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物位測量產品常用的幾種不銹鋼防腐特性和應用場合

2017-09-22

　　在現代工業生產中，物位測量儀表廣泛應用于過程控制。為確保生產的正常進行，要求物位測量儀表具有較高的可靠性，且能保證儀表在惡劣環境下工作不被腐蝕損壞。為此，包括音叉液位開關、振棒料位開關、射頻導納物位計、磁翻板液位計、阻旋料位開關等在內的一些物位測量儀表，所采用的主體材料大多為304不銹鋼、316L不銹鋼，以及2205雙相不銹鋼和鈦合金等等，以滿足工業生產中絕大多數復雜工況尤其是具有腐蝕性介質的測量。下面就介紹物位產品中幾種常用不銹鋼的耐腐蝕特性和應用場合，以對物位產品的生產、選型和成本控制提供參考。
　　1．304不銹鋼。它是一種通用性的密度約為7.93g/cm3的鉻鎳不銹鋼材料，具有優良的耐腐蝕、耐高溫性能，沖壓、彎曲熱加工性好，有良好的焊接性能。一般應用于普通化工設備、儀表、汽車配件、建材、農業、船舶部件等。同時，304不銹鋼還為國家認可的食品級不銹鋼，適用于食品工業、醫療器具、餐具、櫥柜、衛浴用品等。304不銹鋼的耐腐蝕能力受以下因素影響：
　?、僭诟稍锴鍧嵉拇髿庵校?04不銹鋼具有絕對的抗腐蝕能力。
　?、谠谑褂貌划敾蚯鍧嵅患皶r的情況下，其表面的鈍化膜將遭到破壞，仍然會發生均勻腐蝕或局部腐蝕?？諝饣蛞后w中的氧原子或氯原子不斷滲入，或者鐵原子不斷析出形成氧化鐵，金屬表面就不斷受到銹蝕；
　?、?04不銹鋼的耐腐蝕能力還與其表面狀況有關，光潔度低，表面粗造度吸附力大，則耐銹蝕能力低；光潔度高，表面光滑吸附力小，則耐銹蝕能力高。
　　2．316不銹鋼。是一種密度為8.03g/cm3的含鉬不銹鋼種。由于鋼中含有鉬，提高了對還原性鹽和各種無機酸與有機酸、堿、鹽類的耐蝕能力，其總的防腐性能高于304不銹鋼。316L不銹鋼，是316不銹鋼的變種，其含碳量低于316，耐溫性能和抗腐蝕性能均優于316不銹鋼，可使用在惡劣環境中。316L不銹鋼在大氣環境下和其他溫和環境下具有更佳的耐腐蝕性。一般來說，不會腐蝕304不銹鋼的媒介，都不會腐蝕含鉬等級的不銹鋼，唯一例外的是高氧化性酸，如硝酸，含鉬的不銹鋼對這種酸的耐腐蝕性較弱。316L含有Mo元素，也提高了抗點腐蝕性，從而更耐氯化物的侵蝕，所以通常用于海洋環境和侵蝕性工業大氣工況。316L不銹鋼因含碳量低，耐碳化物析出的性能比316更好，提高了抗晶間腐蝕能力，高溫下耐腐蝕性更好。316不銹鋼具有良好的焊接性能，可采用所有標準的焊接方法進行焊接；為獲得最佳的耐腐蝕性能，316不銹鋼的焊接端面需要進行焊后退火處理；如果使用316L不銹鋼，則不需要進行退火處理。316和316L不銹鋼常用于海水里用設備、化學、染料、造紙、肥料等生產設備。
　　3．2205雙相不銹鋼。是一種加N雙相不銹鋼，作為一種鐵素體相和奧氏體相共存的不銹鋼，密度為7.88g/cm3；具有優良的綜合性能、高強度、高抗疲勞強度，它的屈服強度比普通奧氏體不銹鋼304和316L高一倍多；其耐腐蝕性能優良，對氯離子的應力腐蝕斷裂的抵抗性要比316L好得多。
　　304和2205在幾種沸騰溶液中的耐腐蝕性能試驗結果如下表：

