مخطط تصنيف ضغط أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304L

/في /بواسطة

تعتبر الأنابيب غير القابل للصدأ مثالية في العديد من التطبيقات لأنها تتمتع بمقاومة منخفضة للتآكل وقوة عالية تسمح باستخدامها حيث توجد كميات متفاوتة من الغاز والزيت المذاب. يتم استخدام الأنابيب والأنابيب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و304L في كل المجالات تقريبًا في العالم. تصنيع 50% من الاستخدام العالمي للفولاذ المقاوم للصدأ، 304L الفولاذ المقاوم للصدأ يعد حاليًا ثاني أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ استخدامًا حتى 304 فولاذ. إنها درجة منخفضة الكربون تجعلها مقاومة للتآكل ومثالية للشحن والاستخدام الصناعي.

هناك العديد من الخصائص المختلفة التي تأتي من استخدام أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304L. واحدة من الخصائص الرئيسية هي أنها مقاومة ممتازة للتآكل. وهذا يعني أنها قادرة على مقاومة الصدأ، وهو أمر ضروري لأنابيب الشحن. كما أن هذه الأنابيب قادرة على مقاومة التآكل بعد تعرضها للرطوبة والماء، مما يجعلها مثالية للاستخدام في التطبيقات التي من المتوقع أن تتحمل فيها الأنابيب الظروف الجوية القاسية. يجب عليك أيضًا ملاحظة أن هذه الأنابيب لن تتآكل بمجرد تعرضها للهواء، مما يعني أنه يمكن استخدامها بفعالية في الأماكن التي عادة ما يمثل فيها الهواء مشكلة. مع كل الضغط المختلف الذي يمكنك الحصول عليه باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 304L، والذي يعتمد على سمك الجدار والمعالجة السلسة أو الملحومة، فمن المؤكد أنك ستجد شيئًا يلبي احتياجاتك. يمكن أيضًا استخدام هذه الأنواع من الأنابيب الفولاذية في البيئة لأنها موصلة للحرارة بشكل جيد ومتينة للغاية ضد التآكل والصدمات. هنا هو الرسم البياني التالي لتصنيف الضغط لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 304L.

TP304L
درجة الحرارة ف 100 200 300 400 500 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500
درجة الحرارة ج 38 93 149 204 260 316 343 371 399 427 454 482 510 538 566 593 621 649 677 704 732 760 788 816
د مم

ضغط التصميم (PSI)
6 1 6423 6423 6423 6077 5692 5385 5269 5192 5115 5000 4923 4577 3808 3000 2423 2040 1739 1391 1130 913 739 478 435 391
6.35 1.24 7730 7730 7730 7313 6850 6480 6341 6249 6156 6017 5925 5508 4582 3610 2916 2475 2150 1720 1397 1129 914 591 537 484
8 1 4639 4639 4639 4389 4111 3889 3806 3750 3694 3611 3556 3306 2750 2167 1750 1457 1212 970 788 636 515 333 303 273
10 1 3630 3630 3630 3435 3217 3043 2978 2935 2891 2826 2783 2587 2152 1696 1370 1133 930 744 605 488 395 256 233 209
12 1 2982 2982 2982 2821 2643 2500 2446 2411 2375 2321 2286 2125 1768 1393 1125 927 755 604 491 396 321 208 189 170
12 2 6423 6423 6423 6077 5692 5385 5269 5192 5115 5000 4923 4577 3808 3000 2423 2040 1739 1391 1130 913 739 478 435 391
15.88 1 2215 2215 2215 2095 1963 1857 1817 1790 1764 1724 1698 1578 1313 1034 836 685 552 442 359 290 235 152 138 124
14 2 5387 5387 5387 5097 4774 4516 4419 4355 4290 4194 4129 3839 3194 2516 2032 1700 1429 1143 929 750 607 393 357 321
15 1.5 3630 3630 3630 3435 3217 3043 2978 2935 2891 2826 2783 2587 2152 1696 1370 1133 930 744 605 488 395 256 233 209
15 2 4985 4985 4985 4716 4418 4179 4090 4030 3970 3881 3821 3552 2955 2328 1881 1569 1311 1049 852 689 557 361 328 295
16 2 4639 4639 4639 4389 4111 3889 3806 3750 3694 3611 3556 3306 2750 2167 1750 1457 1212 970 788 636 515 333 303 273
20 2 3630 3630 3630 3435 3217 3043 2978 2935 2891 2826 2783 2587 2152 1696 1370 1133 930 744 605 488 395 256 233 209
22 2 3275 3275 3275 3098 2902 2745 2686 2647 2608 2549 2510 2333 1941 1529 1235 1020 833 667 542 438 354 229 208 188
25 2 2855 2855 2855 2701 2530 2393 2342 2308 2274 2222 2188 2034 1692 1333 1077 887 721 577 468 378 306 198 180 162
25 2.5 3630 3630 3630 3435 3217 3043 2978 2935 2891 2826 2783 2587 2152 1696 1370 1133 930 744 605 488 395 256 233 209
38 2 1835 1835 1835 1736 1626 1538 1505 1484 1462 1429 1407 1308 1088 857 692 567 455 364 295 239 193 125 114 102
50 2.5 1740 1740 1740 1646 1542 1458 1427 1406 1385 1354 1333 1240 1031 813 656 537 430 344 280 226 183 118 108 97
60 2.5 1440 1440 1440 1362 1276 1207 1181 1164 1147 1121 1103 1026 853 672 543 443 354 283 230 186 150 97 88 80
6 1.50 10438 10438 10438 9875 9250 8750 8563 8438 8313 8125 8000 7438 6188 4875 3938 3400 3077 2462 2000 1615 1308 846 769 692
8 1.50 7368 7368 7368 6971 6529 6176 6044 5956 5868 5735 5647 5250 4368 3441 2779 2354 2034 1627 1322 1068 864 559 508 458
10 1.50 5693 5693 5693 5386 5045 4773 4670 4602 4534 4432 4364 4057 3375 2659 2148 1800 1519 1215 987 797 646 418 380 342
10 2.00 7952 7952 7952 7524 7048 6667 6524 6429 6333 6190 6095 5667 4714 3714 3000 2550 2222 1778 1444 1167 944 611 556 500
12 1.50 4639 4639 4639 4389 4111 3889 3806 3750 3694 3611 3556 3306 2750 2167 1750 1457 1212 970 788 636 515 333 303 273
18 1.50 2982 2982 2982 2821 2643 2500 2446 2411 2375 2321 2286 2125 1768 1393 1125 927 755 604 491 396 321 208 189 170
18 2.00 4073 4073 4073 3854 3610 3415 3341 3293 3244 3171 3122 2902 2415 1902 1537 1275 1053 842 684 553 447 289 263 237
14 1.50 3914 3914 3914 3703 3469 3281 3211 3164 3117 3047 3000 2789 2320 1828 1477 1224 1008 807 655 529 429 277 252 227
6.35 1.24 7730 7730 7730 7313 6850 6480 6341 6249 6156 6017 5925 5508 4582 3610 2916 2475 2150 1720 1397 1129 914 591 537 484
12.70 1.20 3414 3414 3414 3230 3026 2862 2801 2760 2719 2658 2617 2433 2024 1595 1288 1064 871 697 566 457 370 240 218 196
12.70 1.63 4777 4777 4777 4520 4234 4005 3919 3862 3805 3719 3662 3404 2832 2231 1802 1502 1252 1001 814 657 532 344 313 282
12.70 2.11 6400 6400 6400 6055 5672 5365 5250 5173 5097 4982 4905 4560 3794 2989 2414 2032 1732 1386 1126 909 736 476 433 390
12.70 2.41 7473 7473 7473 7070 6622 6264 6130 6041 5951 5817 5727 5325 4430 3490 2819 2389 2067 1654 1344 1085 879 569 517 465
15.90 1.00 2212 2212 2212 2093 1960 1854 1815 1788 1762 1722 1695 1576 1311 1033 834 685 552 441 359 290 234 152 138 124

