هل الفولاذ المقاوم للصدأ 304 من الدرجة الطبية؟

/في /بواسطة

بالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ الصناعي، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي يتطلب متطلبات أكثر صرامة في التركيب الكيميائي بسبب خصائصه الرئيسية المتمثلة في الحد من انحلال أيونات المعادن وتجنب التسوس المحلي مثل التسوس بين الجسيمات والتسوس الناتج عن الإجهاد. تزيد نسبة المكونات المكونة من السبائك مثل النيكل والكروم عن تلك الموجودة في الفولاذ المقاوم للصدأ العادي (عادةً الحد الأعلى للفولاذ المقاوم للصدأ العادي)، بينما تكون نسبة المكونات المسببة للتلوث مثل S وP أقل من تلك الموجودة في الفولاذ المقاوم للصدأ العادي. على مر السنين، أصبح الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي المفضل للمستحضرات الطبية في التطبيقات الجراحية، خاصة في حالات الرعاية الحرجة والجراحة. تتميز المكونات النيكل والكروم بامتيازات أعلى في مقاومة التآكل، مما يتيح استخدامه في الأغراض التي تتطلب تركيبات عظام، ومرافق الفم، والأدوات الطبية. الفولاذ المقاوم للصدأ، وهو نوع من السبائك النيكل-كروم، يوفر مجموعة متنوعة من المزايا مقارنةً بالفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة العامة. نوع السبائك المستخدم في الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي المستخدم في أدوات الجراحة أمر حاسم لقدرة الأداة على مقاومة التآكل والبقاء خالية من الأخطاء والثغرات الداخلية.

يمكن استخدام العديد من الفولاذ المقاوم للصدأ للأغراض الطبية، وأكثرها شيوعًا هو الفولاذ الأوستنيتي 316 (AISI 316L)، المعروف باسم "الفولاذ الجراحي". ويُعد الفولاذ AISI 301 هو المعدن الأكثر استخدامًا في تصنيع مراتب العظام الطبية. وتُعد الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى الأكثر شيوعًا للاستخدام الطبي هي الفولاذ 420 و440 و17-4PH. ولا تتمتع هذه الفولاذ المقاومة للصدأ مارتنسيتية بنفس القدر من المقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 316، لكنها تتمتع بصلابة أعلى. لذا تُستخدم مصانع الفولاذ المقاوم للصدأ مارتنسيتية لإنتاج أدوات القطع أو أدوات غير المزودة بمعدات جراحية. وتُحقق الفولاذ المقاوم للصدأ المتقاطع زيادة في المرونة عند العمل بالبرودة، لكنه يفقد مقاومته للتآكل. وقد حقق الفولاذ المقاوم للصدأ الطبية شعبية واسعة النطاق بسبب متانته التي لا تضاهيه، ومقاومته للمعالجة الحرارية، ووظائفه الجراحية، ومقاومته للتآكل. ويستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك إطارات المقاعد في المستشفيات، وأطراف العظام، وألواح النهاية، وأقنعة جراحية، وأسلاك إمدادات الدم، وأربطة الربط. نظرًا لمرونته الشديدة والحاجة إلى استخدامه في تطبيقات خاصة، من الضروري أن يولي مصنعو هذا النوع من الفولاذ المقاوم للصدأ اهتمامًا وثيقًا بمراقبة الجودة ومواصفات التصنيع. أكثر الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي الشائع الاستخدام في تصنيع أدوات الجراحة هو 304 ومع ذلك، تتميز أفضل السبائك بمحتوى أقل من الكربون وإضافة مو، مثل الفولاذين 316L و317L.

الفولاذ المقاوم للصدأ 304، أي الفولاذ المقاوم للصدأ 18-8، ويشمل الفولاذ المقاوم للصدأ من السلسلة 304 أيضاً الكربون المنخفض. 304Lفيما يتعلق بالصلب المقاوم للحرارة 304H، هل يمكن استخدامه لأغراض طبية؟ هناك حقيقة مفادها أن عام 1926% تم تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ CR-8% Ni (AISI 304) تم استخدامه لأول مرة كمادة زرع في طب العظام، ثم في طب الأسنان. لم يتم استخدامه إلا في عام 1952، حيث بدأ استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 316 الذي يحتوي على 2%Mo في العيادات الطبية، واستبدل تدريجياً الفولاذ المقاوم للصدأ 304. من أجل حل مشكلة التسوس بين الأقسام في الفولاذ المقاوم للصدأ، في ستينيات القرن العشرين، بدأ استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 316L وAISI 317L منخفض الكربون للغاية، الذي يتميز بخصائص بيولوجية جيدة وخصائص ميكانيكية أفضل ومقاومة أفضل للتآكل، في المجال الطبي. ومع ذلك، فإن النيكل هو عامل تحسس محتمل للجسم البشري. في السنوات الأخيرة، حددت العديد من الدول محتوى النيكل في مستحضرات التجميل والمعدات الطبية، وتصبح الحد الأقصى المسموح به أقل فأقل. يتطلب المعيار 94/27/EC الصادر عن البرلمان الأوروبي في عام 1994 عدم تجاوز محتوى النيكل في المواد المزروعة في الجسم البشري (مواد الزرع، وأدوات تقويم الأسنان، وما إلى ذلك) 0.105%؛ أما بالنسبة للمعدات المعدنية (التيارات، والقلائد، والأساور، وما إلى ذلك)، التي تتعرض البشرة البشرية لها لفترة طويلة، فلا ينبغي أن يتجاوز الحد الأقصى لتركيز النيكل 015Lg/cm2 في الأسبوع. وحتى اليوم، لا يزال 304 يستخدم في تصنيع أدوات طبية شائعة مثل الحقن والأدوات الطبية المقصات والأقواس وما إلى ذلك.

