الحالة الراهنة لدراسة سلوك التآكل في فولاذ 316L و2205 غير القابل للصدأ

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة وانغ جينرونغ في تاريخ 2016-7-22 الساعة 15:30، حيث أن خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع ثنائي الطور في مقاومة التآكل النقطي والتآكل الناتج عن الشقوق والتآكل الناتج عن الإجهاد وتآكل الإرهاق أفضل بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع أوستينيتي العادي، ويمكن مقارنته بالفولاذ المقاوم للصدأ من النوع أوستينيتي ذو التركيبة المركبة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تصل قوة الاستسلام للفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور إلى 400–550 ميجا باسكال، وهو ما يعادل ضعف قوة الفولاذ المقاوم للصدأ العادي، وبالتالي يمكن توفير المواد المستخدمة وخفض تكاليف تصنيع المعدات. يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور على نطاق واسع في مجالات صناعية مختلفة بفضل مزاياه الخاصة، مثل معدات البتروكيماويات، ومعدات معالجة المياه البحرية والمياه الملوثة، وخطوط نقل النفط والغاز، وآلات تصنيع الورق. كما يتم دراسة استخدامه في مجال هياكل الجسور التي تتحمل الأحمال في السنوات الأخيرة. لكن الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور لا يزال يعاني من نفس الميلات إلى الهشاشة الموجودة في الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكروم الفيريتي، ولذلك لا يُنصح باستخدامه في ظروف عمل تزيد درجة حرارتها عن 300 درجة مئوية. لذلك، في بعض البيئات التي تتميز بدرجات حرارة منخفضة وظروف قاسية، قد يحل الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور تدريجيًا محل الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع 316L والفولاذ المقاوم للصدأ من النوع أوستينيتي، ليصبح مادة سوداء جديدة محط اهتمام كبير. لدراسة جدوى استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور كبديل للفولاذ المقاوم للصدأ من نوع 316I، تم إجراء العديد من الأبحاث في الداخل والخارج. تشير العديد من الدراسات إلى أن حساسية فولاذ 2205 ثنائي الفيروزية للتآكل في نفس الظروف أقل من فولاذ 316L الأوستينيتي، وذلك لأسباب متعددة. نظرًا لأن الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور يتمتع ببنية طورية تتكون من طوري α وY، فإن خصائصه تجمع بين خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستينيتي والفولاذ المقاوم للصدأ الفيريتي. مقارنةً بالفولاذ المقاوم للصدأ من النوع أوستينيتي، فإنه يتمتع بقوة أعلى، خاصةً في مقاومة الإجهاد؛ ولذلك فإن خصائصه مثل مقاومة التآكل بين البلورات، ومقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد، ومقاومة التعب الناتج عن التآكل تتحسن بشكل ملحوظ. في الوقت الحالي، تم تطوير بعض أنواع الفولاذ ثنائي الطور الجديدة، وفيما يلي عرض لبعض أنواع الفولاذ ثنائي الطور التي تم تطويرها حديثًا، بخلاف SAF2205 [1]. (1) SAF2707: من أجل تحسين أداء المبادلات الحرارية في ظروف التآكل الشديدة وإطالة عمرها الافتراضي، قامت شركة ساندفيك بتصميم وتطوير نوع جديد من الفولاذ المقاوم للصدأ ذو الطور المزدوج، وهو Sandvik SAF2707. يُستخدم هذا النوع من الفولاذ بشكل أساسي في صناعات الكيماويات والبتروكيماويات وتكرير النفط. تم تطوير هذا النوع من الفولاذ بشكل أساسي لضمان موثوقية المعدات وأمانها وأدائها، مع تلبية متطلبات درجات الحرارة الأعلى في أجهزة التبادل الحراري وزيادة مدة التشغيل (الوقت الذي يمكن استخدامها فيه). (2) يوس دي إكس1: هو نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور، ذو قوة عالية ومقاومة ممتازة للتآكل، وقد تم تطويره من قبل شركة نيبون ستيل. يتمتع هذا النوع من الفولاذ بقدرة أفضل على مقاومة التآكل النقطي والتآكل في الشقوق مقارنة بفولاذ SUS 316 وSUS 317. كما أن قوته عند درجة حرارة الغرفة تساوي ضعف قوة فولاذ SUS 304 وSUS 316، بالإضافة إلى أن قدرته على مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد أفضل من فولاذ SUS 304. أما خصائص اللحام الخاصة به فهي مشابهة لخصائص الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع أوستينيت المستخدم عادةً. (3) نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ ذو الطورين، وهو مسجل كبراءة اختراع في كوريا. يتمتع هذا الفولاذ بخصائص ممتازة من حيث القدرة على التشكيل الحراري، ومقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، بالإضافة إلى مرونته أمام الصدمات. تتكون مكوناته الرئيسية من: 22٪ إلى 27٪ كروم، و5.0٪ إلى 8.0٪ نيكل، و2.0٪ إلى 5.0٪ موليبدينوم. من 0٪ إلى 5.0٪ وزنيًا، نسبة النحاس أقل من 2.0٪، ونسبة النيكل من 0.13٪ إلى 0.30٪؛ يُستخدم في المنشآت البحرية. نظرًا لأسباب مثل السعر والإنتاج، لا تزال خطوط الإنتاج الصناعية المحلية التي تستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور تعتمد بشكل أساسي على الفولاذ المحلي من نوع 2205. الخاتمة: مقارنةً بفولاذ الأوستينيت من نوع 316L، فإن فولاذ الأوستينيت المزدوج من نوع 2205 له مزايا وعيوب خاصة به. وفي عملية الإنتاج، يجب أخذ احتمالات حدوث أنواع مختلفة من التآكل في الاعتبار عند اختيار نوع الفولاذ المناسب. كما يجب تحسين طرق البحث باستمرار، واكتشاف مواد جديدة خلال هذه العملية. بفضل خصائصه المميزة مثل مقاومته العالية لتآكل الكلوريدات وتآكل النقاط، بالإضافة إلى خصائصه الميكانيكية الجيدة، وانخفاض تكلفة تصنيعه، بدأ الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور في استبدال قطع الهياكل الفولاذية التي لا تتحمل التآكل، بالإضافة إلى بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ ذات نسبة الكروم والنيكل العالية. لذلك، من الممكن تمامًا أن يحل الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور 2205 محل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L في بعض البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة. من المتوقع أن يكون للفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور آفاق تطبيقية كبيرة في صناعة البتروكيماويات، وهندسة البحار، ومنصات الحفر البحرية، والسفن، بالإضافة إلى مجال تجهيز الأسلحة في المناطق الساحلية الجنوبية الشرقية.