درجات الفولاذ المقاوم للصدأ النيكل الأوستنيتي

/في /بواسطة

من المعروف أن النيكل عنصر صناعة سبائك باهظ الثمن وهو ضروري في بعض التطبيقات التي تتطلب مقاومة التآكل الناتج عن الإجهاد وبنية الأوستينيت. على سبيل المثال، تعتبر مقاومة الزحف مهمة في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، حيث الأوستنيتي الفولاذ المقاوم للصدأ مطلوبين. على غرار الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي التقليدي، تعد الحدود المزدوجة سمة مهمة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الغني بالنيكل بسبب انخفاض طاقة خطأ التراص. الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عرضة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي (SCC). ومع ذلك، فإن مقاومة التآكل الإجهادي تتحسن بشكل كبير عندما يتجاوز محتوى النيكل 20%. تمت دراسة تأثير النيكل على شدة الإجهاد لعتبة التآكل الإجهادي (105 درجة مئوية، 22% محلول مائي من كلوريد الصوديوم) في سبائك Fe-Ni-Cr المحتوية على كروم 16%~21%. يمكن اعتبار الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الغني بالنيكل (NiASS) فئة منفصلة من الفولاذ المقاوم للصدأ. في الواقع، فإن مقاومة التآكل الإجهادي للفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور والفريت يمكن مقارنتها بمقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور والفريت عندما يتجاوز محتوى النيكل 30%. عدة درجات محدودة من الأوستنيتي الغني بالنيكل الفولاذ المقاوم للصدأ مدرجة في الجدول أدناه. تم تصميم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الفائق 254SMO و654SMO خصيصًا لصناعة النفط والغاز. التطبيقات النموذجية هي تبريد مياه البحر، وتبييض اللب، ومعدات الأنابيب الهيدروليكية والأدوات.

 

درجات الفولاذ المقاوم للصدأ ني الأوستنيتي

سبيكة ج سي من سجل تجاري ني شهر دبليو شركة النحاس ملحوظة ن
254SMo 0.01 0.8 1.0 20 18 6.1 0.7 0.2
654SMo 0.01 3.5 24 22 7.3 0.5 0.5
سانيكرو 25 0.1 0.2 0.5 22.5 25 3.6 3.5 3.0 0.5 0.23
سانيكرو 28 0.02 0.6 2.0 27 31 3.5 1.0
سبيكة 800 0.07 0.6 0.6 20.5 30.5
353 مللي أمبير 0.05 1.6 1.5 25 35 0.16
سبيكة 825 0.03 0.5 0.8 20 38.5 2.6
سبيكة 625 0.03 0.5 0.5 21 بال 8.5
سبيكة 690 0.02 0.5 0.5 30 60
سبيكة 600 0.05 0.4 0.8 16.5 بال 0.5

تم تصميم SANICRO 25، وهي سبيكة 22Cr-25Ni، للاستخدام في الغلايات حتى 700 درجة مئوية. إنها مادة مناسبة للسخانات الفائقة وأجهزة إعادة التسخين نظرًا لقوتها الجيدة في كسر الزحف ومقاومتها للتآكل في درجات الحرارة العالية. في الواقع، فإن قوة الكسر الزاحف لـ SANICRO 25 تتفوق على معظم أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في نطاق 600 ~ 750 درجة مئوية. في البيئة الحمضية شديدة التآكل، عادةً ما يكون Sanicro 28 هو الخيار الأفضل. يتم استخدامه في حفر الآبار عالية الكثافة مع الأنابيب والغلاف وبطانة الغاز الحمضي، وتشمل التطبيقات الأخرى السخانات وأنظمة المضخات والمضخات والحاويات في مصانع حمض الفوسفوريك الرطب ومصانع حمض الفوسفوريك الفائق.

