井矿盐业中不锈钢的运用

本文作者：李伟 单位：湖南省湘衡盐化有限责任公司

奥氏体—铁素体双相不锈钢是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%～28%,Ni含量在3%～10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。

各类不锈钢性能分析

点腐蚀是由于氯离子Cl-引起的虫眼状局部腐蚀。研究发现,点蚀的出现是由于氧化膜表面上吸附腐蚀性阴离子(如Cl-等)后,离子穿过钝化膜所致。氯离子(Cl-)在钝化膜的缺陷部位(如夹杂物、贫馅区、位错、晶界等)侵入,并与金属离子结合形成强酸盐进而溶解钝化膜,对不锈钢钝化膜有破坏作用。

铁素体不锈钢经高于950℃温度加热后容易遭受晶间腐蚀。晶界贫铬和内应力是引起晶间腐蚀的直接原因。(1)高温加热时,铁素体晶界形成奥氏体间层组织,由于奥氏体富碳贫铬,并且在冷却时转变为马氏体组织,从而引起钢的晶间腐蚀。(2)碳和氮在铁素体中溶解度大,而在铁素体晶界吸附趋势更大。易在铁素体晶界析出碳化铬、氮化铬。进而产生内应力,并在他们周围形成贫铬区引起晶间腐蚀。

奥氏体不锈钢在含有氯化物的水溶液和碱液中,受拉应力作用时,几乎不发生均匀的腐蚀,但局部发生显颈缩的裂纹,逐渐缓慢传播,最后发生脆性断裂。这种现象被称为应力腐蚀断裂,是奥氏体不锈钢一个致命弱点。铁素体钢容易产生滑移,难以形成粗滑移带,因此铁素体不锈钢对氯化物离子所引起的应力腐蚀抗力强。这是铁素体不锈钢最优秀的性能。

应用举例

以上我们对各类不锈钢的性能做了详细的分析。在实际生产过程中,应根据外界因素结合各类不锈钢的性能选取材料,例如制盐蒸发罐的选材。目前我国制盐蒸发罐用材主要有两类:钛材复合板和不锈钢复合板。由于钛材复合材料价格过于昂贵,所以选择耐腐蚀性较高的不锈钢复合材料成了决定性价比的关键。目前常用的316L不锈钢是一种奥氏体不锈钢,该种材料制成的蒸发罐耐腐蚀性差,使用周期不长。双相不锈钢在耐腐蚀性上远优于316L不锈钢。不锈钢耐点蚀能力。目前一般用点蚀指数PRE表示。PRE=％Cr+3．3％Mo+16％N——双相不锈钢PRE=％C件3．3％Mo+30％N——奥氏体不锈钢PRE值越大,耐点蚀性能越强,由表1可知2057双相钢的耐点蚀性远优于316L奥氏体不锈钢。点蚀电位Eb反映了材料表面钝化膜被击穿的难易程度,Eb值越正钝化膜越难于被击穿破坏。由表2、表3可以看出双相不锈钢的钝化膜比奥氏体不锈钢的钝化膜更难被击穿,耐点蚀性更高。

结论及展望

目前国内有人提出用由纳米聚酯橡塑材料制成的纳米橡塑斗来代替不锈钢出料斗,但尚未普及。新材料需要通过长期的实际应用来检验,这需要我们共同努力。