Tổng quan về các loại ống thép không gỉ và đặc tính của chúng

Thép không gỉ được đánh giá cao về tính linh hoạt và độ bền trong nhiều ứng dụng. Có nhiều loại inox khác nhau, từng được tối ưu hóa cho các tình huống sử dụng cụ thể trong các lĩnh vực bao gồm cả công nghiệp, thủy, xây dựng, và vận chuyển. Bảng dưới đây cung cấp tổng quan về một số tùy chọn phổ biến:

Khi chọn ống thép không gỉ cho một ứng dụng cụ thể, Bước đầu tiên là xác định những thuộc tính cơ bản nào cần được ưu tiên. Chúng có thể được chia thành năm nhóm: austenit, hai mặt, ferit, martensitic, và lượng mưa cứng lại.

Dưới đây là tổng quan ngắn gọn về cách các nhóm và cấp hợp kim khác nhau có thể được chọn dựa trên các yêu cầu cụ thể:

• sự ăn mòn điện trở: Việc lựa chọn phụ thuộc vào môi trường. Cần thảo luận thêm để lựa chọn chính xác.
• Khả năng chịu nhiệt: Lớp Austenit, đặc biệt là những chất có hàm lượng crom cao, thường cũng có hàm lượng silicon cao, nguyên tố nitơ và đất hiếm (ví dụ., Các lớp 310 và 253MA), thường được chọn. Ferritic ổn định được sử dụng trong điều kiện ít khắc nghiệt hơn. Các loại ferritic crom cao có khả năng chống oxy hóa cao (ví dụ., 446), nhưng có độ bền nóng thấp hơn.
• đông lạnh (nhiệt độ thấp) điện trở: Lớp Austenitic có độ dẻo dai tuyệt vời ở nhiệt độ rất thấp. Không có loại thép không gỉ nào khác phù hợp ở nhiệt độ rất thấp.
• Phản ứng từ: Lớp Austenit có độ thấm từ thấp; lớp niken cao hơn (ví dụ., 316 hoặc 310) có nhiều khả năng không có từ tính nếu gia công nguội.
• Cường độ cao: Các lớp làm cứng Martensitic và kết tủa thường được chọn. Lớp song công cũng có thể hữu ích. Các loại austenit gia công nguội cũng có độ bền cao.

Lựa chọn ống thép không gỉ để chống ăn mòn

Chọn loại hiệu quả nhất về mặt chi phí cho môi trường ăn mòn cụ thể có thể là một nhiệm vụ phức tạp. Một chiến lược tốt thường liên quan đến việc xem xét những gì đã được sử dụng trước đây trong các môi trường tương tự, tuổi thọ của những vật liệu đó, và kiểu ăn mòn của chúng.

Chống ăn mòn chung

Đối với các môi trường như axit mạnh, nơi mà sự ăn mòn tổng thể đồng đều là mối quan tâm hàng đầu, có các bảng được công bố về các cấp độ được khuyến nghị và các đường cong đồng vị ăn mòn cung cấp tốc độ ăn mòn dự kiến. Tuy nhiên, môi trường có vẻ giống nhau nhưng có thể có những khác biệt nhỏ ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ ăn mòn. Ví dụ:, ngay cả dấu vết của clorua cũng có thể gây hại.

Ăn mòn cục bộ

Thép không gỉ thường bị ăn mòn do ăn mòn cục bộ, chủ yếu thông qua cơ chế rỗ và ăn mòn kẽ hở, phần lớn được kiểm soát bởi sự hiện diện của clorua trong môi trường, trầm trọng hơn do nhiệt độ tăng cao. Khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở của một loại Ống thép không gỉ cụ thể được biểu thị bằng số Tương đương với khả năng chống rỗ của nó (TRƯỚC), có thể được tính như sau:

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

Đây, %Cr đại diện cho tỷ lệ phần trăm của crom, %Mo tỷ lệ molypden, và %N phần trăm nitơ trong hợp kim. Giá trị PRE cao hơn cho thấy khả năng chống rỗ và ăn mòn kẽ hở cao hơn.

“siêu austenit” Các lớp (ví dụ., N08904 và S31254) với tối đa 6% Mo và “siêu song công” Các lớp (ví dụ., S32750 và S32520) có lượng crom rất cao, molypden, và việc bổ sung nitơ có thể chống lại môi trường chứa clorua khắc nghiệt hơn cho đến gần điểm sôi.

“Nhuộm trà” là một dạng ăn mòn cục bộ cụ thể được tìm thấy trong các sản phẩm Ống thép không gỉ tiếp xúc với môi trường khí quyển khắc nghiệt, chẳng hạn như tiếp xúc với biển. Lựa chọn lớp, chất lượng hoàn thiện, phương pháp chế tạo, cài đặt, và bảo trì đều đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu vấn đề này.