غالبًا ما يتم استخدام السبائك 800 في نطاق البيئة من 550 إلى 1100 درجة مئوية، الأمر الذي يتطلب مقاومة ممتازة للزحف، ومقاومة جيدة للتآكل عند درجات الحرارة العالية وقوة المواد عند درجات الحرارة العالية. كما تستخدم هذه السبائك في منافذ الدخول والخروج لإنتاج الأمونيا والميثانول والغاز المدني، وكذلك في أنابيب الأفران المستخدمة في إنتاج كلوريد الفينيل والإيثيلين. وتشمل التطبيقات الأخرى أنابيب التبادل الحراري وأنابيب الإشعاع لأسرة الاحتراق المميعة وأجزاء من أفران المعالجة الحرارية، مثل أنابيب كاتم الصوت والأكمام الواقية للمزدوجات الحرارية.

تم تصميم سبيكة 25Cr-35Ni 353Ma للاستخدام في أفران التكسير وإصلاح الأنابيب حيث تتم معالجة الغازات الاصطناعية في البيئات التي قد تكون فيها الكربنة وامتصاص النيتروجين مشكلة. وعلى الرغم من وجود بدائل أخرى تحتوي على المزيد من الكروم، إلا أن 353 MA هو الخيار الأفضل. أحد الأسباب هو أنه يحتوي على عنصر Ce، الذي يساعد على تكوين طبقة أكسيد سطحية مستقرة جدًا.

تحتوي السبيكة 690 على 60 بالمائة من النيكل وتستخدم بشكل رئيسي في أنابيب مولدات البخار في محطات الطاقة النووية. درجة حرارة التشغيل هي 365 درجة مئوية، حيث يكون التآكل الإجهادي بين الحبوب مشكلة محتملة. في ظل ظروف الخدمة المحددة، تكون السبيكة 690 خالية تقريبًا من التآكل، مما يجعلها السبيكة المفضلة.

ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الغني بالنيكل 254SMO يستخدم أيضًا في الفن. تم تركيب منحوتة "الله فوق قوس قزح" للفنان كارل ميلز في عام 1995 على الساحل الجنوبي لناك ستراند في ستوكهولم. يبلغ ارتفاع التمثال حوالي 23 مترًا، وهو منطقة ذات مناظر خلابة شهيرة يمر بها يوميًا عدد كبير من البحارة. تحتوي مياه البحر المحيطة على الملح، والكلوريد من السهل جدًا أن يسبب تآكل السطح، والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الفائق القوة 254SMO مناسب جدًا لهذه البيئة.

كيفية اختيار درجات الفولاذ المقاوم للصدأ المناسبة؟

/في /بواسطة

الفولاذ المقاوم للصدأ هو المعدن الأكثر شعبية المستخدم في أدوات المطبخ والتطبيقات التجارية الأخرى بسبب متانته ومقاومته للتآكل. ومع ذلك، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ يكون عرضة للتآكل إذا تعرض للمياه المالحة وبعض المواد الكيميائية. عند شراء درجات الفولاذ المقاوم للصدأ المناسبة، يجب عليك التأكد من أن المصطلحات الأربعة التالية - مقاومة التآكل، الخواص الميكانيكية، قابلية التصنيع، قابلية اللحام، المعالجات السطحية، تعتمد على درجة مقاومة التآكل والمحاليل المسببة للتآكل التي تمت مواجهتها أثناء التشطيب أو التتبيل. عملية. علاوة على ذلك، فإن نوع التشطيب المستخدم ودرجة صناعة السبائك في البناء يحددان تكوين الدرجة النهائية.

 

مقاومة للتآكل

تشمل مقاومة التآكل أداء عدم الصدأ والأحماض والقلويات والملح وغيرها من الوسائط المسببة للتآكل، بالإضافة إلى مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل وخصائص أخرى. إن اختيار مشروع الفولاذ المقاوم للصدأ هو حل مشاكل التآكل المختلفة التي تتم مواجهتها في الهندسة، وبالتالي فإن مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ في بيئة التآكل يمكن أن تضمن أن المعدات خلال فترة الخدمة لديها القدرة الكافية على مقاومة التآكل، لضمان التشغيل الآمن للمعدات. ، هي أولوية عند اختيار مادة يجب الانتباه إلى المصطلحات التالية: يتم تحديد معيار مقاومة التآكل من قبل الأشخاص، ولا يمكن أن يقتصر عليه ولا يمكنك تجاهله، ويجب استخدام شروط الاستخدام لتحديد المتطلبات المناسبة درجة.