 

الفرق بين الصفائح الفولاذية 2B و2D

/في /بواسطة

أصبح الفولاذ المقاوم للصدأ مادة معدنية شائعة الاستخدام بسبب مقاومته الممتازة للتآكل، وميزاته الميكانيكية الجيدة وميزاته التشغيلية. تختلف طرق المعالجة وسبل التجهيز الباردة بعد المعالجة، ويمكن أن يكون سطح الفولاذ المقاوم للصدأ في درجة مختلفة من الانتهاء السطحي، والذوبان، واللون. تتميز عملية معالجة سطح لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ المعبأة بالبخار بالمعالجة الباردة بمستويات مختلفة من الانتهاء السطحي، والذوبان، واللون. يمكن أن يكون سطح المعالجة الباردة للوحة الفولاذ المقاوم للصدأ المعبأة بالبخار في الحالة الصلبة 2D، 2B، No.3، No.4، 240، 320، No.7، No.8، HL، BA، TR، درجة سطح مموجة. ويمكن استخدامه بشكل إضافي في عملية الطلاء الكهربائي، والطلاء الكهربائي، والطلاء غير المباشر، والقطع بالمس، والقطع بالمسامير، والطلاء، والطلاء، والطلاءات الأخرى، بالإضافة إلى عمليات المعالجة السطحية المتعمقة الأخرى بناءً على الفولاذ المقاوم للصدأ المعبأ بالبخار. تُستخدم الصفائح المقلوبة على البارد من الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع في البناء والديكور والأجهزة المنزلية والنقل بالسكك الحديدية والمركبات والسلالم المتحركة والحاويات والطاقة الشمسية والإلكترونيات الدقيقة وغيرها من المجالات، بما في ذلك الإنشاء والبناء والديكور والسلم المتحرك والمنتجات الأخرى التي تستخدم مباشرة 2D و2B وBA والقطع الجاف وغيرها من عمليات سطحية بعد المعالجة بالولاعة الباردة، كما تستخدم الأجهزة المنزلية والنقل بالسكك الحديدية والمركبات والأنظمة الكهروضوئية والإلكترونيات الدقيقة وغيرها من الصناعات عمليات معالجة مباشرة للوحة الفولاذ المقاوم للصدأ المقلوبة على البارد أو لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ المقطوعة على سطح رفيع.

 

الفولاذ المقاوم للصدأ رقم 2D

No.2D هو نوع من السطح الباهت المدرفل بالباردة بدون طبقة أكسيد. بعد المدرفلة الباردة، فإنها تمر فقط بتجهيز حراري وتخفيف. يتم تحديد لمعان سطحه من درجة تشوه المدرفلة الباردة ودرجة الانتهاء من سطح لف البند النهائي، كما يرتبط ذلك بطريقة التخفيف لتنظيف الأكسيد. يتضمن سطح No.2D أيضًا بكرة سطح خشنة لتسوية الضوء على هذه الأسس. يتمثل دور بكرة سطح خشنة في تغطية سطح لف البند النهائي، أي يتم تشكيل عدد من الجسيمات الصلبة المتغيرة المكونات على سطح لف البند النهائي، ويتم تحقيق هيكل سطح غير متساوٍ على سطح لوحة الصلب أثناء عملية التسوية. هذا النوع من السطح مناسب لعملية تشكيل التصوير العميق، ويمكن أن يحسن حالة الاحتكاك والتفاعل بين لوحة الصلب والمخرطة، مما يساعد على تدفق المواد وتحسين جودة تشكيل المنتج. تُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ سطحياً رقم 2D على نطاق واسع في جدران الستائر للمباني، خاصةً في تلك الأجزاء من المبنى التي لا تحتاج إلى انعكاسية. يبلغ انحناء سطح الفولاذ المقاوم للصدأ Ra الذي يتم قياسه باستخدام الأداة حوالي 0.4 ~ 1.0μm.

 

الفولاذ المقاوم للصدأ رقم 2B

أكبر اختلاف بين No. 2B وسطح 2D هو أن No. 2B يتميز بعملية تسطيح سلسة، مما يجعله يبدو أكثر خفة مقارنةً بسطح 2D. ويبلغ مقياس الجهاز لقياس خشونة السطح قيمة Ra 0.1 ~ 0.5 ميكرون، وهو العملية الأكثر شيوعًا وتطبيقًا واسعًا، وهي مناسبة لصناعة المواد الكيميائية، وتصنيع الورق، والنفط، والطب، والأغراض العامة الأخرى، كما تستخدم أيضًا في بناء الجدران.

المظهر

 

 الميزات اللون العملية الطلبات
NO.2D سطحها متساوٍ ومسطّ شفافة بيضاء مصفرة

 

 التوريد الساخن + اللحام الحراري + الطحن بالمسحوق + المعالجة بالماء البارد + اللحام الحراري النسخة 2D مناسبة للاحتياجات غير الدقيقة للسطح، والأغراض العامة، ومعالجة النقش العميق، مثل مكونات السيارات وأنابيب المياه، إلخ.
NO.2B أكثر لمعاناً من NO.2D أبيض فضي مع لمعان وطلاء أفضل من سطوح 2D السبك الساخن + التجوية + المعالجة بالصبغ + السبك البارد + التجوية + التبريد والتسخين. يتم متابعة المعالجة رقم 2D بسبك خفيف آخر باستخدام مكشطة تلميع، وهو الشكل الأكثر شيوعًا للتلميع السطحي. الاستخدامات العامة مثل أدوات المائدة ومواد البناء وما إلى ذلك.

 

 

 

ما هو ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الوجه المزدوج 8K؟

/في /بواسطة

بفضل مقاومته الفريدة للتآكل وأدائه الجيد في المعالجة ومظهره السطحي الرائع، أصبح الفولاذ المقاوم للصدأ يستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل مجال الطيران والفضاء والطاقة والعسكرية والبناء والكيماويات، وما إلى ذلك. يعدّ التلميع جزءًا مهمًا من الفولاذ المقاوم للصدأ. الخرطوم الفولاذي في صناعة الديكور، الغرض منه هو الحصول على الزجاج النهائي (8K) من الفولاذ المقاوم للصدأ. سطح 8K (رقم 8) هو سطح مصقول بالزجاج، عاكسية عالية، صورة انعكاسية واضحة، وعادةً ما يكون مع دقة ودرجة خطأ سطحية لقياس جودة الزجاج الفولاذي المقاوم للصدأ، التقييم البصري العام: المستوى 1 هو سطح لامع مثل الزجاج، يمكن رؤية ملامح الوجه والرموش بوضوح؛ المستوى 2 هو سطح لامع، يمكن رؤية ملامح الوجه والرموش، لكن جزء الحاجب غير واضح؛ المستوى 3 هو سطوع سطح جيد، يمكن رؤية ملامح الوجه والرموش، لكن جزء الحاجب غير واضح؛ المستوى 4 هو سطوع سطح رمادي وممل، لكن لا يمكن رؤية ملامح الوجه.

 

تكون لوحة المرآة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ نتيجة لعملية تلميع المرآة على السطح الأولي لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ BA، أو 2B، أو No.1، لتصبح مماثلة لسطح المرآة (الاسم العلمي 8K Mirror أو No.8). وتعتبر لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ هي السطح الأساسي لمعالجة الألواح الملونة أو المجهرية اللاحقة. وتستخدم بشكل رئيسي في جميع أنواع المنتجات الزخرفية أو الميكانيكية المعدنية. يعتمد مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ على تركيباته المكونة من عنصر الكروم والنيكل والنيكل والسيليكون والمنغنيز وما إلى ذلك، كما أن التركيب الداخلي له يلعب دورًا حاسمًا، حيث يمكن أن يتشكل على سطح الفولاذ فيلم من الكروم، مما يمنع التآكل عن المعدن والعالم الخارجي. الخرطوم الفولاذييعني الرقم "8" في 8K نسبة محتوى المكونات المعدنية، وتُشير الحروف "K" إلى مستوى العكسية الذي يتم تحقيقه بعد التلميع (K هو مستوى العكسية في المرايا). إن مرآة 8K هي درجة العكسية للمعدن المكون من كربيد النيكل والكربون.

 

يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ الشفاف الشائع أيضًا على 6K و10K و12K وما إلى ذلك، وكلما زاد الرقم، كلما أصبح المرآة أكثر دقة. يشير 6K إلى لوحة المرآة المجهزة بالتقطيع الخشن واللمعان، بينما يشير 10K إلى لوحة المرآة المجهزة بالتقطيع الدقيق واللمعان، وهو ما يعادل المرآة العادية؛ ويشير 12K إلى لوحة المرآة المجهزة بالتقطيع الدقيق واللمعان، والتي يمكن أن تلبي الأغراض البصرية. كلما زادت درجة السطوع، زادت التردُّدات الانعكاسية وأصبحت عيوب السطح أقل. في بعض الأحيان غير الدقيق، يمكن أن يُشار إليها مجتمعةً باسم 8K. تُستخدم تقنيات اللمعان الرئيسية المستخدمة للحصول على الفولاذ المقاوم للصدأ المرآة عالي الجودة هي اللمعان الكهربائي واللمعان الكيميائي واللمعان الميكانيكي.

 

اللمعان الكهربائي

اللمعان الكهربائي هو غمر الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة في المذيب الكهربائي للحصول على سطح من الفولاذ المقاوم للصدأ يتميز بخصائص عالية الجودة، حيث يكون الفولاذ المقاوم للصدأ بمثابة القطب السالب في هذه العملية، مع مرور تيار كهربائي مباشر عبر المذيب المحدد إلى المعدن، ويؤدي هذا إلى تشكيل سطح القطب السالب بمقاومة عالية، مما يخلق غشاء مخاط سميك على سطح القطب، وتتراكم الغشاء المخاطي في الجزء السفلي من المنتجات الفولاذية المقاومة للصدأ بمختلف سماكاتها، مما يؤدي إلى عدم توفر كثافة تيار الجهد في السطح، وتزداد كثافة التيار في الجزء السفلي بسرعة، وتزداد كثافة التيار في الجزء المخروطي ببطء، مما يقلل من خشونة سطح الفولاذ المقاوم للصدأ، ويحسن المستوى والسطوع، ويشكل طبقة واقية بلا عيوب. يجب أن تحتوي محلول اللمعان الكهربائي على كمية كافية من المحفزات، ولا يمكن لذيول النشاط أن تدمّر فيلم واقية.

