість така ж, як у нержавіючої сталі 304 та 430, яка використовується у виробництві морських платформ, лопаток турбін, золотників, сідел, втулок та штоків клапанів.
У професії приладобудування, в поєднанні з питаннями загальності та вартості, традиційний порядок вибору аустенітної нержавіючої сталі - це нержавіюча сталь 304-304L-316-316L-317-321-347-904L, з яких 317 використовується рідше, 321 не рекомендується, 347 використовується для високотемпературної корозії, 904L є матеріалом за замовчуванням лише для деяких компонентів окремих виробників, і конструктори зазвичай не вибирають 904L.
При виборі конструкції контрольно-вимірювальних приладів зазвичай використовуються різні матеріали для приладів та труб, особливо в умовах високих температур. Необхідно звернути особливу увагу на вибір матеріалів приладів, щоб вони відповідали розрахунковій температурі та тиску технологічного обладнання або трубопроводу. Наприклад, для трубопроводів з високотемпературної хромомолібденової сталі слід обрати нержавіючу сталь, що, ймовірно, призведе до проблем. Тому необхідно звернутися до відповідного манометра для вимірювання температури та тиску матеріалу.
Під час вибору конструкції приладу часто зустрічається різноманітність систем, серій, марок нержавіючої сталі, вибір повинен базуватися на конкретних технологічних середовищах, температурі, тиску, напружених деталях, корозії, вартості та інших аспектах.
Час публікації: 11 жовтня 2023 р.