حتى الآن، لا يوجد فولاذ مقاوم للصدأ يتمتع بمقاومة جيدة للصدأ في أي بيئة، ومقاومة للتآكل، ولكن الدرجة أكثر ملاءمة لبيئة معينة. ومن الجدير بالذكر أن اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ لا ينبغي أن يأخذ في الاعتبار فقط مقاومته العامة للتآكل، بل يجب أيضًا أن يأخذ في الاعتبار مقاومته المحلية للتآكل. وخاصة في وسط الماء والوسط الكيميائي، وهذا الأخير له أهمية خاصة. لقد أثبت استخدام الخبرة أن التدمير المفاجئ لمعدات ومكونات الفولاذ المقاوم للصدأ، والتآكل المحلي أكثر ضررًا من التآكل العام. عند اقتباس بيانات مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ في العديد من الأدلة والأدبيات، يجب الانتباه إلى حقيقة أن العديد منها عبارة عن بيانات اختبار، وغالبًا ما تكون هناك اختلافات كبيرة مع بيئة الوسائط الفعلية.

 

الخصائص الميكانيكية

وتشمل الخواص الميكانيكية القوة والصلابة واللدونة والمتانة والتعب وغيرها من الخصائص. لاحظ أنه تم قياس معظم هذه الخصائص في بيئات جوية لا تحتوي على وسائط أكالة قوية. عندما تكون هذه الخواص الميكانيكية في الوسائط المسببة للتآكل، تقل بشكل كبير، مثل قوة الكلال، وأحيانًا تنكسر إلى ما دون حدود قوتها تحت إجهاد الشد الساكن والوسائط. بالنسبة للمعدات التي تتعرض للأحمال المتكررة، بالإضافة إلى تصميم القوة، المطلوب أيضًا القيام بتصميم التعب، للعمل في درجات حرارة منخفضة، وتحمل حمل تأثير مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ، يجب أن تأخذ في الاعتبار صلابتها في درجات الحرارة المنخفضة، وهشاشتها، ودرجة الحرارة الانتقالية، صلابة الكسر في درجات الحرارة المنخفضة. في بعض الأحيان يجب مراعاة معامل التمدد الخطي.

 

قابلية التشغيل الآلي، وقابلية اللحام، والمعالجة السطحية

وهي ما يسمى بالتكنولوجيا، وهي قدرة الفولاذ المقاوم للصدأ على التكيف مع عملية تصنيع المعدات، مثل: بعد معالجة الشكل والحجم والدقة والنعومة وما إلى ذلك؛ طريقة اللحام .

من أجل تحديد المقاومة الجيدة ضد الأحماض والأكسدة، من المهم ملاحظة تكوين الفولاذ المقاوم للصدأ. مزيج جيد من هذه السبيكة مع مادة منخفضة الكربون سيؤدي إلى مزيج من المقاومة الممتازة للتآكل والقدرة الممتازة على مقاومة الشوائب. تمت الإشارة إلى المجموعة الناتجة بشكل مناسب باسم 904L، والتي ترمز إلى سبيكة الأوستنيتي العالية. مع هذه السبيكة، نضمن لك ليس فقط آلة قوية ولكن أيضًا القدرة على قطع أي نوع من الأسطح.

الصف 904L الفولاذ المقاوم للصدأ عبارة عن معدن غير قابل للصدأ أوستنيتي منخفض الكربون يحتوي على نسبة عالية من الكروم. يعمل هذا المحتوى العالي من الكروم على تحسين مقاومته للأحماض، بما في ذلك حمض الكبريتيك، مما يقلل من خطر التآكل. بالإضافة إلى ذلك، فهو يعزز قوة الهيكل من خلال زيادة صلابته ومنع التشقق الناتج عن الإجهاد. نحن موردون محترفون ومركز معالجة لألواح وأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 904L عالية الجودة، أي مهتم بنا، فقط اتصل بنا.

اختيار مادة الفولاذ المقاوم للصدأ لصناعة الأغذية والمشروبات

/في /بواسطة

ترتبط معظم التحديات التي تواجه استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في صناعات الألبان وغيرها من الصناعات الغذائية بالمبادلات الحرارية والمياه السطحية الطبيعية مثل مياه الآبار. مثل مصانع الجعة، تستخدم معظم الصناعات المتعلقة بالأغذية في كثير من الأحيان الوسائط الساخنة التي يتم تسخينها بالبخار أو تبريدها بالماء، والتي ترتبط بالبسترة والتعقيم، وبالتالي غالبًا ما تواجه مشاكل مثل شقوق التآكل الإجهادي. بشكل عام، لا تؤدي معالجة الأغذية إلى تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي مثل AISI304 أو 316. ومع ذلك، فإن النطاق الواسع من طرق المعالجة في هذه الصناعة يؤدي إلى العديد من حالات فشل التآكل المختلفة. مثل:

  • التآكل/التآكل في المبادلات الحرارية للحليب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.
  • التآكل الموحد الناجم عن حمض اللاكتيك والأحماض العضوية الأخرى عند درجة حرارة عالية.
  • التآكل الميكروبي الناجم عن المياه السطحية أو مياه الآبار.
  • شقوق التآكل الإجهادي، وبشكل رئيسي "شقوق الكلوريد".
  • التعب التآكل الناجم عن الاهتزاز.

 

بالنسبة للمبادلات الحرارية من النوع اللوحي في صناعة الألبان، تتم معالجة مصل اللبن والحليب والمياه المعالجة من خلال المبادلات الحرارية اللوحية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 1.4401، كما هو موضح في الجدول أدناه.

