وضعیت فعلی مطالعات رفتار خوردگی فولادهای ضدزنگ ۳۱۶L و ۲۲۰۵

Thread Content

آخرین بار، این پست توسط وانگ گنرونگ در تاریخ ۲۰۱۶-۷-۲۲ ساعت ۱۵:۳۰ ویرایش شد. عملکرد فولادهای ضدزنگ دوفازی در مقابل خوردگی نقطه‌ای، خوردگی شکافی، خوردگی ناشی از تنش و خستگی ناشی از خوردگی، به طور قابل توجهی بهتر از فولادهای ضدزنگ آستنیتی معمولی است و می‌تواند با فولادهای ضدزنگ آستنیتی پرآلیاژ رقابت کند. علاوه بر این، استحکام تسلیم فولادهای ضدزنگ دوفازی می‌تواند به ۴۰۰ تا ۵۵۰ MPa برسد که دو برابر فولادهای ضدزنگ معمولی است؛ بنابراین می‌توان از مصرف مواد صرفه‌جویی کرد و هزینه‌های تولید تجهیزات را کاهش داد. فولاد ضدزنگ دوفازی، به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردش، به طور گسترده در زمینه‌های صنعتی مانند تجهیزات پتروشیمی، تجهیزات تصفیه آب دریا و فاضلاب، لوله‌کشی‌های حمل نفت و گاز، و ماشین‌آلات کاغذسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در سال‌های اخیر، از آن در زمینه ساختارهای تحمل بار پل‌ها نیز مطالعه شده است. اما فولاد ضدزنگ دوفازی همچنان دارای تمام ویژگی‌های شکنندگی فولاد ضدزنگ فریتی پرکروم است و برای کار در دماهای بالاتر از ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد مناسب نیست. بنابراین، در محیط‌هایی با شرایط سخت و دماهای پایین، فولاد ضدزنگ دوفاز ممکن است به تدریج جایگزین فولاد ضدزنگ ۳۱۶L و فولاد ضدزنگ آستنیتی شود و به یکی از مواد سیاه نوین محسوب گردد. برای بررسی امکان جایگزینی فولاد ضدزنگ دوفازی با ۳۱۶I، یعنی فولاد ضدزنگ آستنیتی، تحقیقات فراوانی در سطح داخلی و بین‌المللی انجام شده است. مطالعات متعددی نشان داده‌اند که در شرایط یکسان، حساسیت فرسایشی فولاد دوفازی ۲۲۰۵ نسبت به فولاد آستنیتی ۳۱۶L کمتر است و دلایل متعددی برای این امر وجود دارد. از آنجایی که فولاد ضدزنگ دوفازی دارای ساختار دوفازی α+Y است، ویژگی‌های فولاد ضدزنگ آستنیتی و فولاد ضدزنگ فریتی را در خود دارد. در مقایسه با فولادهای ضدزنگ آستنیتی، استحکام بالاتری دارد؛ به‌ویژه استحکام خمشی آن به طور قابل توجهی افزایش یافته است. بنابراین، ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر خوردگی بین دانه‌ای، خوردگی ناشی از تنش و خستگی خوردگی نیز به طور چشمگیری بهبود یافته‌اند. در حال حاضر، فولادهای دوفازی نوع جدیدی نیز توسعه یافته‌اند؛ در ادامه، چند نمونه از فولادهای دوفازی تازه ساخته شده، به جز SAF2205، معرفی می‌شوند [۱]. (۱) SAF2707: برای بهبود عملکرد ایستگاه‌های تبادل حرارت در شرایط خوردگی سخت و افزایش طول عمر آن‌ها، شرکت ساندویک فولاد ضدزنگ فوق‌العاده دوفازی جدیدی به نام Sandvik SAF2707 را طراحی و توسعه داده است. این نوع فولاد عمدتاً در صنایع شیمیایی، پتروشیمی و رفت‌وآمد نفت استفاده می‌شود. توسعه این نوع فولاد عمدتاً برای برآورده کردن الزامات دمای بالاتر و زمان کارکرد طولانی‌تر (زمان قابل استفاده) در اختلاط‌کننده‌ها، همزمان با حفظ قابلیت اطمینان، ایمنی و عملکرد دستگاه‌ها، صورت گرفته است. (۲) YUS DX1: این فولاد نرم‌کننده دوفازی با مقاومت بالا و مقاومت خوب در برابر خوردگی، که توسط شرکت نیپون استیل تولید شده است، دارای مقاومت بهتری در برابر خوردگی نقطه‌ای و خوردگی شکافی نسبت به SUS 316 و SUS 317 است. استحکام خمشی آن در دمای اتاق دو برابر فولادهای SUS 304 و SUS 316 است؛ همچنین مقاومت آن در برابر خوردگی ناشی از تنش، قوی‌تر از فولاد SUS 304 است. ویژگی‌های جوشکاری آن نیز مشابه فولادهای نرم‌کننده آستنیتی رایج است. (۳) یک نوع فولاد ضدزنگ دوفاز متعلق به حقوق اختراع کره؛ این فولاد دارای ویژگی‌های خوبی از جمله قابلیت پلاستیسیته حرارتی، مقاومت در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا، مقاومت در برابر خوردگی و استحکام در برابر ضربه است. ترکیبات اصلی آن عبارتند از: ۲۲٪ تا ۲۷٪ کروم، ۵.۰٪ تا ۸.۰٪ نیکل، ۲.۰٪ تا ۵.۰٪ مولیبدن، ۲٪. ۰٪ تا ۵.۰٪ W، مقدار Cu کمتر از ۲.۰٪، ۰.۱۳٪ تا ۰.۳۰٪ Ni؛ مناسب برای تجهیزات دریایی. به دلایلی مانند قیمت و تولید، در خطوط تولید صنعتی کشور که از فولاد ضدزنگ دوفاز استفاده می‌کنند، همچنان از فولاد ۲۲۰۵ تولید داخلی به عنوان ماده اصلی استفاده می‌شود. نتیجه‌گیری: فولاد ضدزنگ آستنیتی ۳۱۶L در مقایسه با فولاد ضدزنگ دوفازی ۲۲۰۵، هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در فرآیند تولید، باید هنگام انتخاب فولاد ضدزنگ، احتمالات مختلف فرسایش در نظر گرفته شود؛ همچنین در طول فرآیند تحقیق، روش‌های تحقیقاتی باید به طور مداوم بهبود یافته و مواد جدیدی کشف شوند. فولاد ضدزنگ دوفاز، به دلیل ویژگی‌هایی مانند مقاومت خوب در برابر خوردگی ناشی از کلریدها و خوردگی نقطه‌ای، عملکرد مکانیکی بالا، و همچنین هزینه تولید پایین، در حال جایگزینی قطعات فلزی غیرضدزنگ و برخی از فولادهای ضدزنگ پرکروم-نیکل رایج است؛ بنابراین، جایگزینی فولاد ضدزنگ دوفاز ۲۲۰۵ با فولاد ضدزنگ ۳۱۶L در برخی محیط‌های دمای پایین کاملاً امکان‌پذیر است. انتظار می‌رود فولادهای دوفازی در صنایع نفت و شیمی، مهندسی دریایی، سکوهای حفاری دریایی، کشتی‌ها و تجهیزات نظامی در مناطق ساحلی جنوب شرقی، پتانسیل‌های کاربردی قابل توجهی داشته باشند.