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物位测量产品常用的几种不锈钢防腐特性和应用场合

2017-09-22

　　在现代工业生产中，物位测量仪表广泛应用于过程控制。为确保生产的正常进行，要求物位测量仪表具有较高的可靠性，且能保证仪表在恶劣环境下工作不被腐蚀损坏。为此，包括音叉液位开关、振棒料位开关、射频导纳物位计、磁翻板液位计、阻旋料位开关等在内的一些物位测量仪表，所采用的主体材料大多为304不锈钢、316L不锈钢，以及2205双相不锈钢和钛合金等等，以满足工业生产中绝大多数复杂工况尤其是具有腐蚀性介质的测量。下面就介绍物位产品中几种常用不锈钢的耐腐蚀特性和应用场合，以对物位产品的生产、选型和成本控制提供参考。
　　1．304不锈钢。它是一种通用性的密度约为7.93g/cm³的铬镍不锈钢材料，具有优良的耐腐蚀、耐高温性能，冲压、弯曲热加工性好，有良好的焊接性能。一般应用于普通化工设备、仪表、汽车配件、建材、农业、船舶部件等。同时，304不锈钢还为国家认可的食品级不锈钢，适用于食品工业、医疗器具、餐具、橱柜、卫浴用品等。304不锈钢的耐腐蚀能力受以下因素影响：
　　①在干燥清洁的大气中，304不锈钢具有绝对的抗腐蚀能力。
　　②在使用不当或清洁不及时的情况下，其表面的钝化膜将遭到破坏，仍然会发生均匀腐蚀或局部腐蚀。空气或液体中的氧原子或氯原子不断渗入，或者铁原子不断析出形成氧化铁，金属表面就不断受到锈蚀；
　　③304不锈钢的耐腐蚀能力还与其表面状况有关，光洁度低，表面粗造度吸附力大，则耐锈蚀能力低；光洁度高，表面光滑吸附力小，则耐锈蚀能力高。
　　2．316不锈钢。是一种密度为8.03g/cm³的含钼不锈钢种。由于钢中含有钼，提高了对还原性盐和各种无机酸与有机酸、碱、盐类的耐蚀能力，其总的防腐性能高于304不锈钢。316L不锈钢，是316不锈钢的变种，其含碳量低于316，耐温性能和抗腐蚀性能均优于316不锈钢，可使用在恶劣环境中。316L不锈钢在大气环境下和其他温和环境下具有更佳的耐腐蚀性。一般来说，不会腐蚀304不锈钢的媒介，都不会腐蚀含钼等级的不锈钢，唯一例外的是高氧化性酸，如硝酸，含钼的不锈钢对这种酸的耐腐蚀性较弱。316L含有Mo元素，也提高了抗点腐蚀性，从而更耐氯化物的侵蚀，所以通常用于海洋环境和侵蚀性工业大气工况。316L不锈钢因含碳量低，耐碳化物析出的性能比316更好，提高了抗晶间腐蚀能力，高温下耐腐蚀性更好。316不锈钢具有良好的焊接性能，可采用所有标准的焊接方法进行焊接；为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢的焊接端面需要进行焊后退火处理；如果使用316L不锈钢，则不需要进行退火处理。316和316L不锈钢常用于海水里用设备、化学、染料、造纸、肥料等生产设备。
　　3．2205双相不锈钢。是一种加N双相不锈钢，作为一种铁素体相和奥氏体相共存的不锈钢，密度为7.88g/cm³；具有优良的综合性能、高强度、高抗疲劳强度，它的屈服强度比普通奥氏体不锈钢304和316L高一倍多；其耐腐蚀性能优良，对氯离子的应力腐蚀断裂的抵抗性要比316L好得多。
　　304和2205在几种沸腾溶液中的耐腐蚀性能试验结果如下表：

应力腐蚀断裂试验情况对比表

合金	沸腾42%MgC12	沸腾33%LiC1	沸腾26%NaC1
2205	失败（89h）	通过（1000h）	通过（1000h）
2205（焊接）	失败（89h）	通过（1000h）	通过（1000h）
304L（8%Ni）	失败（20h）	失败（96h）	失败（850h）
439（铁素体型）	通过（2000h）	通过（2000h）	通过（1000h）

　　此外，相比304和316L ，2205双相不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀的能力更好；2205对稀的还原性酸和高浓度的氧化性酸有抵抗性，对醋酸、蚁酸、硝酸、盐酸、草酸、磷酸和氢氧化钠等有较好的抗腐蚀作用。

　　316和2205普通状态和焊接状态腐蚀试验对比情况如下表。

腐蚀对比试验数据对比表

试验溶液（沸腾）	腐蚀率（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蚁酸	0.60	0.53	0.01	0.01
1%盐酸	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%硫酸氢钠	1.82	1.43	0.65	0.51
50%氢氧化钠	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
硫酸铁+50%硫酸（A262B）	0.66	0.59	0.51	0.45

　　2205双相不锈钢应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，所以在高温高浓度下使用务必小心，其使用温度必须控制在250℃以下，当双相不锈钢长期承受300℃以上高温时，其微组织会发生变化。2205双相不锈钢可焊性好，常用的焊接方法都非常适合，自熔焊一般不推荐，焊接时需填充焊丝，焊接性能也远优于铁素体不锈钢，焊后不需热处理。2205双相不锈钢在石油、化工、炼油、造纸领域和海水处理设备中被广泛应用。
　　4．钛。钛是一种重要的结构金属，具有密度低（4.51g/cm³）、强度高、抗腐蚀性能好等诸多优点，在航空、航天、舰船、化工、医疗等领域有着广泛的应用。钛的抗腐蚀性远优于不锈钢，其之所以具有优异的耐腐蚀性能，是由于钛和氧有很大的亲和力，在空气或氧的介质中，钛表面生成的一层致密的、惰性大、附着力强的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。
　　在大多数盐溶液（包括氯化物、次氯酸、硫酸盐、亚硫酸盐、稀碱液、硝酸和铬酸溶液）的氧化环境中，具有较好的耐腐蚀性能；钛在海水中完全耐腐蚀蚀，胜过316L不锈钢，在废水、王水、硫化氢、硫、氨水中，也具有较好的耐腐蚀性能。
　　但钛却不耐还原性无机酸如硫酸、盐酸、磷酸、含氟化物的溶液以及无水的液态氯、液溴等的腐蚀，钛在氢氟酸中也会很快溶解。为弥补纯钛这方面的不足，通过加入少量贵金属的方式，形成钛合金，提高了工业纯钛在还原性酸中的耐腐蚀性，对酸碱、海水、污水等具有较好的耐蚀性。
　　深圳计为自动化技术有限公司根据每款产品的现场工况和性能特点，合理选材，既保证仪表的产品质量，又确保产品的工作性能稳定和极高性价比，产品深受用户认可。

（深圳计为自动化技术有限公司研发中心2017年9月22日发布）

TAGS : 不锈钢

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