منتجات درجة حرارة المدخل، ℃  درجة حرارة المخرج، ℃ ضغط
مصل اللبن 30 10 واسطة
لبن 7 30 عالي
المياه المعالجة 57 14 قليل

 

من أجل تجنب تسرب المواد الغذائية الملوثة، يتم الحفاظ على ضغط المياه المعالجة عند أدنى مستوى ممكن. يحدث التسرب عندما تصطدم الصفائح الرقيقة ببعضها البعض عند نقطة الضغط، وهو ما يحدث بسبب تشققات الكلال في المقطع العرضي الرقيق بعد تآكل وتآكل نقطة الضغط. أظهرت الدراسة المجهرية المعدنية للقسم عدم حدوث شرخ تآكل الإجهاد. نظرًا لأن الضغط المنخفض يقع على الجانب المائي للعملية، إلى جانب تقلبات الضغط واهتزازات تدفق السوائل، يحدث التآكل/التآكل على هذا الجانب. إن طريقة تجنب الاصطدام الفيزيائي للصفائح هي تغيير الضغط وتقلب الضغط أو زيادة التباعد بين الصفائح.

 

التآكل الميكروبي الناجم عن مياه الآبار

تستخدم صناعة المواد الغذائية عادة مياه الآبار. محتوى الحديد في مياه الآبار مرتفع جدًا، مما قد ينشط البكتيريا المرتبطة بالحديد ويسبب تآكلًا شديدًا. إحدى طرق معالجة المياه الشائعة الاستخدام هي إزالة الحديد من مياه الآبار لتحسين مذاق الطعام وتجنب تآكل معدات التعبئة والتغليف والمعالجة بعد التنظيف والشطف. تحتوي المياه السطحية ومياه الآبار أيضًا على عدد من أنواع الكائنات الحية الدقيقة التي تنشط في الظروف الهوائية واللاهوائية. تعمل البكتيريا الهوائية المرتبطة بالحديد على أكسدة أيونات الحديد، بينما تعمل البكتيريا اللاهوائية المرتبطة بالحديد على تقليل أيونات الحديد. يتم تصنيف هذين التفاعلين في النهاية على أنهما تآكل ميكروبي (MIC). قد تنشط الكائنات الحية الدقيقة الأخرى أيضًا في الماء مثل البكتيريا التي تقلل حمض الكبريتيك والبكتيريا المنتجة للحمض. في نفس الغشاء الحيوي، قد تكون البكتيريا الهوائية والبكتيريا اللاهوائية (أدناه) نشطة.

عند استخدام مياه الآبار لمعالجة الخضار المعلبة (تغسل وتبرد بعد البسترة). حيث لا يتدفق الماء لفترة طويلة، فإن الأنابيب المصنعة 316L سوف تتسرب خلال ستة أشهر بسبب ارتفاع درجة حرارة الماء. مياه البئر نفسها باردة (أقل من 10 درجات مئوية)، ولكن يمكن أن ترتفع بسهولة إلى 30 درجة مئوية في الصيف إذا ظلت ثابتة في الأنبوب لفترة طويلة من الزمن. بالمقارنة مع الليجيونيلا، تتشكل الأغشية الحيوية المسببة للتآكل بمعدلات نشاط أعلى عند درجات حرارة أعلى.

 

تأليب التآكل الناجم عن التطهير والتعقيم بالكلور

يستخدم هيبوكلوريت الصوديوم بشكل شائع في تنظيف وتعقيم معدات الفولاذ المقاوم للصدأ. إذا كان تركيز هيبوكلوريت الصوديوم مرتفعًا جدًا أو كان وقت التنظيف والتطهير طويلًا جدًا، فإن هيبوكلوريت الصوديوم سوف يسبب تآكلًا خطيرًا للفولاذ المقاوم للصدأ، خاصة عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 25 درجة مئوية.

 

كسر التآكل الإجهاد

هناك خطر حدوث كسر في التآكل الناتج عن إجهاد الكلوريد عند درجات حرارة أعلى من 60 درجة مئوية. ومع زيادة التشوه البارد وإجهاد الشد ومحتوى الكلوريد، يزداد الخطر. بالمقارنة مع الأنابيب المشوهة على البارد دون التلدين، فإن الأنابيب الملدنة غير حساسة لكسر التآكل الناتج عن إجهاد الكلوريد. يعتبر الجزء الخارجي من الأنابيب الفولاذية الملحومة ذات التماس المستقيم المستخدمة في صناعة الألبان أكثر حساسية للكلوريد، وذلك بسبب ضغوط الشد في القسم الناتجة عن الانحناء أثناء عملية التصنيع. وفي تطبيقات أخرى، قد تكون المبادلات الحرارية الأنبوبية مسؤولة عن التكسير الناتج عن تآكل الكلوريد. من المرجح أن تتطور شقوق إجهاد الكلوريد على جانب واحد من القشرة إذا تجاوزت درجة الحرارة 60 درجة مئوية. إن AISI 304 و 316 حساسان لهذه المشكلة وهناك خطر حدوث كسر في التآكل الإجهادي عند استخدامها في مبخرات السكر حيث يمكن للفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد استخدامها بدلا من ذلك. لقد تم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد AISI 441 على نطاق واسع في صناعة السكر، وخاصة AISI 439. وفي الاستخدام العملي، تم تطوير اختيار الأنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 والفولاذ المقاوم للصدأ 439. 304 الفولاذ المقاوم للصدأ للأنابيب الأقصر و 439 للأنابيب الأطول.

الفولاذ المقاوم للصدأ 304: يمكن اختيار الفولاذ عندما يكون طول الأنبوب أقل من 3 أمتار. معامل التمدد الحراري 304 الفولاذ المقاوم للصدأ هو 1.8×10-2mm/m°C، وهو أكبر بكثير من الفولاذ الكربوني. عندما يكون الوعاء عند درجة حرارة عالية، يكون الضغط الحراري للأنبوب مرتفعًا. لقد تم تلدين الأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ AISI 304 بعد اللحام المستقيم في المصنع.

