不锈钢选材使用介绍1doc版本.docVIP

不锈钢的选材使用 编者按：从本期开始，本刊将连续刊登《不锈钢的选材使用》一书第四章的部分内容。该书由日本规格协会出版，田中良平先生主编。 不锈钢的主要用途及钢种选用(1) 4.1．不锈钢钢种的选用 不锈钢作为功能性材料已被广泛用于建设、产业机械设备、电器设备、家用与专业设备、船舶、汽车、机车、容器等方面。所谓不锈钢是在Fe中添加了Cr、Ni、Mo等成分，改善了其耐蚀性等功能后的合金。不锈钢虽然被广泛使用，但必须根据其用途特性进行选择使用。可以按照用途、使用环境来选定钢种。当需要淬火硬化性能时，选择马氏体系；需要低膨胀率时，选择铁素体系类别中的钢种。 下面具体介绍有代表性用途的不锈钢使用实例和钢种选定方法，详见附表。 4.2．不锈钢的主要用途 4. 2.1化学装置 在化学肥料、石油化学、合成纤维、合成树脂以及化学药品等工业领域中使用的设备，因为是在具有腐蚀性很强的化学药品、且在高温高压、高速流动、结晶粒子的冲击等严酷条件下作业，因此在装置材料方面大多使用耐蚀性好的不锈钢。另外，在食品和酿造工业装置材料方面，为了保证卫生安全，不锈钢作为不可欠缺的材料被广泛使用。 以下主要探讨化学工业中大量处理酸、碱等化学药品使用的不锈钢的耐蚀性能，以及在石油精炼、石油化学中所用耐热不锈钢铸钢及食品工业、酿造工业、造纸工业中所用不锈钢的使用状况。 (1)化学工业 (a)硫酸硫酸铵 硫酸是重要的化学药品之一，被用于肥料、人造纤维、合成纤维、药品、金属精炼、钢铁酸洗等工程。不锈钢对硫酸的耐蚀性能好坏与否，由于受溶液中有无杂质和共存物质影响很大，所以需要事先掌握。对于不含杂质的硫酸溶液，不锈钢的可使用范围限于低浓度和90%以上的高浓度。但是，如果低浓度或较高浓度的硫酸水溶液中大量含有Fe3、Cu2、N03 -、Cr20r2 -等氧化性离子和溶解的氧，就会减弱腐蚀性，那么就扩大了不锈钢的可使用范围。反之，如果溶液中存在H2、H。S、S0：或硫代硫酸盐等还原性物质，则会增强腐蚀性。另外，由于存在CI -，有时也会产生点腐蚀、缝隙腐蚀或应力腐蚀裂纹(SCC)等局部腐蚀。 作为合金元素，添加Mo或Cu以及增大Ni量是有效的方法。此外，在与这些元素共存条件下的有效方法是添加Si或N，以及提高Cr含量。众所周知，杂质元素中的C、S、或P等通常会破坏耐蚀性。在JIS钢种中作为耐硫酸性不锈钢使用的分别是SUS316、316L、316Cu、316LCu、317、317L、317LN、317J2L、317J3L、317J4L、317J5L。在JIS之外，还有卡彭特(Carpenter) 20Cb3(20Cr-33Ni-2. 5Mo-3. 5Cu-Nb)。 在含硫酸的水溶液中，由于二次焊接不锈钢容易遭受晶间腐蚀，因此要使用低碳不锈钢。另外，焊接施工后残留的铁鳞和喷溅是造成早期腐蚀的原因，所以要用研磨机去除，并用硝氟酸酸洗溶解去除研磨嵌入的异物。作业后，定期点检去除溶液接触表面粘附的有机物、碳物质、钙盐等，也是防止腐蚀的有效方法。 硫酸铵生产过程中的结晶器使用的是SUS316，这种情况下，由于存在硫酸铵，使游离硫酸的腐蚀作用有所减弱。如果在此环境中加入S02，当达到一定量时，SUS316的腐蚀就会加速。但是，当超过这一定量时，SUS316就会形成钝化状而停止腐蚀。总所周知，S02能提高硫酸溶液的腐蚀性。但对于还原性化学物质也存在钝化性的情况受到了关注。 中间浓度30～70%的硫酸腐蚀性很强，但75%以上时腐蚀性逐渐减弱，可以根据生产工艺在常温下使用不锈钢。因为95To以上的硫酸具有 氧化性，所以在常温下碳素钢也显示出较强的耐蚀性。与此相比，在相同条件下，SUS304、316 基本上具有完全耐蚀性，但在30℃以上有流速时不能使用。对于浓度在100%以上的发烟硫酸，碳素钢即使在常温下也会被腐蚀，但SUS304、316的抗腐蚀性可约达到60℃。 (b)亚硫酸湿式二氧化硫气体 对于亚硫酸和湿式二氧化硫气体，SUS316在100℃以下时完全可以抗腐蚀；SUS304在常温下耐腐蚀，但在高温时耐腐蚀性变差。在工业领域，因为通过硫化矿焙烧、重油燃烧、硫燃烧生成S02等过程中同时也生成S03，因此在冷却阶段的冷却器中，当S03达到露点时就会形成严重的硫酸露点腐蚀。与SUS316、SUS317相比，含Mo、Cu的SUS316Cu、卡朋特20Cb-3较好，但不能说有充分的耐酸性。在重油燃烧气体脱硫后的烟囱排放处，S02浓度在规定值以下很稀薄，所以腐蚀作用不如前面所述气体冷却器严重SUS316、或SUS317J2L被作为内衬材料使用。 (c)硝酸 在处理硝酸的工艺过程及硝酸生产设备方面，不锈钢作为设备制造材料被广泛使用。 因为硝酸具有