Nerūdijančio plieno galima rasti visur gyvenime, ir yra visokių modelių, kuriuos sunku atskirti. Šiandien noriu pasidalinti su jumis straipsniu, kuris paaiškins šiuos žinių taškus.
Nerūdijantis plienas yra nerūdijančio plieno, atsparaus rūgštims, orui, garams, vandeniui ir kitoms silpnai koroziją sukeliančioms terpėms, santrumpa arba nerūdijantis plienas vadinamas nerūdijančiu plienu; plienas, atsparus cheminėms koroziją sukeliančioms terpėms (rūgštims, šarmams, druskoms ir kitoms cheminėms medžiagoms), vadinamas rūgštims atspariu plienu.
Nerūdijantis plienas – tai plienas, atsparus orui, garams, vandeniui ir kitoms silpnoms koroziją sukeliančioms terpėms, taip pat rūgštims, šarmams, druskoms ir kitoms cheminėms koroziją sukeliančioms terpėms, dar vadinamas nerūdijančiu rūgštims atspariu plienu. Praktiškai silpnoms koroziją sukeliančioms terpėms atsparus plienas dažnai vadinamas nerūdijančiu plienu, o cheminėms terpėms atsparus plienas – rūgštims atspariu plienu. Dėl abiejų rūšių cheminės sudėties skirtumų pirmasis nebūtinai yra atsparus korozijai cheminėms terpėms, o antrasis paprastai yra nerūdijantis plienas. Nerūdijančio plieno atsparumas korozijai priklauso nuo pliene esančių legiruojančių elementų.
Bendroji klasifikacija
Pasak metalurgijos organizacijos
Paprastai, pagal metalurgijos organizaciją, įprasti nerūdijantys plienai skirstomi į tris kategorijas: austenitinius nerūdijančius plienus, feritinius nerūdijančius plienus ir martensitinius nerūdijančius plienus. Remiantis pagrindine šių trijų kategorijų metalurgijos organizacija, konkretiems poreikiams ir tikslams išskiriami dupleksiniai plienai, nusodinimo būdu grūdinami nerūdijantys plienai ir gausiai legiruoti plienai, kuriuose yra mažiau nei 50 % geležies.
1. Austenitinis nerūdijantis plienas
Austenitinės organizacijos (CY fazės) matricos ir centro plokštumos kubinėje kristalinėje struktūroje vyrauja nemagnetinės medžiagos, daugiausia susidariusios šaltojo apdirbimo būdu, siekiant jas sustiprinti (ir gali sukelti tam tikrą magnetizmo laipsnį) iš nerūdijančio plieno. Amerikos geležies ir plieno institutas naudoja 200 ir 300 skaitmeninių etikečių serijas, pvz., 304.
2. Feritinis nerūdijantis plienas
Ferito organizacijos (fazės) matricos ir kūno centruotos kubinės kristalinės struktūros yra dominuojančios, magnetinės, paprastai negalima grūdinti termiškai apdorojant, tačiau šaltasis apdirbimas gali jį šiek tiek sustiprinti nerūdijantį plieną. Amerikos geležies ir plieno institutas žymi 430 ir 446.
3. Martensitinis nerūdijantis plienas
Matrica yra martensitinės struktūros (kūno centre kubinė arba kubinė), magnetinė, terminiu apdorojimu galima pakoreguoti jos mechanines savybes, palyginti su nerūdijančiu plienu. Amerikos geležies ir plieno institutas pažymėjo 410, 420 ir 440 skaitmenimis. Martensitas aukštoje temperatūroje turi austenitinę struktūrą, kuri, atvėsus iki kambario temperatūros tinkamu greičiu, gali virsti martensitu (t. y. sukietėti).
4. Austenitinis ferito (duplekso) tipo nerūdijantis plienas
Matrica turi ir austenitinę, ir feritinę dvifazę struktūrą, o žemesnės fazės matricos kiekis paprastai yra didesnis nei 15 %, magnetinė, gali būti sustiprinta šaltuoju būdu apdirbant nerūdijantį plieną, 329 yra tipiškas dupleksinis nerūdijantis plienas. Palyginti su austenitiniu nerūdijančiu plienu, dupleksinis plienas pasižymi dideliu stiprumu, atsparumu tarpkristalinei korozijai, chloridų įtempio korozijai ir taškinei korozijai.
5. Kritulių grūdinimas nerūdijančio plieno
Matrica yra austenitinė arba martensitinė organizacija, kurią galima sukietinti nusodinimo grūdinimo būdu, kad būtų pagamintas grūdintas nerūdijantis plienas. Amerikos geležies ir plieno institutas turi 600 skaitmeninių etikečių seriją, pavyzdžiui, 630, t. y. 17-4PH.