الفولاذ المقاوم للصدأ 439: ASTM439 عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ من الحديد المثبت بالتيتانيوم (17% ~ 19%Cr) يستخدم للمبخرات أو الملفات التي يصل طولها إلى 5 أمتار. يكون خطر الكسر الناتج عن التآكل الإجهادي أكبر عندما يكون طول الأنبوب أكثر من 7 أمتار، ويكون تركيز الكلوريد مرتفعًا، وتكون درجة التشوه البارد عالية. لا يحدث أي كسر للتآكل الإجهادي في الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد مثل AISI 439. من أجل تجنب تآكل الشقوق، إذا سمحت مقاومة التآكل والظروف الصحية، عادةً ما يستخدم الأشخاص المبادل الحراري بقشرة عبارة عن لوح فولاذي كربوني سميك والجدار الداخلي بسمك رقيق أنابيب الصلب AISI439. بهذه الطريقة، يمكن أن يوفر الفولاذ الكربوني الحماية الكاثودية لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران الرقيقة، ويمكن أن يقلل من تكلفة التصميم والإنتاج ويطيل عمر الخدمة.

 

 

اختيار مادة الفولاذ المقاوم للصدأ لمصنع الجعة

/في /بواسطة

يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع في صناعة الأغذية والمشروبات بسبب مقاومته لدرجات الحرارة العالية ومقاومته للتآكل وخصائصه الصحية. بالمقارنة مع المجالات الأخرى مثل إنتاج النفط والغاز، يتم تنظيف أوعية وأنابيب تخمير البيرة بانتظام باستخدام CIP (تنظيف الموقع). من أجل الحصول على أفضل نتائج التنظيف، تعد المعالجة الجيدة لأسطح الحاويات والأنابيب أمرًا بالغ الأهمية. منذ ستينيات القرن العشرين، غالبًا ما تستخدم عمليات تخمير البيرة الصناعية المستخدمة في تصنيع الحاويات والخزانات الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304، أو إيسي 316، والفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين 2205. مقاومة التآكل 2205 الفولاذ المقاوم للصدأ مشابه لذلك إيسي 304 في حين أن القوة أعلى، وليس من السهل إنتاج تكسير الكلوريد عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 60 درجة مئوية. لا يؤدي الشعير المهروس والنبتة والبيرة إلى تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ، حتى عند نقطة الغليان. مع ذلك، الفولاذ المقاوم للصدأ المعالج على البارد يكون عرضة للتشقق بالكلوريد عند استخدامه بدرجة حرارة أعلى من 60 درجة مئوية. بشكل عام، لا يؤدي محلول التخمير أيضًا إلى تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304. فقط في عملية تخمير البيرة باستخدام الماء العذب، يمكن اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 316 نظرًا لمحتوى الكلوريد العالي.

قد يحدث تشقق الكلوريد في الأنابيب والأوعية ذات الجدران الرقيقة بسبب قابليتها لإجهاد الشد. إذا حدث تسرب في الوعاء، فغالبًا ما يكون ذلك بسبب جودة اللحام دون المستوى المطلوب أو الحمل العالي. لا يؤدي التنظيف الميداني (CIP) إلى تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ، ولكن في ظل الظروف القاسية قد يتسبب في تشقق الكلوريد على الفولاذ المقاوم للصدأ مع درجة عالية من التشكيل البارد. آليات فشل تكسير التآكل والتآكل الإجهادي متشابهة. مثال على التآكل الكلالي في خزان التسكير هو فتح صندوق الحبوب. بعد هرسها وتسخينها، يتم فصل الحبوب عن النقيع وتفريغها من خلال فتحة حظيرة الحبوب. يؤدي التأثير والحمل العالي الناتج عن الحبوب المفرغة إلى حدوث شقوق تآكل الكلال على طول حافة اللحام في المنطقة المقابلة مباشرة لفوهة المستودع. يرجع التسرب في بعض الأماكن إلى الجودة الرديئة. قد تتشقق حاوية نقيع الشعير من الخارج إلى الداخل بسبب تكسير الكلوريد والإجهاد الحراري. إذا كان هناك إجهاد داخلي مرتفع أثناء لحام الأنابيب الحلزونية التي يتم تسخينها بالبخار، فقد يحدث تشقق في جميع أنحاء جدار الوعاء المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ.

حساسية الفولاذ المقاوم للصدأ

ايسي 304 أو 316 الفولاذ المقاوم للصدأ يحتوي على محتوى كربون <0.08% ويمكن حساسيته إذا تعرض لدرجة حرارة 500 ~ 800 درجة مئوية لفترة زمنية معينة، وهو ما قد يحدث أثناء اللحام. ولذلك فإن اللحام يسبب تحسس "المنطقة المتأثرة بالحرارة" على طول اللحام.

سيؤدي التحسس إلى تكوين كربيد الكروم عند حدود الحبوب، مما يؤدي إلى ضعف الكروم عند حدود الحبوب، ومن السهل التسبب في تآكل بين الحبيبات للفولاذ المقاوم للصدأ في حالة جدار الأنبوب السميك (BBB 0 2 ~ 3 مم). لتجنب هذا الموقف، غالبًا ما تختار "الفولاذ القابل للحام": مثل الفولاذ من الدرجة L، مثل 304 لتر، 316L، أي محتوى الكربون أقل من 0.03%؛ الفولاذ المثبت من التيتانيوم: 321,316 Ti.

