ภาพรวมของเกรดท่อสแตนเลสและคุณสมบัติ

เหล็กกล้าไร้สนิมมีคุณค่าอย่างสูงในด้านความอเนกประสงค์และความทนทานในการใช้งานที่หลากหลาย. สแตนเลสมีหลากหลายเกรด, แต่ละอันได้รับการปรับให้เหมาะกับสถานการณ์การใช้งานเฉพาะในภาคส่วนต่าง ๆ รวมถึงภาคอุตสาหกรรม, มารีน, ก่อสร้าง, และการขนส่ง. ตารางด้านล่างแสดงภาพรวมของตัวเลือกทั่วไปบางตัวเลือก:

เมื่อเลือกท่อสแตนเลสสำหรับงานเฉพาะ, ขั้นตอนแรกคือการพิจารณาว่าคุณสมบัติพื้นฐานใดที่ต้องจัดลำดับความสำคัญ. สิ่งเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นห้ากลุ่ม: ออสเตนิติก, ดูเพล็กซ์, เฟอร์ริติก, มาร์เทนซิติก, และการตกตะกอนแข็งตัว.

ต่อไปนี้เป็นภาพรวมโดยย่อเกี่ยวกับวิธีการเลือกกลุ่มโลหะผสมและเกรดต่างๆ ตามความต้องการเฉพาะ:

• การกร่อน ความต้านทาน: การเลือกขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม. จำเป็นต้องมีการอภิปรายเพิ่มเติมเพื่อการคัดเลือกที่แม่นยำ.
• ทนความร้อน: เกรดออสเทนนิติก, โดยเฉพาะพวกที่มีโครเมียมสูง, มักจะมีซิลิคอนสูงด้วย, ธาตุไนโตรเจนและธาตุหายาก (เช่น., เกรด 310 และ 253MA), โดยทั่วไปจะถูกเลือก. เฟอร์ริติกที่มีความเสถียรจะถูกใช้ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย. เกรดโครเมียมเฟอร์ริติกสูงมีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันสูง (เช่น., 446), แต่มีกำลังร้อนน้อยกว่า.
• ไครโอเจนิกส์ (อุณหภูมิต่ำ) ความต้านทาน: เกรดออสเทนนิติกมีความเหนียวเป็นเลิศที่อุณหภูมิต่ำมาก. ไม่มีสเตนเลสชนิดอื่นใดที่เหมาะกับอุณหภูมิต่ำมาก.
• การตอบสนองทางแม่เหล็ก: เกรดออสเทนนิติกมีความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กต่ำ; เกรดนิกเกิลที่สูงขึ้น (เช่น., 316 หรือ 310) มีแนวโน้มที่จะไม่เป็นแม่เหล็กหากทำงานด้วยความเย็น.
• มีความแข็งแรงสูง: โดยทั่วไปจะเลือกเกรดการชุบแข็งมาร์เทนซิติกและการตกตะกอน. เกรดดูเพล็กซ์ก็มีประโยชน์เช่นกัน. เกรดออสเทนนิติกงานเย็นก็มีความแข็งแรงสูงเช่นกัน.

การเลือกท่อสแตนเลสเพื่อความต้านทานการกัดกร่อน

การเลือกเกรดที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเฉพาะเจาะจงอาจเป็นงานที่ซับซ้อน. กลยุทธ์ที่ดีมักเกี่ยวข้องกับการพิจารณาถึงสิ่งที่เคยใช้มาก่อนในสภาพแวดล้อมที่คล้ายคลึงกัน, อายุการใช้งานของวัสดุเหล่านั้น, และรูปแบบการกัดกร่อน.

ความต้านทานการกัดกร่อนทั่วไป

สำหรับสภาพแวดล้อม เช่น กรดแก่ ซึ่งการกัดกร่อนโดยทั่วไปสม่ำเสมอเป็นปัญหาหลัก, มีการเผยแพร่ตารางเกรดที่แนะนำและเส้นโค้งการกัดกร่อนของไอโซที่ให้อัตราการกัดกร่อนที่คาดหวัง. อย่างไรก็ตาม, สภาพแวดล้อมที่ดูเหมือนคล้ายคลึงกันอาจมีความแตกต่างเล็กน้อยซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่ออัตราการกัดกร่อน. ตัวอย่างเช่น, แม้แต่ร่องรอยของคลอไรด์ก็อาจเป็นอันตรายได้.

