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常用于物位測量產品的幾種不銹鋼防腐特性及其應用
2017-06-09
目前一些用于物位測量的儀表包括音叉液位開關、振動棒料位開關、射頻導納料位開關、磁翻板液位計、阻旋料位開關、超聲波物位計和雷達物位計等，儀表的主體材料大多都選用304不銹鋼、316L不銹鋼、2205雙相不銹鋼和鈦合金等等，以滿足工業上絕大多數工況和介質的測量。因此，了解各種不銹鋼材料的抗腐蝕特性，對物位產品的生產、選型和成本的控制具有重要的意義。下面就介紹常用于物位測量產品的幾種不銹鋼防腐特性及其應用。
304不銹鋼，是一種通用性的鉻--鎳不銹鋼材料，密度約為7.93g/cm3，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。304不銹鋼在干燥清潔的大氣中有絕對的抗銹蝕能力。但在使用不當或清潔不及時的情況下，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。空氣或液體中的氧原子或氯原子不斷滲入，或鐵原子不斷析出形成氧化鐵，金屬表面就不斷受到銹蝕；同時304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。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。
316不銹鋼，是含鉬不銹鋼種，密度為8.03g/cm3。由于鋼中含有鉬，提高了對還原性鹽、各種無機酸和有機酸、堿、鹽類的耐腐蝕能力，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，它的含碳量低于316，其耐溫性能和抗腐蝕性能均優于316不銹鋼，可使用于惡劣環境中。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，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。
2205雙相不銹鋼作為一種加N雙相不銹鋼，是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；同時具有優良的耐腐蝕性能，對氯離子的應力腐蝕斷裂的抵抗性要比316L好得多。
下表是304和2205在幾種沸騰溶液中的腐蝕性能試驗結果：
應力腐蝕斷裂試驗情況
|
合金 |
沸騰42%MgC12 |
沸騰33%LiC1 |
沸騰26%NaC1 |
|
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） |
|
2205 |
失敗（89h） |
通過（1000h） |
通過（1000h） |
|
2205（焊接） |
失敗（89h） |
通過（1000h） |
通過（1000h） |
2205雙相不銹鋼耐點蝕和縫隙腐蝕的能力也比304和316L好；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，但在高溫高濃度下使用要小心。下表是316和2205普通狀態和焊接狀態腐蝕試驗對比情況。
腐蝕對比試驗數據
|
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，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，適合常用的焊接方法，一般不推薦自熔焊，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雙相不銹鋼被廣泛應用在煉油、造紙、石油、化工領域和海水處理設備中。
鈦，具有密度低（4.51g/cm3）、比強度高、抗腐蝕性能好等優點，是一種重要的結構金屬，被廣泛應用在航空、航天、艦船、化工、醫療等各個領域。鈦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，鈦表面生成一層致密的、附著力強、惰性大的氧化膜，保護了鈦基體不被腐蝕。它的抗腐蝕性遠優于不銹鋼。在大多數的氧化環境中，例如鹽溶液，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，具有較好的耐腐蝕性；鈦在海水中完全耐腐蝕，勝過316L不銹鋼，在廢水、王水、硫化氫、硫、氨水中，都有較好的耐蝕性能。但不耐還原性無機酸的腐蝕，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，鈦在氫氟酸中能很快溶解。為解決純鈦的不足，通過加入少量的貴金屬，出現了鈦合金，提高了工業純鈦在還原性酸中的耐蝕性，對酸堿、海水、污水等有較好的耐蝕性。
深圳計為自動化技術有限公司根據每款產品的性能特點和現場工況，合理選材，既保證儀表的工作性能穩定，又確保產品高質量情況下的高性價比。
以上就是有關常用于物位測量產品的幾種不銹鋼防腐特性及其應用的相關介紹，如欲了解更多物位開關方面的知識，歡迎關注微信公眾號：Jiweimeter。
（深圳計為自動化技術有限公司研發中心2017年6月9日發布）
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