 

اللمعان الكيميائي

تختلف مبادئ التنظيف الكيميائي والتنظيف الكهربائي، حيث يتم وضع الفولاذ المقاوم للصدأ في تركيبة معينة من المحلول، وتزداد معدل التحلل في الجزء المصغر من سطح الجزء المصغر المخروطي، وتصبح سطح الفولاذ المقاوم للصدأ أملسًا ومرنًا. ويمكن ملاحظة أن مبادئ طريقة التنظيف الكيميائي و طريقة التنظيف الكهربائي متشابهتان بشكل أساسي، لكن طريقة التنظيف الكهربائي في إضافة تيار كهربائي تحت تأثير قسري لتسريع عملية التحلل في الجزء المصغر المخروطي، بينما تعتمد طريقة التنظيف الكيميائي بشكل كامل على قدرة المحلول على التحلل الذاتي لتنعيم سطح الفولاذ المقاوم للصدأ.

 

اللمعان الميكانيكي

اللمعان الميكانيكي يشير إلى عجلة اللمعان الدوارة بسرعة عالية مع عجينة اللمعان، وذلك من خلال إزالة سطح الفولاذ المقاوم للصدأ غير المتماثل بشكل ميكانيكي والحصول على عملية معالجة سطح لامعة. تُستخدم عجلة اللمعان لتحديد مستوى حبيباتها وفقًا لأنواع القماش المختلفة التي تصنعها، وتتكون الهياكل الرئيسية منها من نوع الربط، ونسيج قابل للطي، وما إلى ذلك. تُستخدم عجينة اللمعان وفقًا لاحتياجات اللمعان من قدرة الكروم أكسيد والمركبات المكونة من عجينة اللمعان الخضراء، وهناك أيضًا عجينة اللمعان المسببة للخدش، والدهانات العضوية، والمضافات المكونة من شمع اللمعان. يُقسم اللمعان الميكانيكي عمومًا إلى لمعان خشن، ولمعان ناعم، أو للمعان في وقت واحد باستخدام عجينة اللمعان المختلفة وعجلة اللمعان، وذلك من خلال دوران الميكانيكي، فإن الصورة النهائية للتأثير المرئي هي الفولاذ المقاوم للصدأ الزجاجي اللامع. عندما يختار المستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ BA للعملية اللمعانية للمرايا، فلا يلزم أي مرحلة للامعان الجاف.

درجات أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ لمجالات النفط والغاز

/في /بواسطة

بشكل عام، يمكن لبعض الفولاذات ذات السبائك المنخفضة تلبية متطلبات بيئة النفط والغاز السامة التي تحتوي على H2S، ولكن في حالة وجود CO2 أو H2S، أو CO2، أو Cl، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ مارتنسيتي يجب أن يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج أو حتى السبائك القائمة على النيكل. أضافت نسخة API 5CT لعام 1988 فئات فولاذية مقاومة للتآكل، ووصفت الفئة C75 التي تحتوي على فئات فولاذية مارتنسيتي من 9Cr و13Cr.

 

قوة عالية Mأنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ الأرتينسي لتعدين النفط

 في البيئة الرطبة التي يكون فيها ثاني أكسيد الكربون هو الغاز الرئيسي، غالباً ما تحدث أضرار التآكل المحلية في أنابيب آبار النفط، مثل التآكل الناتج عن الثقوب وتآكل الأجزاء الفاصلة بين الأقسام، وما إلى ذلك. إذا كان وجود Cl – موجوداً، فإن التآكل المحلي سيشتد. عموماً يُعتبر أن التآكل يمكن تجاهله عندما يكون ضغط ثاني أكسيد الكربون أقل من 0.021MPa، وأن التآكل سيحدث عندما يصل ضغط ثاني أكسيد الكربون إلى 0.021MPa. عندما يكون pCO2 أعلى من 0.021MPa، يجب اتخاذ التدابير المناسبة لمكافحة التآكل. عموماً، لا تحدث أي أضرار بسبب الثقوب عندما يكون جزء ثاني أكسيد الكربون أقل من 0.05Mpa.

لقد ثبت أن تأثير استخدام عامل الإفراج المستمر لمنع تآكل ثاني أكسيد الكربون محدود، وأن تأثير استخدام الفولاذ عالي الكروم مثل الفولاذ 9%-%Cr أفضل. منذ السبعينيات، استخدمت بعض آبار الغاز الطبيعي أنابيب من الفولاذ المقاوم للكروم والكروم% 13Cr لمنع تآكل ثاني أكسيد الكربون. يوصي معهد البترول الأمريكي (API) باستخدام أنابيب من الفولاذ المقاوم للكروم والكروم 13Cr (API L80-9Cr و L80-13Cr) للاستخدام الموحد. يحتوي الفولاذ 13Cr على مقاومة أفضل للتآكل الناتج عن ثاني أكسيد الكربون، بينما يحتوي الفولاذ 9Cr-1Mo على مقاومة أفضل للتكسير التوتري الناتج عن هيدروجين السلفونيك. من حيث المبدأ، لا يعتبر أي من هذه الفولاذات مناسبًا إذا كان وجود هيدروجين السلفونيك موجودًا في جو غني ثاني أكسيد الكربون. عند وجود H2S في بئر النفط CO2، يجب تحسين مقاومة SSCC لنظام الأنابيب النفطية قدر الإمكان، ويجب اعتماد المعالجة الحرارية للتبريد والتسخين لتحقيق مارتنسيت موحد، ويجب التحكم في صلابة أقل من HRC22 قدر الإمكان.