Ăn mòn ứng suất nứt (SCC)

Các loại austenit phổ biến như 304 và 316 dễ bị nứt do ăn mòn do ứng suất (SCC), đặc biệt là trong môi trường clorua ở nhiệt độ trên 60 độ C dưới ứng suất kéo. Các lớp Ferritic gần như miễn nhiễm với hình thức tấn công này, và các lớp song công có khả năng chống chịu cao. Nếu SCC là một vấn đề tiềm ẩn, loại ferritic hoặc duplex có thể là một lựa chọn khôn ngoan.

Lựa chọn ống thép không gỉ cho các tính chất cơ lý

Việc lựa chọn Ống thép không gỉ thường liên quan đến việc xem xét khả năng chống ăn mòn mong muốn cũng như các tính chất cơ lý của kim loại.. Lớp martensitic cường độ cao (ví dụ., 431) và lớp làm cứng kết tủa (ví dụ., 630/17-4PH) thường được chọn cho các ứng dụng như trục và trục van.

Một lớp song công cường độ cao như 2205 có thể giải quyết vấn đề ăn mòn đồng thời góp phần tiết kiệm chi phí nhờ độ bền cao. Loại ferritic như 3CR12 có thể cung cấp khả năng chống ăn mòn thích hợp cho các ứng dụng không trang trí và mang lại lợi thế là ít biến dạng hơn do thay đổi nhiệt độ do hệ số giãn nở nhiệt thấp, tương tự như thép nhẹ và 2/3 của các loại austenit như 304.

Hãy nhớ rằng việc lựa chọn phải luôn xem xét các tính chất cơ lý càng sớm càng tốt trong quy trình.

Khi lựa chọn lớp chống ăn mòn, điều quan trọng là phải xem xét cách sản phẩm có thể được chế tạo. Việc xem xét này ảnh hưởng rất lớn đến tính kinh tế của sản phẩm. Dưới đây là so sánh một số loại phổ biến và đặc điểm chế tạo tương đối của chúng. Sự so sánh mang tính tùy tiện 1 đến 10 quy mô, với 10 cho thấy chế tạo xuất sắc bằng phương pháp cụ thể.

Điều quan trọng cần lưu ý là có thể có sự đánh đổi giữa các tài sản mong muốn. Ví dụ:, lớp 303 có khả năng gia công tuyệt vời. Tuy nhiên, hàm lượng lưu huỳnh cao, làm tăng tốc độ cắt rất đáng kể, cũng làm giảm đáng kể khả năng hàn của lớp, formability, và chống ăn mòn. Giá trị PRE tính toán cho loại này không tính đến tác động tiêu cực của lưu huỳnh, làm cho nó không phù hợp để sử dụng trong môi trường biển hoặc môi trường clorua khác.

Lựa chọn ống thép không gỉ cho chi phí

Chi phí có thể được xem là giá mua $/kg hoặc $/mét rõ ràng. Tuy nhiên, Cách tiếp cận này có thể cung cấp một cái nhìn ngắn hạn bị bóp méo. Một cách tiếp cận thực tế hơn là “Tổng chi phí sở hữu” (TCO) hoặc “Chi phí vòng đời” (LCC) lượt xem. Điều này đánh giá chi phí đối với chủ sở hữu tài sản trong suốt thời gian tồn tại cần thiết của mặt hàng đó. Nó ảnh hưởng đến chi phí bảo trì hoặc thay thế liên tục, có khả năng dẫn đến Tổng chi phí sở hữu thấp hơn mặc dù giá mua ban đầu cao hơn.

Ví dụ:, sự lựa chọn của loại ống thép không gỉ 301 đối với các toa xe lửa ngoại ô đảm bảo rằng phương tiện cơ bản sẽ tồn tại mà không bị rỉ sét kết cấu trong suốt tuổi thọ cần thiết, tính bằng thập kỷ. Các tấm không gỉ sẽ có thể làm sạch được, sẽ không yêu cầu sơn, và các thành phần kết cấu sẽ không cần kiểm tra thường xuyên tốn kém để xác nhận tính toàn vẹn.

Một cân nhắc khác là sự lựa chọn giữa các sản phẩm tiêu chuẩn và đặc biệt. Các sản phẩm tiêu chuẩn có sẵn trên kệ của người bán thường sẽ có giá thành thấp hơn các sản phẩm cần được sản xuất đặc biệt. Thiết kế dựa trên tiêu chuẩn cổ phần các mặt hàng thường trả cổ tức. Một ngoại lệ đối với trường hợp này là nếu số lượng yêu cầu lớn và yêu cầu đã được lên kế hoạch kỹ lưỡng trong tương lai – ở đây một sản phẩm đặc biệt có thể có giá thành thấp hơn và cũng giảm chi phí chế tạo.

Phần kết luận

Trước khi lựa chọn mác thép không gỉ, xem xét không chỉ các đặc tính cần thiết như khả năng chống ăn mòn, mà còn cả các tính chất thứ cấp như tính chất vật lý và cơ học, và sự dễ dàng chế tạo. Sự lựa chọn đúng đắn sẽ được khen thưởng không chỉ lâu dài, cuộc sống không rắc rối, mà còn bằng cách chế tạo và lắp đặt tiết kiệm chi phí.