井礦鹽業(yè)中不銹鋼的運(yùn)用

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本文作者：李偉 單位：湖南省湘衡鹽化有限責(zé)任公司

奧氏體—鐵素體雙相不銹鋼是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%～28%,Ni含量在3%～10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn),與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無(wú)室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時(shí)還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高,具有超塑性等特點(diǎn)。與奧氏體不銹鋼相比,強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能,也是一種節(jié)鎳不銹鋼。

各類不銹鋼性能分析

點(diǎn)腐蝕是由于氯離子Cl-引起的蟲(chóng)眼狀局部腐蝕。研究發(fā)現(xiàn),點(diǎn)蝕的出現(xiàn)是由于氧化膜表面上吸附腐蝕性陰離子(如Cl-等)后,離子穿過(guò)鈍化膜所致。氯離子(Cl-)在鈍化膜的缺陷部位(如夾雜物、貧餡區(qū)、位錯(cuò)、晶界等)侵入,并與金屬離子結(jié)合形成強(qiáng)酸鹽進(jìn)而溶解鈍化膜,對(duì)不銹鋼鈍化膜有破壞作用。

鐵素體不銹鋼經(jīng)高于950℃溫度加熱后容易遭受晶間腐蝕。晶界貧鉻和內(nèi)應(yīng)力是引起晶間腐蝕的直接原因。(1)高溫加熱時(shí),鐵素體晶界形成奧氏體間層組織,由于奧氏體富碳貧鉻,并且在冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織,從而引起鋼的晶間腐蝕。(2)碳和氮在鐵素體中溶解度大,而在鐵素體晶界吸附趨勢(shì)更大。易在鐵素體晶界析出碳化鉻、氮化鉻。進(jìn)而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,并在他們周圍形成貧鉻區(qū)引起晶間腐蝕。

奧氏體不銹鋼在含有氯化物的水溶液和堿液中,受拉應(yīng)力作用時(shí),幾乎不發(fā)生均勻的腐蝕,但局部發(fā)生顯頸縮的裂紋,逐漸緩慢傳播,最后發(fā)生脆性斷裂。這種現(xiàn)象被稱為應(yīng)力腐蝕斷裂,是奧氏體不銹鋼一個(gè)致命弱點(diǎn)。鐵素體鋼容易產(chǎn)生滑移,難以形成粗滑移帶,因此鐵素體不銹鋼對(duì)氯化物離子所引起的應(yīng)力腐蝕抗力強(qiáng)。這是鐵素體不銹鋼最優(yōu)秀的性能。

應(yīng)用舉例

以上我們對(duì)各類不銹鋼的性能做了詳細(xì)的分析。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)外界因素結(jié)合各類不銹鋼的性能選取材料,例如制鹽蒸發(fā)罐的選材。目前我國(guó)制鹽蒸發(fā)罐用材主要有兩類:鈦材復(fù)合板和不銹鋼復(fù)合板。由于鈦材復(fù)合材料價(jià)格過(guò)于昂貴,所以選擇耐腐蝕性較高的不銹鋼復(fù)合材料成了決定性價(jià)比的關(guān)鍵。目前常用的316L不銹鋼是一種奧氏體不銹鋼,該種材料制成的蒸發(fā)罐耐腐蝕性差,使用周期不長(zhǎng)。雙相不銹鋼在耐腐蝕性上遠(yuǎn)優(yōu)于316L不銹鋼。不銹鋼耐點(diǎn)蝕能力。目前一般用點(diǎn)蝕指數(shù)PRE表示。PRE=％Cr+3．3％Mo+16％N——雙相不銹鋼P(yáng)RE=％C件3．3％Mo+30％N——奧氏體不銹鋼P(yáng)RE值越大,耐點(diǎn)蝕性能越強(qiáng),由表1可知2057雙相鋼的耐點(diǎn)蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于316L奧氏體不銹鋼。點(diǎn)蝕電位Eb反映了材料表面鈍化膜被擊穿的難易程度,Eb值越正鈍化膜越難于被擊穿破壞。由表2、表3可以看出雙相不銹鋼的鈍化膜比奧氏體不銹鋼的鈍化膜更難被擊穿,耐點(diǎn)蝕性更高。

結(jié)論及展望

目前國(guó)內(nèi)有人提出用由納米聚酯橡塑材料制成的納米橡塑斗來(lái)代替不銹鋼出料斗,但尚未普及。新材料需要通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)際應(yīng)用來(lái)檢驗(yàn),這需要我們共同努力。