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雙相不銹鋼應用方面的發展

亚洲嫩模查閱:464 發布時間:2020-01-09 16:25:40 電話:152-0002-6888

雙相不銹鋼的使用范圍越來越廣泛,工藝設備是雙相不銹鋼傳統的既定用途,譬如早已熟知的在化工,石化以及紙漿、造紙等行業的應用,但過去多數是利用其優越的耐局部腐蝕,尤其是耐應力腐蝕性能作為耐蝕的功能材料。近年來,從強度著眼,作為現代結構材料的應用值得重視。此外,在諸多領域,如深海油田,海水淡化,環保煙氣脫硫等也都有新的突破。

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①橋梁

亚洲嫩模 國外近年正在進一步開發雙相不銹鋼用于重要的基礎結構工程方面的用途,如橋梁和公路建設等。初步統計約有十余座橋梁采用了雙相不銹鋼,多數是步行橋,如最早英國的York橋和瑞典的Aparte橋都采用了2205鋼,近年來挪威新建的橋和意大利的Rffolo橋,已用了2101節鎳鋼。

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另外,雙相不銹鋼也開始用于公路橋,尤其在那些對氯化物誘導腐蝕敏感的結構,如紐約位于大西洋邊的Brooklyn大橋使用了Alloy2205鋼筋,該鋼的高強度和較高的伸長率賦予了它優良的抗疲勞性能,能承受重型載重汽車,橋的成本僅增加了1%,而使用壽命是碳鋼舊橋的2倍以上,在繁忙的交通負荷條件下可用百年,并且可節約數以百萬計的維修費用。我國香港的昂船洲大橋,是長1600m的單跨斜拉橋,約使用了2000噸2205鋼板制造橋塔上部的外表面結構,預計壽命為120年。香港至深圳跨海灣長3.2公里,是一座高速公路通道大橋,約有1250噸2205和316用作高速路鋼筋。此外,武漢天興洲大橋為公路鐵路兩用斜拉橋,使用太鋼產的10~20mm2205板20噸,切短,焊成角鋼,用做銜接橋墩與斜拉鋼筋的組件。因為造價等原因,我國在土木工程上使用雙相不銹鋼還沒有提上日程,但國外在這方面研發的進展,使用的效果值得關注。

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②化學品船

化學品船的波壁狀液貨艙也是利用雙相不銹鋼強度的典型之一。法國早在上世紀70年代就已開始用不含氮的UR50(00Cr21Ni7Mo3Cu)鋼制造船艙,今天Industeel,Arcelor集團公司接到的訂單中,要求用UR45N(2205)鋼的已超過70%,根據不銹鋼材料與運載貨品相容性的深入研究及制鋼公司的技術支持,UR35N(2304)也將會有很好的發展前途。

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我國湖北青山船廠在2002年就是采用Arcelor公司生產的UNSS31803(2205)波壁板為比利時船東建造了第一艘18500噸的化學品船液貨艙,其他3艘陸續在建造。2007年太鋼與川東造船廠共簽了8艘化學品船的協議,4艘為9000噸級,一艘已下水,使用600噸2205板(9~19mm厚),一艘正在制造,4艘船共需2000多噸鋼板。22-09焊條也由國內提供,但焊絲仍需進口。另4艘5500噸級船也已簽訂,每艘需300噸板,盡管船的噸位不大,但這是一個大的突破。中國船級社也已將2205(S32205)、2507(S32750)和含銅的2506(S32550)三鋼種納入了入級規范。

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③建筑材料

亚洲嫩模 雙相不銹鋼,尤其是節鎳經濟型雙相不銹鋼,因其具有優良的耐蝕性與高的強度,還具有較低的壽命周期成本和百分之百可回收特性,正在成為建筑結構優先選用的環境友好型材料,像2101鋼就是Outokumpu公司為中等腐蝕環境中的承載結構用途而開發的,當然,作為動態承載結構,疲勞是一個關鍵參數,尤其是焊接接頭的疲勞性能都還要進行研究,但是作為靜態結構例如建筑物的覆層,以及空心斷面材料作平臺隔板等都可推廣應用,2007年已將500噸4mm厚2101薄板用于西班牙巴塞羅納建造面粉儲倉,比304節約了材料,降低了成本。美國Allegheny公司將其開發的AL 2003鋼的毛面精整薄板1500噸用于建造世界上最大的不銹鋼屋頂(卡塔爾多哈國際機場屋頂),代替316L可縮減1/3的厚度。