Apskritai, be lydinių, austenitinio nerūdijančio plieno atsparumas korozijai yra geresnis, mažiau korozinėje aplinkoje galima naudoti feritinį nerūdijantį plieną, švelniai korozinėje aplinkoje, jei medžiagai reikalingas didelis stiprumas arba didelis kietumas, galima naudoti martensitinį nerūdijantį plieną ir nusodinimo būdu grūdintą nerūdijantį plieną.
Charakteristikos ir panaudojimas
Paviršiaus procesas
Storio skirtumas
1. Kadangi plieno gamyklos mašinos valcavimo procese kaitina ritinius ir šiek tiek deformuojasi, dėl to iškočiojama plokštės storis skiriasi. Paprastai storis yra plonas tarp dviejų pusių. Matuojant plokštės storį, jis turėtų būti matuojamas plokštės galvutės viduryje.
2. Tolerancijos priežastis pagrįsta rinkos ir klientų paklausa, paprastai skirstoma į dideles ir mažas tolerancijas.
V. Gamybos ir tikrinimo reikalavimai
1. Vamzdžio plokštė
① sujungtos vamzdžių plokščių jungtys 100 % spindulių patikrai arba UT, kvalifikacijos lygis: RT: II UT: II lygis;
② Be nerūdijančio plieno, sujungtų vamzdžių plokščių įtempių mažinimo terminis apdorojimas;
③ vamzdžio plokštės skylės tiltelio pločio nuokrypis: pagal skylės tiltelio pločio apskaičiavimo formulę: B = (S - d) - D1
Minimalus skylės tiltelio plotis: B = 1/2 (S - d) + C;
2. Vamzdžių dėžutės terminis apdorojimas:
Anglinio plieno, mažai legiruoto plieno suvirinimas su vamzdžio dėžės padalinta pertvara, taip pat vamzdžio dėžės šoninės angos, didesnės nei 1/3 cilindrinio vamzdžio dėžės vidinio skersmens, taikant suvirinimą įtempių mažinimui terminio apdorojimo būdu, flanšo ir pertvaros sandarinimo paviršiai turi būti apdoroti po terminio apdorojimo.
3. Slėgio bandymas
Kai korpuso proceso projektinis slėgis yra mažesnis nei vamzdžio proceso slėgis, siekiant patikrinti šilumokaičio vamzdžio ir vamzdžio plokštės jungčių kokybę
① Korpuso programos slėgis padidinamas, o vamzdžių programa atitinka hidraulinį bandymą ir patikrinama, ar nėra vamzdžių jungčių nuotėkio. (Tačiau būtina užtikrinti, kad pirminis korpuso plėvelės įtempis hidraulinio bandymo metu būtų ≤0,9ReLΦ)
② Kai aukščiau aprašytas metodas netinka, korpusą galima išbandyti hidrostatiniu bandymu pagal pradinį slėgį po bandymo, o tada atlikti amoniako arba halogeno nuotėkio bandymą.
Koks nerūdijantis plienas nėra lengvai rūdijantis?
Yra trys pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką nerūdijančio plieno rūdijimui:
1. Legiruojančių elementų kiekis. Apskritai plienas, kuriame yra 10,5 % chromo, nerūdija. Kuo didesnis chromo ir nikelio kiekis, tuo geresnis atsparumas korozijai. Pavyzdžiui, 304 medžiagos nikelio kiekis yra 85–10 %, o chromo – 18–20 %, todėl toks nerūdijantis plienas paprastai nerūdija.
2. Gamintojo lydymo procesas taip pat turės įtakos nerūdijančio plieno atsparumui korozijai. Lydymo technologija yra gera, įranga yra pažangi, technologijos yra pažangios, didelė nerūdijančio plieno gamykla kontroliuoja legiruojančius elementus, šalina priemaišas ir užtikrina ruošinių aušinimo temperatūros kontrolę, todėl gaminio kokybė yra stabili ir patikima, o vidinė kokybė gera ir jis nerūdija. Priešingai, kai kurios mažos plieno gamyklos įranga yra atgaline data, o technologija, lydymo procesas, priemaišų negalima pašalinti, gamybos metu gaminiai neišvengiamai rūdys.
3. Išorinė aplinka. Sausa ir vėdinama aplinka nerūdija, o oro drėgmė, nuolatinis lietus arba rūgštus ir šarmingas oras lengvai rūdija. 304 nerūdijančio plieno medžiaga taip pat rūdija, jei aplinkinė aplinka yra per prasta.
Kaip elgtis su nerūdijančio plieno rūdžių dėmėmis?