 

المعالجة السطحية

بالنسبة لمقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ، تعد جودة اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة وخشونة السطح وحالة طبقة الأكسيد الواقية أمرًا مهمًا. تعتبر حالة سطح الفولاذ المقاوم للصدأ ذات أهمية خاصة لصناعة الأغذية والمشروبات وصناعة الأدوية. غالبًا ما تحدث مشاكل التآكل في مصانع الجعة بسبب ظروف السطح غير المستوية. أثناء التصنيع (اللحام، المعالجة الحرارية، الطحن، إلخ)، تتلف طبقة أكسيد الكروم الخاملة، مما يقلل من مقاومة التآكل. سيؤدي عدم كفاية الغاز الواقي المستخدم في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ إلى تكوين لون ساخن. تتكون ألوان التقسية الحرارية المسامية هذه من أكاسيد مختلفة تميل إلى امتصاص الأيونات مثل أيونات الكلوريد، مما يقلل من مقاومة التآكل ويفشل في حماية المعدن الأساسي.

إذا كانت المواد الحرارية أو أنواع أخرى من الملوثات غير مقبولة، فيجب استخدام نوع من التشطيب المعدني لمعالجتها. يمكن أن يؤدي التخليل أو التخميل إلى إزالة طبقة الأكسيد القديمة، ولون الحرارة الخلفي والملوثات الأخرى، مما يسمح لفيلم أكسيد الكروم المنشط بالتعافي تمامًا. عملية التخليل الأكثر شيوعًا هي غمر أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ في محلول حمض مختلط من حمض النيتريك وحمض الهيدروفلوريك، والذي يمكن تحقيقه أيضًا عن طريق نظام الرش أو شطف الأنابيب. على الرغم من أن سطح الفولاذ المقاوم للصدأ يكون نشطًا بعد التخليل، إلا أنه يمكن تشكيل طبقة التخميل خلال 24 ساعة بسبب تفاعل الكروم مع الأكسجين الموجود في الهواء، ولكن في بعض الحالات، يتم تسهيل التخميل كيميائيًا باستخدام حمض النيتريك.

 

لحام

غالبًا ما تكون اللحامات والمناطق المتأثرة بالحرارة هي سبب التآكل. بالنسبة لمصانع الجعة والصناعات الغذائية الأخرى، تعتبر العيوب في اللحامات، مثل عدم الاختراق، ذات أهمية قصوى، مما يسبب مشاكل في النظافة والتعقيم. غالبًا ما يحدد المهندسون والمشترون ظروف اللحام غير المناسبة وإجراءات اللحام التي لا يمكن تنفيذها بشكل صحيح. والنتيجة هي اللحامات ذات الجودة الرديئة وظروف السطح في البناء التي يجب إكمالها.

تحدث إعادة التسخين الحراري بسبب امتصاص الضوء في طبقة الأكسيد الشفافة، وذلك بسبب اختلاف سمك طبقة الأكسيد. ونظرًا لأن الألوان لها معاملات انكسار مختلفة، فإن طبقة الأكسيد ذات المظهر الأزرق يمكنها فقط عكس الضوء الأزرق وامتصاص الضوء الآخر. تحتوي طبقات الأكسيد الأكثر سمكًا على ثقوب أكثر من طبقات الأكسيد الرقيقة الشفافة تمامًا، وبالتالي، فإن طبقات الأكسيد الأكثر سمكًا ستقلل من مقاومة التآكل وعدم التصاق الفولاذ المقاوم للصدأ. بالنسبة لمعظم المعايير، يعتبر لون القش الخفيف ذو الحرارة الخلفية مقبولا؛ جميع الألوان الأخرى ذات الحرارة الخلفية مثل الأحمر والأزرق غير مقبولة. صناعة الأدوية لا تسمح بالتلطيف الساخن.

يجب أن تكون هندسة اللحام منتظمة قدر الإمكان. اللحامات المؤهلة لن تلحق الضرر بالسطح المعدني للركيزة. غالبًا ما يبدأ التآكل داخل ثقب صغير في بداية/نهاية اللحام.

من الناحية النظرية، لا توجد ثقوب صغيرة أو ارتخاء أو نتوءات أخرى في البداية/النهاية. اختراق اللحام الجيد مهم جدا. يجب أن تكون الأنابيب متناظرة بشكل جيد ويجب أن يكون عرض اللحام ثابتًا.

 

خشونة السطح

تؤثر خشونة السطح على خصائص النظافة والتآكل للفولاذ المقاوم للصدأ. مقاومة التآكل للسطح المصقول كهربائيًا هي الأفضل، يليها السطح المصقول ميكانيكيًا. بشكل عام، صناعة البيرة وصناعة المواد الغذائية لا تفرض استخدام الأسطح المصقولة كهربائيا، ولكن هذه الأسطح، وبالتالي تحقيق ظروف صحية ممتازة وسهولة التنظيف. يتم تلدين معظم الأنابيب بشكل لامع أثناء التصنيع. نظرًا لأن عملية التلدين اللامعة تعمل على تحسين الجودة بشكل كبير، فإن عملية التخليل داخل هذه الأنابيب غالبًا لا يتم تنفيذها إلا إذا كان سطح المادة ذو لون خلفي شديد الحرارة أو ملوث بالحديد. غالبًا ما تحتوي صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ على سطح 2B، وتتميز بأداء سطحي جيد. في مصانع الجعة، يتم استخدام أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران الرقيقة والملحومة بشكل مستقيم بشكل شائع، مع تشطيبات 2B وأحيانًا تشطيب آخر (فرشاة أو ملمع) على السطح الخارجي. لا يتم استخدام الأنابيب المبثوقة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل شائع في مصانع الجعة؛ يتم استخدامها لأغراض الضغط العالي.