應力腐蝕斷裂試驗情況對比表

合金	沸騰42%MgC12	沸騰33%LiC1	沸騰26%NaC1
2205	失?。?9h）	通過（1000h）	通過（1000h）
2205（焊接）	失?。?9h）	通過（1000h）	通過（1000h）
304L（8%Ni）	失敗（20h）	失敗（96h）	失敗（850h）
439（鐵素體型）	通過（2000h）	通過（2000h）	通過（1000h）

　　此外，相比304和316L ，2205雙相不銹鋼耐點蝕和縫隙腐蝕的能力更好；2205對稀的還原性酸和高濃度的氧化性酸有抵抗性，對醋酸、蟻酸、硝酸、鹽酸、草酸、磷酸和氫氧化鈉等有較好的抗腐蝕作用。

　　316和2205普通狀態和焊接狀態腐蝕試驗對比情況如下表。

腐蝕對比試驗數據對比表

試驗溶液（沸騰）	腐蝕率（mm/a）
	典型316L		2205
	基材	焊接材料	基材	焊接材料
20%醋酸	<0.01	<0.01	<0.01	<0.01
45蟻酸	0.60	0.53	0.01	0.01
1%鹽酸	0.02	1.61	0.02	0.02
65%硝酸	0.56	0.46	0.52	0.49
10%草酸	1.22	1.13	0.20	0.13
20%磷酸	0.02	0.03	0.02	0.03
10%硫酸氫鈉	1.82	1.43	0.65	0.51
50%氫氧化鈉	1.97	2.17	0.61	0.57
10%氨基磺酸	3.15	3.03	0.56	0.44
10%硫酸	16.1	16.7	5.23	5.08
硫酸鐵+50%硫酸（A262B）	0.66	0.59	0.51	0.45

　　2205雙相不銹鋼應用的普遍性與多面性不如奧氏體不銹鋼，所以在高溫高濃度下使用務必小心，其使用溫度必須控制在250℃以下，當雙相不銹鋼長期承受300℃以上高溫時，其微組織會發生變化。2205雙相不銹鋼可焊性好，常用的焊接方法都非常適合，自熔焊一般不推薦，焊接時需填充焊絲，焊接性能也遠優于鐵素體不銹鋼，焊后不需熱處理。2205雙相不銹鋼在石油、化工、煉油、造紙領域和海水處理設備中被廣泛應用。
　　4．鈦。鈦是一種重要的結構金屬，具有密度低（4.51g/cm3）、強度高、抗腐蝕性能好等諸多優點，在航空、航天、艦船、化工、醫療等領域有著廣泛的應用。鈦的抗腐蝕性遠優于不銹鋼，其之所以具有優異的耐腐蝕性能，是由于鈦和氧有很大的親和力，在空氣或氧的介質中，鈦表面生成的一層致密的、惰性大、附著力強的氧化膜，保護了鈦基體不被腐蝕。
　　在大多數鹽溶液（包括氯化物、次氯酸、硫酸鹽、亞硫酸鹽、稀堿液、硝酸和鉻酸溶液）的氧化環境中，具有較好的耐腐蝕性能；鈦在海水中完全耐腐蝕蝕，勝過316L不銹鋼，在廢水、王水、硫化氫、硫、氨水中，也具有較好的耐腐蝕性能。
　　但鈦卻不耐還原性無機酸如硫酸、鹽酸、磷酸、含氟化物的溶液以及無水的液態氯、液溴等的腐蝕，鈦在氫氟酸中也會很快溶解。為彌補純鈦這方面的不足，通過加入少量貴金屬的方式，形成鈦合金，提高了工業純鈦在還原性酸中的耐腐蝕性，對酸堿、海水、污水等具有較好的耐蝕性。
　　深圳計為自動化技術有限公司根據每款產品的現場工況和性能特點，合理選材，既保證儀表的產品質量，又確保產品的工作性能穩定和極高性價比，產品深受用戶認可。

（深圳計為自動化技術有限公司研發中心2017年9月22日發布）

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