1.Cheminis metodas
Surūdijusioms dalims naudokite marinavimo pastą arba purškiklį, kad atkurtumėte atsparumą korozijai ir surūdijusios dalys vėl pasyvuotųsi. Po marinavimo, norint pašalinti visus teršalus ir rūgščių likučius, labai svarbu kruopščiai nuplauti vandeniu. Viską apdorojus ir perpoliravus poliravimo įranga, galima padengti poliravimo vašku. Nedideloms vietinėms rūdžių dėmėms taip pat galima naudoti 1:1 benzino ir alyvos mišinį su švaria šluoste nuvalyti rūdžių dėmes.
2. Mechaniniai metodai
Valymas smėliasrove, valymas stiklo ar keramikos dalelių srove, valymas šepečiu ir poliravimas. Mechaniniai metodai gali pašalinti anksčiau pašalintų medžiagų, poliravimo medžiagų ar nuvalytų medžiagų sukeltus užteršimus. Visų rūšių užterštumas, ypač pašalinės geležies dalelės, gali būti korozijos šaltinis, ypač drėgnoje aplinkoje. Todėl mechaniškai valomus paviršius geriausia valyti sausomis sąlygomis. Mechaninių metodų naudojimas valo tik jų paviršių ir nekeičia pačios medžiagos atsparumo korozijai. Todėl po mechaninio valymo rekomenduojama paviršių dar kartą poliruoti poliravimo įranga ir padengti poliravimo vašku.
Dažniausiai naudojamos nerūdijančio plieno rūšys ir savybės prietaisuose
1.304 nerūdijantis plienas. Tai vienas iš austenitinių nerūdijančiojo plieno rūšių, plačiai naudojamas, tinkantis giliai tempiamų liejimo detalių ir rūgščių vamzdynų, talpyklų, konstrukcinių dalių, įvairių tipų prietaisų korpusų ir kt. gamybai. Taip pat galima gaminti nemagnetinę, žemos temperatūros įrangą ir dalis.
2.304L nerūdijantis plienas. Siekiant išspręsti Cr23C6 nusodinimo problemą, kurią sukelia 304 nerūdijantis plienas, kai kuriomis sąlygomis yra didelė polinkis į tarpkristalinę koroziją ir ypač mažai anglies turinčio austenitinio nerūdijančio plieno vystymąsi, jo jautrumo būsena tarpkristalinės korozijos atsparumo yra žymiai geresnė nei 304 nerūdijančio plieno. Be šiek tiek mažesnio stiprumo, 321 nerūdijantis plienas turi ir kitų savybių, daugiausia naudojamas korozijai atspariai įrangai ir komponentams, kurių negalima suvirinti tirpalu, ir gali būti naudojamas įvairių tipų prietaisų korpusams gaminti.
3.304H nerūdijantis plienas. 304 nerūdijančio plieno vidinė šaka, anglies masės dalis 0,04–0,10 %, aukštos temperatūros savybės geresnės nei 304 nerūdijančio plieno.
4.316 nerūdijantis plienas. 10Cr18Ni12 pliene yra molibdeno priedo, todėl plienas yra atsparus redukcinėms terpėms ir taškinei korozijai. Jūros vandenyje ir kitose terpėse atsparumas korozijai yra geresnis nei 304 nerūdijančio plieno, daugiausia naudojamas taškinei korozijai atsparioms medžiagoms.
5.316L nerūdijantis plienas. Ypač mažai anglies turintis plienas, atsparus jautriai tarpkristalinei korozijai, tinka storo skerspjūvio suvirintoms detalėms ir įrangai, pavyzdžiui, naftos chemijos įrangai, gaminti iš korozijai atsparių medžiagų.
6.316H nerūdijantis plienas. Vidinė šaka iš 316 nerūdijančio plieno, anglies masės dalis 0,04–0,10 %, aukštos temperatūros savybės geresnės nei 316 nerūdijančio plieno.
7.317 nerūdijantis plienas. Atsparumas taškinei korozijai ir šliaužimui yra geresnis nei 316L nerūdijančio plieno, naudojamas naftos chemijos ir organinių rūgščių korozijai atsparios įrangos gamyboje.
8.321 nerūdijantis plienas. Titanu stabilizuotas austenitinis nerūdijantis plienas, kurio sudėtyje yra titano, siekiant pagerinti atsparumą tarpkristalinei korozijai, pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis aukštoje temperatūroje ir gali būti pakeistas itin mažai anglies turinčiu austenitiniu nerūdijančiu plienu. Be atsparumo aukštai temperatūrai arba vandenilio korozijai ir kitais ypatingais atvejais, bendros sąlygos nerekomenduojamos.
