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兰格视点:全球双相不锈钢应用 - 机遇与挑战

发布时间:2022-10-06 06:05:43 来源:华体会下载入口 作者:华体会下载最新版官网

  氮合金化获得双相不锈钢于1970年市场应用以来,一直在探索诸多技术问题:问题之一:最低N含量需要提高,如2205最低N为0.08%,需要提高至0.14%;问题之二:减少板材表面缺陷;问题之三:如何生产热轧盘条;问题之四:与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢酸洗更困难;问题之五:掌握冷,热成型及焊接工艺。

  经过多年发展,双相不锈钢品种开发也已取得许多进展,开发的双相不锈钢的品种繁多,有比2205耐腐蚀性能低的低经济型双相不锈钢,也有比2205耐腐蚀性高的牌号等。这些双相不锈钢已纳入相关标准,如今标准和牌号也近于完善。

  目前双相不锈钢牌号有:经济型/低成本、常规/标准型、超级双相不锈钢、特超级双相不锈钢。

  双相不锈钢生产稳定增长,按照全球不锈钢生产比例,双相不锈钢之前产量占比曾达1.6%,且预计占比会达2%之上(也有人预计占比会高达4%),而实际情况,现在双相不锈钢产量占比甚至不到1%。

  相比于奥氏体和铁素体不锈钢,双相不锈钢具有非常独特性能/优势:1)高屈服和抗拉强度,可有效减少设备/材料壁厚;2)-40℃或更低温下的良好韧性;3)优异的抗氯化物应力腐蚀开裂性能SCC(SCC性能不及铁素体不锈钢,但明显优于奥氏体不锈钢);4)良好的抗点蚀和缝隙腐蚀性能;5)许多化学物质环境下优良的均匀腐蚀性能;6)良好的抗冲刷腐蚀 (抗腐蚀磨损)性能;7)运动部件的良好腐蚀疲劳性能;8)遍布全球的生产商;9)低成本合金元素。

  由于双相不锈钢的优异性能,其应用领域也在不断扩展。近年来,在巩固石油、石化等主要应用领域的同时,在化学品船、海上工程、化学容器、医药和造纸等许多工业领域得到广泛应用:

  为什么双相不锈钢没有获得更多应用?我们认为至少有:用户、加工制造商、合金生产商、合金本身元素等主要影响因素。

  1)双相不锈钢确实可解决许多应用问题,但用户需要确保双相不锈钢能够正确加工制造,以及从分销商或厂家采购到合适的板、带、棒、管、接头等。这会涉及到诸多技术标准和规范(须满足特定应用要求)以及检测检验。这不仅会增加成本,也要求检验人员具备相关知识,技能和资质等。

  2)采购更倾向于低价中标。而投标方经常对技术标准要求缺乏相关知识和全面深刻理解,从而会低估生产制造的实际要求和工作量。

  4)用户大多希望材料及设备性能既好也易于安装,使用,免维护。同时在他们需要改造设备时易于改造或维修,如给设备增加新的喷嘴等。而双相不锈钢很难满足所有特殊要求。

  5)出现问题后会带来糟糕的经验,而大多情况,这是由不良生产安装带来的后果。

  1)尽管板材相对易于采购,但有时会难于购得数量较少的棒材,或非常规尺寸的管,接头和法兰等。另外,这些材料会比相当规格的奥氏体不锈钢贵很多。

  2)有些双相不锈钢,如经济型,无法获得某些部件,这种情况下,就不得不选择其他牌号的经济型或高合金型的双相不锈钢,这会给制造商带来更多工作量。

  3)制造商需要认真研读并理解客户的技术规范,并理解技术规范和要求对生产成本等影响。而使用标准奥氏体不锈钢则不需要类似复杂的技术规范,从而会比较容易。

  4)必须培训焊工避免使用不合适的焊接奥氏体不锈钢的工艺来焊接双相不锈钢。TIG (GTAW) 修整焊道,用TIG焊接平整焊道;修复焊接时确保焊接低热输入。

  5)用酸洗(硝酸、氢氟酸)来清理标准和超级双相不锈钢焊接回火色的。标准奥氏体不锈钢建议做酸洗,但对高合金的双相不锈钢则是必要的处理。

  1)钢厂希望量产标准合金,而不希望小批量生产需要更多关注和投入的特殊牌号钢。

  2)双相不锈钢高的氮含量通常会导致更多的材料表面缺陷,因而可能带来更多返工生产。

  3)市场和销售人员通常希望自己产品独特且少有他供应商,这样一旦产品获得规范,更利于市场销售。基于此,可能导致市场存在太多双相不锈钢牌号。

  4)钢厂通常没有足够的知识和精力对技术规范细节,成型和焊接技术等提供培训给加工制造商和用户。特别是当双相不锈钢牌号是由多家钢厂生产供应时。

  5)另外,质量不过关的双相不锈钢在苛刻应用服役时很容易失效。这类情况经常是由不完美的热处理造成的。

  双相不锈钢使用的一些限制:氢脆(如硫化氢)、低温服役 、有限的抗氯致应力腐蚀考虑 、还原性化学环境下的高腐蚀率 、在成型制造中高强度是缺点;对薄壁罐,容器,结构件扣压性能可能更为关键,高强度不一定体现出优势;在退火温度,双相不锈钢会变得脆弱,因此,可对薄壁链接部件等带来一些问题。确保用户了解双相不锈钢应用的局限和优缺点。

  1、在全球减少重复的双相不锈钢牌号种类,同时确保需要时,各种材质的双相不锈钢产品覆盖各种产品形式,如管,接头和法兰等。让客户更易于选用。

  2、钢厂要禁止未经基本质量水平检测的双相不锈钢流入市场,即使采购规范中没有要求。如必要的最低氮含量的要求。