การกัดกร่อนในท้องถิ่น

สแตนเลสมักเกิดการกัดกร่อนเนื่องจากการกัดกร่อนในท้องถิ่น, ส่วนใหญ่เกิดจากกลไกการกัดกร่อนของรูพรุนและรอยแยก, ซึ่งส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยการมีคลอไรด์อยู่ในสิ่งแวดล้อม, รุนแรงขึ้นจากอุณหภูมิสูงขึ้น. ความต้านทานของเกรดท่อสแตนเลสเฉพาะต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกจะแสดงด้วยหมายเลขเทียบเท่าความต้านทานแบบรูพรุน (พ.ศ), ซึ่งสามารถคำนวณได้ดังนี้:

PRE = %Cr + 3.3 %Mo + 16 %N

ที่นี่, %Cr แสดงถึงเปอร์เซ็นต์ของโครเมียม, %Mo เปอร์เซ็นต์ของโมลิบดีนัม, และ %N เปอร์เซ็นต์ของไนโตรเจนในโลหะผสม. ค่า PRE ที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกที่มากขึ้น.

“ซุปเปอร์ออสเทนนิติก” เกรด (เช่น., N08904 และ S31254) ด้วยมากถึง 6%Mo และ “ซูเปอร์ดูเพล็กซ์” เกรด (เช่น., S32750 และ S32520) ด้วยโครเมียมที่สูงมาก, โมลิบดีนัม, และการเติมไนโตรเจนสามารถต้านทานสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ที่รุนแรงมากขึ้นได้จนถึงจุดเดือดใกล้.

“การย้อมสีชา” เป็นรูปแบบเฉพาะของการกัดกร่อนเฉพาะจุดที่พบในผลิตภัณฑ์ท่อสเตนเลสที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมบรรยากาศที่รุนแรง, เช่นการสัมผัสทางทะเล. การเลือกเกรด, คุณภาพของการตกแต่ง, วิธีการผลิต, การติดตั้ง, และการบำรุงรักษาล้วนมีบทบาทสำคัญในการบรรเทาปัญหานี้.

การกัดกร่อนจากความเครียด (เอสซีซี)

เกรดออสเทนนิติกทั่วไปเช่น 304 และ 316 มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียด (เอสซีซี), โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ที่อุณหภูมิสูงกว่า 60 องศาเซลเซียสภายใต้ความเค้นดึง. เกรดเฟอร์ริติกเกือบจะรอดพ้นจากการโจมตีรูปแบบนี้, และเกรดดูเพล็กซ์มีความทนทานสูง. หาก SCC เป็นปัญหาที่อาจเกิดขึ้น, เกรดเฟอร์ริติกหรือดูเพล็กซ์อาจเป็นทางเลือกที่รอบคอบ.

การเลือกท่อสแตนเลสสำหรับคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพ

การเลือกท่อสแตนเลสมักจะเกี่ยวข้องกับการพิจารณาความต้านทานการกัดกร่อนที่ต้องการและคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพของโลหะ. เกรดมาร์เทนซิติกที่มีความแข็งแรงสูง (เช่น., 431) และเกรดการแข็งตัวของการตกตะกอน (เช่น., 630/17-4พีเอช) มักถูกเลือกใช้สำหรับการใช้งาน เช่น เพลาและสปินเดิลวาล์ว.

เกรดดูเพล็กซ์ที่มีความแข็งแรงสูงเช่น 2205 อาจแก้ปัญหาการกัดกร่อนได้ในขณะเดียวกันก็ช่วยประหยัดต้นทุนเนื่องจากมีความแข็งแรงสูง. เกรดเฟอร์ริติกเช่น 3CR12 อาจให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่เพียงพอสำหรับการใช้งานที่ไม่ใช่การตกแต่ง และมีข้อดีของการบิดเบือนน้อยลงจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ, คล้ายกับเหล็กเหนียวและ 2/3 เกรดออสเตนิติกเช่น 304.

โปรดจำไว้ว่าการเลือกควรคำนึงถึงคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพโดยเร็วที่สุดในกระบวนการ.

