สถานะปัจจุบันของการศึกษาพฤติกรรมการกัดกร่อนของสแตนเลส 316L และ 2205

Thread Content

โพสต์นี้ถูกแก้ไขครั้งสุดท้ายโดย วัง เกินหรง เมื่อวันที่ 22 กรกฎาคม 2016 เวลา 15:30 สแตนเลสแบบไบฟาสิกมีคุณสมบัติในการต้านทานการกัดกร่อนจากจุดเล็กๆ การกัดกร่อนในรอยแตก การกัดกร่อนจากแรงดัน และการเสื่อมสภาพจากการกัดกร่อนที่ดีกว่าสแตนเลสแบบออสเตนิตธรรมดาอย่างชัดเจน และสามารถเทียบเคียงได้กับสแตนเลสแบบออสเตนิตที่มีส่วนผสมของโลหะหนักได้เลย นอกจากนี้ สแตนเลสแบบไบฟาสมีความแข็งแรงในการยืดหยุ่นได้สูงถึง 400–550 MPa ซึ่งเป็นสองเท่าของสแตนเลสธรรมดา ดังนั้นจึงช่วยประหยัดวัสดุได้ และลดต้นทุนในการผลิตอุปกรณ์ได้อีกด้วย เหล็กกล้าไร้สนิมแบบไบฟาสิกมีข้อดีเฉพาะตัว จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุปกรณ์ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี อุปกรณ์สำหรับการบำบัดน้ำทะเลและน้ำเสีย ท่อสำหรับส่งน้ำมันและก๊าซ รวมถึงเครื่องจักรในอุตสาหกรรมการผลิตกระดาษ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ยังมีการศึกษานำเหล็กกล้าชนิดนี้มาใช้ในโครงสร้างที่รองรับน้ำหนักของสะพานอีกด้วย แต่สแตนเลสแบบไบฟาสก็ยังคงมีลักษณะเปราะแตกเหมือนกับสแตนเลสฟอสเฟไรต์ที่มีโครเมียมสูง ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพที่อุณหภูมิสูงกว่า 300°C ดังนั้น ในสภาพแวดล้อมที่มีความเข้มงวดสูง เช่น อุณหภูมิต่ำ สแตนเลสแบบไบฟาสิกอาจค่อยๆ มาแทนที่สแตนเลส 316L และสแตนเลสแบบออสเตนิต และกลายเป็นวัสดุสีดำรูปแบบใหม่ที่ได้รับความนิยม เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้สแตนเลสแบบไบเฟสมาแทนที่สแตนเลส 316I ซึ่งเป็นสแตนเลสแบบออสเตนิต จึงมีการวิจัยจำนวนมากทั้งในประเทศและต่างประเทศ มีงานวิจัยหลายชิ้นที่แสดงให้เห็นว่า ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน เหล็กโพลาร์ 2205 มีความไวต่อการกัดกร่อนที่น้อยกว่าเหล็กออสเตนิต 316L โดยมีสาเหตุหลายประการ เนื่องจากสแตนเลสแบบไดฟาสมีโครงสร้างที่ประกอบด้วยเฟส α และเฟส Y ดังนั้นคุณสมบัติของมันจึงรวมถึงข้อดีของทั้งสแตนเลสแบบออสเตนิตและสแตนเลสแบบเฟอร์ไรต์ไว้ด้วยกัน เมื่อเทียบกับสแตนเลสออสเตนิต จะมีความแข็งแรงสูงกว่า โดยเฉพาะความแข็งแรงในการรับแรงอัดที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นคุณสมบัติในการต้านทานการกัดกร่อนระหว่างผลึก การกัดกร่อนจากแรงดัน และการกัดกร่อนจากความเหนื่อยล้า ก็จะดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเช่นกัน ปัจจุบันมีการพัฒนาเหล็กโครงสร้างแบบไบฟาสิกชนิดใหม่ๆ เพิ่มขึ้นอีก ต่อไปนี้จะขอแนะนำเหล็กโครงสร้างแบบไบฟาสิกชนิดใหม่ๆ ที่ได้รับการพัฒนาขึ้นมา นอกเหนือจาก SAF2205 [1] (1) SAF2707 เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภายใต้สภาพการกัดกร่อนที่รุนแรง และเพื่อยืดอายุการใช้งาน บริษัท Sandvik จึงได้ออกแบบและพัฒนาเหล็กกล้าไร้สนิมแบบไดอะเฟสคู่ชนิดใหม่ นั่นก็คือ Sandvik SAF2707 นั่นเอง. เหล็กชนิดนี้ใช้หลักในอุตสาหกรรมเคมี ปิโตรเคมี และการกลั่นน้ำมัน การพัฒนาเหล็กชนิดนี้ขึ้นมาก็เพื่อให้สามารถรักษาความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และประสิทธิภาพในการใช้งานของอุปกรณ์ไว้ได้ ในขณะเดียวกันก็ต้องตอบสนองความต้องการที่ว่าต้องให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิที่สูงขึ้น และมีระยะเวลาการใช้งานที่ยาวนานขึ้นด้วย (2) YUS DX1 เป็นสแตนเลสแบบไดอะเฟรมที่มีความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ซึ่งถูกพัฒนาขึ้นโดยบริษัทนิปปอนสตีล โดยมีคุณสมบัติในการทนต่อการกัดกร่อนที่ดีกว่า SUS 316 และ SUS 317 ความแข็งแรงในการยืดหยุ่นของ YUS DX1 ที่อุณหภูมิห้องนั้นสูงกว่า SUS 304 และ SUS 316 ถึง 2 เท่า นอกจากนี้ ยังมีความสามารถในการทนต่อการกัดกร่อนจากแรงดันสูงได้ดีกว่า SUS 304 อีกด้วย ส่วนคุณสมบัติในการเชื่อมนั้นก็เทียบเท่ากับสแตนเลสแบบออสเตนิตทั่วไป (3) เป็นสแตนเลสแบบไดฟาสิกชนิดหนึ่งที่ได้รับการจดสิทธิบัตรในเกาหลีใต้ มีคุณสมบัติด้านความสามารถในการเปลี่ยนรูปทางความร้อนที่ยอดเยี่ยม มีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันในอุณหภูมิสูง มีความทนทานต่อการกัดกร่อน และมีความแข็งแรงต่อแรงกระแทก ส่วนประกอบหลักของโลหะนี้คือ Cr 22%–27%, Ni 5.0%–8.0%, Mo 2.0%–5.0% 0% ถึง 5.0% W, Cu น้อยกว่า 2.0%, Ni อยู่ที่ 0.13% ถึง 0.30% เหมาะสำหรับใช้ในอุปกรณ์ทางทะเล เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น ราคาและปริมาณการผลิต ในโรงงานอุตสาหกรรมในประเทศที่ใช้สแตนเลสแบบไดอะเฟส ก็ยังคงใช้สแตนเลสชนิด 2205 ที่ผลิตในประเทศเป็นหลักอยู่ดี บทสรุป โดยเปรียบเทียบระหว่างสแตนเลสออสเตนิตชนิด 316L กับสแตนเลสไดไฟเอซชนิด 2205 แล้ว แต่ละชนิดก็มีจุดแข็งและจุดอ่อนที่แตกต่างกัน ในกระบวนการผลิต ควรพิจารณาถึงความเป็นไปได้ของการเกิดการกัดกร่อนในแต่ละสภาพการใช้งานอย่างรอบคอบ นอกจากนี้ ควรมีการปรับปรุงวิธีการวิจัยอย่างต่อเนื่อง เพื่อค้นหาวัสดุชนิดใหม่ๆ ออกมาอย่างไม่หยุดยั้ง สแตนเลสแบบไบฟาสมีข้อดีคือมีความทนทานต่อการกัดกร่อนจากคลอไรด์และการกัดกร่อนแบบจุดได้ดี มีคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม และยังมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำอีกด้วย ด้วยเหตุนี้ สแตนเลสแบบไบฟาสจึงเริ่มมาแทนที่ชิ้นส่วนโครงสร้างที่ไม่ทนทานต่อการกัดกร่อนในปัจจุบัน รวมถึงสแตนเลสที่มีโครเมียมและนิกเกิลสูงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายด้วย ดังนั้น สแตนเลสแบบไบฟาส 2205 จึงสามารถมาแทนที่สแตนเลส 316L ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำได้อย่างแน่นอน คาดว่าเหล็กกล้าไร้สนิมแบบไบฟาสิกจะมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี งานวิศวกรรมทางทะเล แท่นขุดเจาะน้ำมันในทะเล เรือต่างๆ รวมถึงการใช้งานด้านอาวุธยุทโธปกรณ์ในพื้นที่ชายฝั่งทางตะวันออกเฉียงใต้ด้วย