9.347 nerūdijantis plienas. Niobiu stabilizuotas austenitinis nerūdijantis plienas, į kurį į 321 nerūdijantį plieną įdėta niobio, siekiant pagerinti atsparumą tarpkristalinei korozijai, atsparumą korozijai rūgštims, šarmams, druskai ir kitoms korozinėms terpėms, pasižymi geromis suvirinimo savybėmis, gali būti naudojamas kaip korozijai atspari medžiaga ir karščiui atsparus plienas, daugiausia naudojamas šiluminės energijos, naftos chemijos srityse, tokiose kaip konteinerių, vamzdynų, šilumokaičių, velenų, pramoninių krosnių, krosnių vamzdžių ir krosnių vamzdžių termometrų gamyba ir kt.
10.904L nerūdijantis plienas. Itin pilnas austenitinis nerūdijantis plienas, suomio Otto Kempo išrastas itin pilnas austenitinis nerūdijantis plienas, kurio nikelio masės dalis yra nuo 24 % iki 26 %, anglies masės dalis mažesnė nei 0,02 %, puikus atsparumas korozijai, neoksiduojančioms rūgštims, tokioms kaip sieros, acto, skruzdžių ir fosforo rūgštys, pasižymi labai geru atsparumu korozijai, tuo pačiu metu pasižymi geru atsparumu plyšinei korozijai ir įtempio korozijai. Tinka įvairioms sieros rūgšties koncentracijoms žemesnėje nei 70 ℃ temperatūroje, taip pat pasižymi geru atsparumu acto rūgščiai ir skruzdžių bei acto rūgščių mišiniams, esant bet kokiai koncentracijai ir bet kokiai temperatūrai esant normaliam slėgiui. Originaliame standarte ASMESB-625 jis priskiriamas nikelio pagrindo lydiniams, o naujajame standarte – nerūdijančiam plienui. Kinija naudoja tik apytikslį 015Cr19Ni26Mo5Cu2 plieną. Keletas Europos prietaisų gamintojų pagrindinėms medžiagoms naudoja 904L nerūdijantį plieną, pavyzdžiui, „E + H“ masės srauto matuoklio matavimo vamzdelis, o „Rolex“ laikrodžių korpusai taip pat naudojami iš 904L nerūdijančio plieno.
11.440C nerūdijantis plienas. Martensitinis nerūdijantis plienas, grūdinamasis nerūdijantis plienas, didžiausio kietumo nerūdijantis plienas, kietumas HRC57. Daugiausia naudojamas purkštukų, guolių, vožtuvų, vožtuvų ričių, vožtuvų lizdų, įvorių, vožtuvų kotų ir kt. gamyboje.
12.17-4PH nerūdijantis plienas. Martensitiniu būdu grūdintas nerūdijantis plienas, kurio kietumas HRC44, pasižymi dideliu stiprumu, kietumu ir atsparumu korozijai, negali būti naudojamas aukštesnėje nei 300 ℃ temperatūroje. Jis pasižymi geru atsparumu atmosferos ir praskiestų rūgščių ar druskų poveikiui, o jo atsparumas korozijai yra toks pat kaip 304 ir 430 nerūdijančio plieno, naudojamo jūrinių platformų, turbinų menčių, ritinių, lizdų, įvorių ir vožtuvų kotų gamyboje.
Instrumentų srityje, atsižvelgiant į bendrumo ir kainos klausimus, įprasta austenitinio nerūdijančio plieno pasirinkimo tvarka yra 304-304L-316-316L-317-321-347-904L nerūdijantis plienas, iš kurių 317 naudojamas rečiau, 321 nerekomenduojamas, 347 naudojamas aukštai temperatūrai atspariai korozijai, 904L yra tik numatytoji kai kurių atskirų gamintojų komponentų medžiaga, todėl projektuotojai paprastai nesiima iniciatyvos pasirinkti 904L.
Renkantis prietaisų projektavimo įrangą, prietaisų ir vamzdžių medžiagos paprastai bus skirtingos. Ypač esant aukštai temperatūrai, reikia atkreipti ypatingą dėmesį į prietaisų medžiagų pasirinkimą, kad jos atitiktų proceso įrangos ar vamzdyno projektinę temperatūrą ir projektinį slėgį, pavyzdžiui, aukštos temperatūros chromo molibdeno plieno vamzdyną. Jei prietaisui reikia pasirinkti nerūdijantį plieną, greičiausiai kils problemų, todėl reikia pasikonsultuoti su atitinkama medžiaga, temperatūra ir slėgio matuokliu.
Renkantis prietaisų konstrukciją, dažnai susiduriama su įvairiomis sistemomis, serijomis ir nerūdijančio plieno rūšimis, todėl pasirinkimas turėtų būti grindžiamas konkrečia proceso terpe, temperatūra, slėgiu, įtemptomis dalimis, korozija ir sąnaudomis bei kitais aspektais.
Įrašo laikas: 2023 m. spalio 11 d.