เมื่อเลือกเกรดต้านทานการกัดกร่อน, สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาด้วยว่าสามารถประดิษฐ์ผลิตภัณฑ์ได้อย่างไร. การพิจารณานี้มีอิทธิพลอย่างมากต่อเศรษฐศาสตร์ของผลิตภัณฑ์. ด้านล่างนี้คือการเปรียบเทียบเกรดทั่วไปบางเกรดและลักษณะการผลิตที่สัมพันธ์กัน. การเปรียบเทียบเป็นไปตามอำเภอใจ 1 ถึง 10 ตาชั่ง, กับ 10 บ่งบอกถึงการประดิษฐ์ที่ยอดเยี่ยมโดยวิธีเฉพาะ.

สิ่งสำคัญที่ควรทราบก็คืออาจมีการแลกเปลี่ยนระหว่างคุณสมบัติที่ต้องการ. ตัวอย่างเช่น, เกรด 303 มีความสามารถในการแปรรูปที่ดีเยี่ยม. อย่างไรก็ตาม, มีปริมาณกำมะถันสูง, ซึ่งเพิ่มความเร็วในการตัดอย่างมาก, ยังช่วยลดความสามารถในการเชื่อมของเกรดได้อย่างมาก, อาจมีองค์ประกอบอื่นในปริมาณที่น้อยเกินไปที่จะส่งผลต่อคุณสมบัติของมัน, และความต้านทานการกัดกร่อน. ค่า PRE ที่คำนวณได้สำหรับเกรดนี้ไม่ได้คำนึงถึงผลกระทบด้านลบของกำมะถัน, ทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับใช้ในทะเลหรือสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์อื่นๆ.

การเลือกท่อสแตนเลสให้คุ้มค่า

ต้นทุนสามารถดูได้ว่าเป็นราคาซื้อ $/กก. หรือ $/เมตร ที่ชัดเจน. อย่างไรก็ตาม, แนวทางนี้สามารถให้มุมมองระยะสั้นที่บิดเบี้ยวได้. แนวทางที่สมจริงยิ่งขึ้นคือ “ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ” (ต้นทุนการเป็นเจ้าของ) หรือ “ต้นทุนวงจรชีวิต” (แอลซีซี) ดู. ซึ่งจะประเมินต้นทุนให้กับเจ้าของสินทรัพย์ตลอดอายุการใช้งานที่ต้องการของสินค้า. โดยจะคำนึงถึงต้นทุนการบำรุงรักษาหรือการเปลี่ยนทดแทนอย่างต่อเนื่อง, อาจส่งผลให้ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของลดลง แม้ว่าราคาซื้อเริ่มแรกจะสูงขึ้นก็ตาม.

ตัวอย่างเช่น, การเลือกใช้เกรดท่อสแตนเลส 301 สำหรับรถรางชานเมืองทำให้มั่นใจได้ว่ายานพาหนะพื้นฐานจะอยู่รอดได้โดยปราศจากโครงสร้างสนิมตลอดอายุการใช้งาน, วัดกันในรอบหลายทศวรรษ. แผงสแตนเลสจะทำความสะอาดได้, ไม่จำเป็นต้องทาสี, และสมาชิกโครงสร้างไม่จำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงเพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์.

ข้อควรพิจารณาอีกประการหนึ่งคือการเลือกระหว่างผลิตภัณฑ์มาตรฐานและผลิตภัณฑ์พิเศษ. สินค้ามาตรฐานที่มีจำหน่ายตามชั้นวางสินค้ามักจะมีต้นทุนที่ต่ำกว่าสินค้าที่ต้องผลิตเป็นพิเศษ. การออกแบบตามมาตรฐาน หุ้น รายการมักจะจ่ายเงินปันผล. ข้อยกเว้นคือหากปริมาณที่ต้องการมีขนาดใหญ่และมีการวางแผนความต้องการไว้อย่างดีในอนาคต ผลิตภัณฑ์พิเศษในที่นี้จะช่วยลดต้นทุนและยังลดต้นทุนการผลิตอีกด้วย.

ข้อสรุป

ก่อนจะเลือกเกรดสแตนเลส, พิจารณาไม่เพียงแต่คุณสมบัติที่ต้องการ เช่น ความต้านทานการกัดกร่อน, แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติรองด้วย เช่น คุณสมบัติทางกายภาพและทางกล, และความง่ายในการผลิต. ตัวเลือกที่ถูกต้องจะได้รับรางวัลไม่ใช่แค่ระยะยาวเท่านั้น, ชีวิตที่ปราศจากปัญหา, แต่ยังมาจากการผลิตและการติดตั้งที่คุ้มค่าอีกด้วย.