درجة الفولاذ المقاوم للصدأ الخاصة بخرطوم النفط

الدرجة C مو Cr ني كوي
9Cr ≤0.15 0.9-1.1 8.0-10.0 ≤0.5 /
13Cr 0.15-0.22 / 12.0-14.0 ≤0.5 /
SUP9Cr ≤0.03 1.5-2.5 12.0-13.5 4.0-6.0 /
SUP13Cr ≤0.03 1.5-2.5 14.0-16.0 5.0-7.0 0.5-1.5

ومع ذلك، قللت أنابيب الفولاذ API 13Cr بشكل كبير من مقاومة CO2 وقصرت عمر الخدمة عندما تصل درجة حرارة بئر النفط إلى 150 درجة مئوية أو أعلى. وذلك من أجل تحسين مقاومة الفولاذ API 13Cr للتآكل تجاه CO2 وSSC (التكسير الناتج عن الضغط الصخري)، تم تطوير أنابيب الفولاذ SUP13Cr منخفض الكربون مع إضافة النيكل والمون. يمكن استخدام هذه الأنابيب في بيئات رطبة ذات درجات حرارة عالية، ومستويات عالية من CO2، ومقدار صغير من الهيدروجين السلفيد. يتميز هيكل هذه الأنابيب بوجود مارتنسيت معالجة حرارية وأقل من 5% من الفيريت. يمكن تحسين مقاومة التآكل لغاز ثاني أكسيد الكربون عن طريق تقليل الكربون أو إضافة الكروم والنحاس، ويمكن تحسين مقاومة التآكل ضد التآكل الجاف عن طريق إضافة الموليبدينوم. مقارنةً بخرطوم فولاذي API 13Cr، يتم تحسين مقاومة التآكل لغاز ثاني أكسيد الكربون وSSC بشكل كبير. على سبيل المثال، في نفس البيئة الملوثة، تزداد معدل التآكل لخرطوم فولاذي API 13Cr أكثر من 1 مم/عام، بينما يقل معدل التآكل لخرطوم فولاذي SUP13Cr إلى 0.125 مم/عام. مع تطور الآبار العميقة والمستدامة، تزداد درجة حرارة بئر النفط باستمرار. إذا تم زيادة درجة حرارة بئر النفط أكثر من 180 درجة مئوية، فإن مقاومة التآكل لخرطوم بئر النفط SUP13Cr أيضًا تبدأ في الانخفاض، مما لا يستطيع تلبية متطلبات الاستخدام طويل الأمد. وفقًا لمبدأ اختيار المواد التقليدي، ينبغي اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج أو سبائك النيكل الأساسية.

 

Mالفولاذ المقاوم للصدأ المعالج بالميكانيك أنبوب لنقل النفط

البرنامج وصلة أنابيب تتطلب نقل النفط والغاز المسببات للآثار السامة نفس المواد المقاومة للتآكل مثل أنابيب آبار النفط. في السابق، كان يتم حقن الأنابيب عادةً بمواد مقاومة للتآكل أو مواد مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج الفراغي. هذه المواد غير مستقرة في تأثيرها المقاوم للتآكل عند درجات الحرارة العالية وقد تسبب تلوث بيئي. على الرغم من أن الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج الفراغي يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل، فإن التكلفة مرتفعة، ويصعب التحكم في مدخل الحرارة عند اللحام، ويحتاج لحمض التدفئة المسبقة وتجهيز الحرارة بعد اللحام إلى صعوبات عند إنشاء الموقع. يتم استخدام الأنبوب المارينتي 11Cr للأحوال المائية CO2 والأنبوب المارينتي 12Cr للأحوال المائية CO2+ مع وجود هيدروجين سداسي الكلور. تتمتع العمودية بخصائص لحام جيدة، ولا تحتاج إلى تحمض مسبق أو معالجة حرارية بعد اللحام، ويمكن أن تكون خصائصها الميكانيكية متساوية مع الفولاذ X80، كما أن مقاومته للتآكل أفضل من الأنبوب المجهز بمادة إطلاق متأخر أو الأنبوب المارينتي المزدوج الفراغي.

أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ للخطوط الشحنية

الدرجة C Cr ني مو
11Cr ≤0.03 11 1.5 /
12Cr ≤0.03 12 5.0 2.0

 

أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوجة للاستخدام في صناعة البترول

لا يمكن لصلادة فولاذية مارتنسيتية SUP 15Cr تلبية متطلبات مقاومة التآكل عند تجاوز درجة حرارة بئر النفط (الغاز) المحتوي على ثاني أكسيد الكربون 200 درجة مئوية، ويجب استخدام فولاذ مزدوج المقاومة الجيدة لـ CO2 وCl — الشقوق التآكينية بسبب الضغط. حالياً، 22Cr وتعد الفولاذات المقاومة للصدأ المزدوجة (الأوستنيتي والفريت) مناسبة لبرك CO2 التي تزيد درجة حرارتها عن 200 درجة مئوية، بينما تعد الشركات المصنعة تعدل محتوى الكروم والنيكل لتعديل مقاومة التآكل. يتكون الفولاذ المزدوج من الفايبرتيت بالإضافة إلى المرحلة الأوستنيتي. بالإضافة إلى الكروم والنيكل، يمكن إضافة مو وني لتطوير مقاومة التآكل. بالإضافة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج، تتمتع بمقاومة جيدة للتآكل عند درجات الحرارة العالية، مقارنةً بالحديد المقاوم للصدأ مارتنسيت، تتمتع بمقاومة أفضل للتآكل الناتج عن الضغط H2S، في اختبار NACE TM 0177-A عند درجة حرارة الغرفة، في محلول، في بيئة تحميل 85%SMYS، يمكن لحديد مارتنسيت أن يمر فقط باختبار ضغط H2S الجزئي عند 10kPa، بينما يمكن للفولاذ المقاوم للصدأ 25Cr المرور باختبار ضغط H2S الجزئي عند 100kPa.

 

بشكل عام، في ظل وجود بيئة تحتوي على CO2 وH2S، أو عندما لا يصل ضغط H2S إلى المستوى الحرجة ولكنه مرتفع جدًا، فإن الفولاذ 13Cr (بما في ذلك الفولاذ 13Cr الفائق) لا يمكن أن يفي بالمتطلبات. 22Cr الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج (ASF 2205) أو الفولاذ المقاوم للصدأ الفائق المزدوج 25Cr، وحتى الفولاذ المقاوم للصدأ عالي النيوبيوم، وعالي الكروم، والصلب على أساس النيوبيوم والصلب على أساس في-نيوبيوم مثل G3، والصلب 825 الذي يحتوي على أكثر من 20% من الكروم، والنيوبيوم 30%، مطلوب.

كيف يؤثر عنصر السبائك على الفولاذ المقاوم للصدأ؟

/في /بواسطة

للمكونات الكيميائية تأثير كبير على التركيب الميكانيكي والخصائص الميكانيكية والخصائص الفيزيائية ومقاومة التآكل للصلب. يمكن أن تحل الكروم والملانيزيم والنيكل والعناصر المضافّة الأخرى محل زاوية الوجه في شبكة الأوستنيت، وتتمركز الكربون والنيتروجين في الفجوة الواقعة بين ذرات الشبكة (موضع الفجوة) بسبب حجمها الصغير، مما يؤدي إلى حدوث شدٍ هائل في الشبكة، وبالتالي تصبح هذه العناصر المضافّة عناصر تصلب فعالة. تختلف تأثيرات العناصر المضافّة على خصائص الفولاذ، وتكون مفيدة أحيانًا ضارة أحيانًا. العناصر المضافّة الرئيسية في الفولاذ المقاوم للصدأ أوتستينيت لها الآثار التالية:

 

Cr

الكربون هو عنصر تآزر يجعله الفولاذ المقاوم للصدأ "خالياً من الصدأ". ويحتاج إلى ما لا يقل عن 10.5% من الكروم لتشكيل طبقة المانع للتآكل على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ. وتمنع هذه الطبقة التآكل بشكل فعال، مما يجعل الفولاذ المقاوم للصدأ قادرًا على مقاومة الماء القلوي ومجموعة متنوعة من المحاليل الحمضية وحتى التآكل الشديد الناجم عن تآكل الغاز عند درجات الحرارة العالية. وعندما يتجاوز محتوى الكروم 10.5%، تزداد مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل. ويتمثل محتوى الكروم في 304 يبلغ معدل الكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ 18%، كما أن بعض الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي من الدرجة العالية يحتوي على نسبة من الكروم تصل إلى 20% إلى 28%.

 

ني

النيكل يمكن أن يشكل ويستقر في المرحلة الاستونيية. 8%Ni يجعل الفولاذ المقاوم للصدأ 304، مما يمنحه الخصائص الميكانيكية والقوة والصمود المطلوبين من الأوستنيت. تحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي العالي الأداء على تركيزات عالية من الكروم والموليبدينوم، وتضاف النيكل للحفاظ على التركيبة الأوستنيتية عندما يتم إضافة المزيد من الكروم أو عناصر تشكيلية أخرى مثل الفيريت إلى الفولاذ. يمكن ضمان هيكل الأوستنيت بنسبة حوالي 20% من محتوى النيكل، ويمكن تحسين مقاومة كسر الكسر الحراري للصلب بشكل كبير.

يمكن للنيكل أيضًا أن يقلل من معدل تصلب العمل أثناء التشوه البارد، لذا فإن السبائك المستخدمة في عملية التشكيل العميقة والدوارة والتجهيز البارد عادةً ما تحتوي على نسبة عالية من النيكل.