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④海水淡化

2005年海水淡化國際會議上指出,當前全球大約有13600座海水淡化廠,日淡化能力為3100萬立方米,計劃到2015年翻一番,當前海水淡化工業正在快速增長,一半的廠現在中東。最常用的淡化方法有多級閃蒸法(MSF)和反滲透法(RO)。近年薄膜技術的進步使RO法的使用有上升趨勢。MSF法蒸發器的冷凝器管宜采用2507超級雙相不銹鋼管代替鈦或銅鎳合金,閃蒸室外殼可用2205,后者已在利比亞廠采用。RO法的高壓管道和高氯化物環境的高壓泵采用2507鋼,可與含6%Mo的奧氏體鋼媲美,已用于以色列新建的Ashkelon廠。我國曹妃甸項目中100m×25m×6m的多級閃蒸設備即是由Outokumpu供給的300噸2205鋼板制成的。通常120萬噸級的處理設備需要1萬噸6mm厚的鋼板。我國淡水資源不足,海岸線很長,海水淡化將會提上日程,這將是雙相不銹鋼的潛在用途。

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⑤深海油田

由于油氣的需求增長,驅動操作者去開采更深和更遠的海底油田,快速增加了深海油井的使用。主采油平臺實施了標準化的管道纜束的運轉,以便從油井環形通路上提供水源,電源,減壓以及井上通訊。此外,為了保證油的流動性在許多深海回接管內要求注射化學藥劑,為了增產,通過管道纜還要進行油井酸化,管道纜已成為海底開采系統的生命線。面臨深海暴露環境,意味著需對管道纜提出高力學性能,抗內部和外部腐蝕,抗應力腐蝕斷裂等要求。深海管道纜首選材料應是超級雙相不銹鋼,但是由于價格和制造方面的問題,又開發出了鍍鋅的19D雙相不銹鋼(ZCLDSS),其管道纜的設計壽命為20年,目前已在推廣應用。另外的經濟型低鎳AL2003鋼于2006年也已用于東馬來西亞油田深度超過1200m的海底輸油管線。還有加銅的Ferralium 225-SD50雙相不銹鋼已成為7000m深海底放置設備和電纜的容器材料,而且被開發用作極精確的海底定位儀和可控深海聲學釋放應答器的壓力外殼和承載部件(7000m海深相當700大氣壓,即2.5噸載荷)。瑞典Sandvik新開發的SAF 2906和SAF 3207特超級雙相不銹鋼更具有超高強度和耐蝕性,最高工作溫度分別達到60℃和90℃。

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⑥煙氣脫硫(FGD)FGD系統用來消除燃煤電廠煙氣中的SO2,減少向大氣中的排放,防止酸雨。預測顯示2020年以前,全球三分之二的燃煤電廠都將安裝FGD裝置。目前濕法FGD裝置占優勢,主要是利用石灰石泥漿在吸收塔中中和并清洗廢氣,在該裝置入口處,高溫廢氣形成了高濃度的高溫硫酸,需要用高鉬的鎳基耐蝕合金,但與石灰泥漿反應后升高了pH值,降低了溫度,在55℃,pH值>6,Cl離子濃度30000ppm以下就可以選用2205鋼,比317LMN效果要好,Cl離子濃度再高,pH值再低也可以選用超級雙相不銹鋼,加拿大Coleson Cove電廠是北美第一個在吸收塔頂部采用360噸2205雙相不銹鋼的。中國大多數是燃煤電廠,國家環境保護部不斷提出控制空氣污染的要求,大量的FGD系統上馬必將會開辟雙相不銹鋼新的市場。

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