مقارنة بين ألواح الصلب 301، 301L، 301LN

/في /بواسطة

الفولاذ المقاوم للصدأ 301 هو نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ذو معدل تصلب عالي. يمكن أن تصل قوة الشد إلى 1300MPa أو أكثر. تتوفر ألواح 301 مدرفلة على البارد بنسبة 1/16 صلبة إلى كاملة وتحافظ على ليونة كافية في ظل ظروف تصلب بنسبة 1/2. ويمكن استخدامه لمكونات الطائرات، والمكونات الهيكلية للمباني، وخاصة مكونات عربات السكك الحديدية بعد التدحرج أو الانحناء. يجب استخدام الصفائح المدرفلة على البارد بنسبة 3/4 إلى تصلب كامل لتصميمات المكونات البسيطة التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل ومرونة. ال 301 لتر و301LN عبارة عن إصدارات منخفضة الكربون وإصدارات عالية النيتروجين من 301. إذا كانت هناك حاجة إلى ليونة أفضل أو لحام مقاطع مقطعية سميكة، فإن 301L منخفض الكربون هو المفضل. يمكن أن يعوض المحتوى العالي من النيتروجين في 301Ln المحتوى المنخفض من الكربون. تم تحديدها في ASTM A666 وJIS G4305 وEN 10088-2.

 

التركيب الكيميائي 301، 301L، 301LN

درجة ج من سي ص س سجل تجاري ني ن
301 .150.15 2.0 1.0 0.045 0.03 16.0-18.0 6.0-8.0 0.1
301 لتر .030.03 2.0 1.0 0.045 0.03 16.0-18.0 6.0-8.0 0.2
201LN .030.03 2.0 1.0 0.045 0.03 16.5-18.5 6.0-8.0 0.07-0.2

 

الخاصية الميكانيكية 301، 301L، 301LN

301 هدأ

أستم A666

 قوة الشد، ميغاباسكال قوة الخضوع 0.2%، ميجا باسكال الاستطالة (في 50 مم) سميكة> 0.76 مم صلابة، روكويل
صلب 515 205 40 /
1/16 صعب 620 310 40 /
1/8 صعب 690 380 40 /
1/4 صعب 860 515 25 25-32
1/2 صعب 1035 760 18 32-37
3/4 صعب 1205 930 12 37-41
كامل بجد 1275 965 9 41+

 

مواصفات 301، 301L، 301LN

درجة رقم الأمم المتحدة يورونورم جيس
لا اسم
301 S30100 1.4319 X5CrNi17-7 سوز 301
301 لتر S30103 / / سوز 301 ل
201LN S30153 1.4318 X2CrNiN18-7 /

المقاومة للتآكل

مشابه ل 304 الفولاذ المقاوم للصدأ، لديها مقاومة جيدة للتآكل في درجات الحرارة العادية وتطبيقات التآكل الخفيف.

مقاوم للحرارة

مقاومة جيدة للأكسدة لدرجات حرارة تصل إلى 840 درجة مئوية (الاستخدام المتقطع) و 900 درجة مئوية (الاستخدام المستمر). يؤدي التعرض لأكثر من 400 درجة مئوية إلى فقدان تدريجي لتأثير تصلب العمل، والقوة عند 800 درجة مئوية تعادل 301 من التلدين. في ظل ظروف الزحف، تنخفض قوة 301 المتصلبة بالعمل إلى أقل من قوة 301 الملدنة.

العلاج بالمحلول (التليين).

يتم تسخينه إلى 1010-1120 درجة مئوية ويتم تبريده بسرعة وتصلبه عند حوالي 1020 درجة مئوية. المعالجة الحرارية لن تصلبها.

العمل الباردة

301 الفولاذ المقاوم للصدأ ونسخته منخفضة الكربون 301L للحاجة إلى مناسبات عالية القوة. لديه معدل تصلب عمل مرتفع جدًا يبلغ حوالي 14MPa/%Ra (لكل 1% من تقليل سطح العمل البارد، تزيد قوة الشد بمقدار 14MPa)، يمكن أن يحقق الدرفلة على البارد والتشكيل على البارد قوة عالية جدًا، حيث يتم تحويل جزء من الأوستينيت المتصلب بالإجهاد إلى مارتنسيت. 301 ليس مغناطيسيًا في ظل ظروف التلدين، ولكنه مغناطيسي قوي بعد العمل البارد.

لحام

يمكن استخدام 301 لجميع طرق اللحام القياسية ويمكن استخدام معدن الحشو 308L في الغالب في عمليات اللحام 301. يجب تلدين اللحامات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 301 للحصول على مقاومة مثالية للتآكل، في حين أن اللحامات 301L أو 301Ln لا تتطلب التلدين. يعمل كل من اللحام والتليين بعد اللحام على تقليل القوة العالية الناتجة عن الدرفلة على البارد، لذلك غالبًا ما يتم استخدام اللحام النقطي لتجميع الأجزاء المدرفلة على البارد 301 والتي تحتوي على منطقة صغيرة متأثرة بالحرارة ولا تنخفض قوة الجزء بأكمله تقريبًا.

تطبيقات نموذجية

الأجزاء الهيكلية لمركبات السكك الحديدية - التشكيل باللف، أو الانحناء، أو التشكيل بالتمدد إلى مقاطع جانبية، على شكل صفائح أيضًا. جسم الطائرة، مقطورة الطريق، غطاء محور السيارة، حامل الممسحة، زنبرك محمصة، تركيب الموقد، إطار الشاشة، جدار الستارة، إلخ.