 

مو

يُحسن الموليبدينوم مقاومة الصدأ في الفتحات والشقوق في الفولاذ المقاوم للصدأ في بيئة الكلور. ويُعد مزيج الموليبدينوم والكروم، وخاصة النيتروجين، ما يجعل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي من الفئة العالية الأداء يتمتع بمقاومة قوية ضد الصدأ في الفتحات والشقوق. كما يمكن للموليبدينوم أن يحسن مقاومة الصدأ في بيئات التخفيض مثل حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك المذاب. ويبلغ الحد الأدنى لمحتوى الموليبدينوم في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي حوالي 2%، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 316. الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ذو الأداء العالي الذي يحتوي على أعلى نسبة من السبائك يحتوي على ما يصل إلى 7.5% من الموليبدينوم. يساهم الموليبدينوم في تكوين مرحلة الفيريتة ويؤثر على توازن المرحلة. وهو مشارك في تكوين عدة مراحل ثانوية ضارة، وسيكون له تأثير سلبي على مقاومة التآكل في درجات الحرارة العالية، يجب أخذ استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المحتوي على الموليبدينوم في الاعتبار.

 

C

يُوازن الكربون ويُعزّز المرحلة الأوستنيتيّة. والكربون عنصر مفيد لصنعاء الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدم في بيئات ذات درجات حرارة عالية مثل أنابيب الغلايات، لكن في بعض الحالات قد يكون له تأثير ضار على مقاومة التآكل. عادةً ما يقتصر محتوى الكربون في معظم أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي على أدنى مستوى عملي ممكن. محتوى الكربون في درجات اللحام (304L(201L و 316L) مقيد بنسبة 0.030%. وحتى بعض الفئات عالية الأداء ذات السبائك العالية، فإن محتوى الكربون يقتصر على 0.020%.

 

N

يُوازن النيتروجين وتُعزز مرحلة أوستنيت، ويُبطئ تكوين الكاربيت والظاهرة الثانوية. كل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي القياسي والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ذي الأداء العالي يحتوي على النيتروجين. في درجة الكربون المنخفضة (L)، يمكن أن يعوض كمية صغيرة من النيتروجين (تصل إلى 0.1%) عن فقدان القوة بسبب انخفاض محتوى الكربون. كما يساعد النيتروجين على تحسين مقاومة التآكل الناتج عن الصدأ الناتج عن التآكل في الفتحات والشقوق، لذلك تحتوي بعض من أفضل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ذات الأداء العالي ذات مقاومة للتآكل على نسبة من النيتروجين تصل إلى 0.5%.

 

Mn

تستخدم مصانع الصلب المنغنيز لتبييض الصلب المنصهر، لذا يبقى مقدار صغير من المنغنيز في جميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ. كما يمكن للمغنيز أن يوازن المرحلة الاستونيية ويحسن قابلية الذوبان للنيتروجين في الفولاذ المقاوم للصدأ. لذلك، في الفولاذ المقاوم للصدأ من السلسلة 200، يمكن استخدام المنغنيز لتحل محل جزء من النيكل لزيادة محتوى النيتروجين، وتحسين القوة ومقاومة التآكل. يتم إضافة المنغنيز إلى بعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الاستونيية عالية الأداء لتحقيق نفس التأثير.

 

كوي

الحديد يمكنه تحسين مقاومة الصدأ في الفولاذ المقاوم للصدأ عند تخفيض الأحماض، مثل بعض الحلول المختلطة من حمض الكبريتيك والأحماض الفوسفورية.

 

سي

بشكل عام، يعد السيليكون عنصرًا مفيدًا في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لأنّه يمكنه تحسين مقاومة الصدأ في الحمضات الكثيفة والبيئات الملوثة بدرجة عالية. ويُقال إن الفولاذ المقاوم للصدأ UNS S30600 والصلب المقاوم للصدأ الخاص الآخران ذوّقتهما العالية. كما أن السيليكون، مثل المنغنيز، يمكن استخدامه أيضًا لتبييض الصلب المذاب، لذا تظل تكوّنات الأكسيد الصغيرة التي تحتوي على السيليكون والمنغنيز والعناصر المبيضة الأخرى دائمًا في الفولاذ. ولكنّ العدد الكبير من هذه التكوّنات سيؤثر على جودة السطح للمنتج.

 

نيب وتي

هذان العنصران عنصران قويان يساهمان في تكوين الكربيد ويمكن استخدامهما بدلاً من الفئات ذات الكربون المنخفض للتخفيف من احتمالية الإصابة بالتشحيم. يمكن لكرّب النيوبيم والكرّب التيتاني أن يحسنوا قوة مقاومة درجات الحرارة العالية. 347 وتُستخدم الفولاذات المقاومة للصدأ 321 التي تحتوي على النيوبليوم والتيتانيوم بشكل شائع في المجاري الحرارية ومعدات التكرير لتلبية متطلبات القوة والصلابة العالية في درجات الحرارة العالية. كما تُستخدم في بعض عمليات إزالة الرواسب كعناصر متبقية في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عالي الأداء.

 

S و P

الكلور يمكن أن يكون جيداً أو سيئاً بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ. فإنه يمكن أن يحسن أداء التصنيع، لكن العيب هو تقليل القدرة الحرارية على التصنيع، وزيادة عدد إحداثيات الكبريتيد، مما يؤدي إلى ضعف مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل. لا يسهل معالجة الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة العالية، لذلك يجب التحكم في محتوى الكبريت عند أدنى مستوى ممكن، حوالي 0.001%. الكبريت لا يتم إضافته عادةً كعنصر معدني في الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة العالية. ومع ذلك، غالبًا ما يكون محتوى الكبريت في الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة القياسية مرتفعًا (0.005% ~ 0.017%)، وذلك لتحسين عمق اختراق اللحام الذاتي.

الفوسفور عنصر ضار ويمكن أن يؤثر سلباً على خواص العمل الساخن للتشكيل واللف الساخن. في عملية التبريد بعد اللحام، سيؤدي أيضًا إلى تحفيز حدوث كسر حراري. لذلك، يجب التحكم في محتوى الفوسفور إلى الحد الأدنى.

لماذا تُصنع أدوات الأسنان من الفولاذ المقاوم للصدأ؟

/في /بواسطة

يتم استخدام العديد من أنواع الأدوات لتنظيف الأسنان ورعايتها، بما في ذلك الأقواس والمرايا والمسواكات ومزيلات البلاك والضغط. تساعد المرايا في فحص فم المريض، بينما تستخدم المسواكات لتقشير البلاك والتراب. يوفر الملمع المظهر النهائي للتشطيبات، ويجعل الشقوق المتروكة من قبل الأدوات الأخرى أكثر سلاسة. تُستخدم الأقواس للعثور على التجويف ومناطق البلاك في الأسنان، لتمكين وضع المواد الترميمية. وتتوفر مجموعة متنوعة من زوايا وأشكال منحنية، مما يتيح للطبيب الوصول بحرية إلى جميع جوانب الأسنان. وتتوفر مجموعة متنوعة من المواد لإنتاج أدوات طب الأسنان، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني والتيتانيوم والبلاستيك. وتشمل العوامل الهامة التي يجب مراعاتها عند اختيار الأدوات القوة والصلابة للمواد، والوزن، والتوازن، والقدرة على الحفاظ على حواف حادة، ومقاومة التآكل.

يجب أن يكون أدوات الأسنان قوية بما يكفي وقادرة على مقاومة الكسر وتجنب وقوع حوادث الخدش. يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ الخصائص المناسبة لكل فئة من الأدوات. يضمن صلابة عالية من الفولاذ المقاوم للصدأ الجراحي أطول عمر لأسنان المقصات والمنظار، ويقلل من وقت الصيانة. تتمتع أسنان الفولاذ المقاوم للصدأ بقوة ممتازة، وتتطلب المنشارين والمنظار حواف حادة لتقليل الضغط الذي يفرضه طبيب الأسنان على الأسنان، وبالتالي تجنب إلحاق الضرر بأدوات الأسنان أو الجهاز نفسه. يصعب استخدام الأدوات الحادة، مما يقلل من جودة العملية ودقتها ويستغرق وقتًا أطول لطباء الأسنان.

كما هو الحال مع جميع الممارسات الطبية، فإن النظافة هي عاملاً رئيسياً في سلامة ونجاح ممارسات طب الأسنان. يجب تنظيف معدات الأسنان بعد كل استخدام، عادةً عن طريق التعقيم بالبخار عند درجات حرارة عالية في آلة تعقيم مبرمجة باستخدام حرارة جافة أو تعقيم بخار كيميائي. ويتحمل الفولاذ المقاوم للصدأ التآكل أثناء أي من هذه الإجراءات التعقيمية، كما أن سطحه غير النشط سهل التنظيف والتطهير. وتستخدم المناديل لغسل البلاك الأسنان المتصلب من سطح الأسنان.

ومن الأنواع الشائعة الاستخدام هو AISI 440A، وهو نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكربون ومجهز بمواد التصلب من الموليبدينوم بنسبة 0.75%. ويستخدم أحد الشركات المصنعة في كاليفورنيا نوع AISI 440A لإنتاج أدوات طبية وجراحية عالية الجودة. ووفقًا لتجربة مهندسي الشركة، يوفر هذا النوع أعلى درجات الصلابة والقوة والمرونة من أي نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ. ويستخدم أحد أبرز مصنّعي الأدوات في الولايات المتحدة نوع AISI 440A لصنع أدوات متينة وموثوقة وعالية الجودة، مما يتيح للأطباء والتقنيين تحقيق أفضل مستويات الممارسة الطبية ورعاية المرضى.

يصنع مصنع أجهزة الأسنان الألماني أجهزة اختبار باستخدام فولاذ الفولاذ المقاوم للصدأ الفائق المزدوج الذي يحتوي على 3% من الملدانيم. يتميز فولاذ الفولاذ المقاوم للصدأ الفائق بمقاومة عالية للشدة الجيدة ومقاومة ممتازة للتآكل، مما يضمن أن طرف الجهاز يبقى حادًا لفترة طويلة. تقدم شركة Sandvik، وهي شركة تصنيع الفولاذ المقاوم للصدأ، مجموعة من الفئات المحتوية على الملدانيم – الفئة 4% (PH) التي تتميز بتعقيم التحلل المائي. يمكن تشكيلها عند درجات صلابة منخفضة، ثم معالجتها حرارياً لتحقيق صلابة نهائية في خطوة واحدة، كما تتمتع بمقاومة أفضل من درجة المارتينيت المقاومة للشد، التي تتطلب مزيدًا من خطوات المعالجة الحرارية.