不銹鋼在電力機(jī)械中的應(yīng)用
信息來源：求和不銹鋼 時間：2018-11-28 09:58:24 瀏覽次數(shù):-
在研究生產(chǎn)工藝的過程中, 1、機(jī)械拋光的影響。對奧氏體鎳鉻不銹鋼，如1Cr18ni95Ti的機(jī)械拋光，僅靠磨料在很大的定向壓力作用下整平表面，因此，表面存在一定的塑性變形組織特征——纖維組織，即拜爾培層。
2、電化學(xué)拋光的影響。馬勝利等研究了1Cr18ni95Ti不銹鋼在磷酸／硫酸體系電解液中電化學(xué)拋光后表層組織由典型的纖維狀組織轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蛑旅艿念w粒狀晶粒組織形貌。這顯然與拋光過程機(jī)理有關(guān)。
通常當(dāng)電流通過電解液時，不銹鋼在陽極上，金屬表面微觀突凸發(fā)生著優(yōu)先溶解現(xiàn)象，且晶粒中不同晶面微觀溶解速度也不相同，從而導(dǎo)致晶粒邊緣的出現(xiàn)。但在不同電化學(xué)拋光條件下表面的顯微組織形貌有很大差異。含鎳雙相不銹鋼、超雙相不銹鋼和超奧氏體不銹鋼由于具有優(yōu)異的耐腐蝕性和較高的強(qiáng)度而成為海水淡化領(lǐng)域受歡迎的材料。目前，脫鹽業(yè)主要采用的S31603和S31703不銹鋼和銅鎳合金(至少用干較低溫度和氯化物環(huán)境中)，無法確保所需要的長期可靠性。高鎳不銹鋼雖然單位成本較高，但由于強(qiáng)度高，使用時材料厚度可減薄，從而減輕了重量、降低了成本，與目前使用的材料相比頗具競爭力。隨著新建大型設(shè)施設(shè)計(jì)壽命的延長(現(xiàn)在平均設(shè)計(jì)壽命在4O年以上)，壽命周期成本變得更加重要。
2004年，奧托昆普公司(前阿維斯塔公司)公布了兩份用于脫鹽裝置的鎳合金資料。對于多級閃蒸法(MSF)裝置，選材建議如下：
◆ 冷凝器管(通常采用鈦或銅鎳合金)用S31254，S3275O和S32654；
◆ 鹽水加熱器管和管板用$32654；
◆ 閃蒸室外殼用$32205(免除噴漆，減少維護(hù))和S31254，$32654(密封表面、法蘭連接件)；
◆ “下游各段” 用$32205。
◆ 對于反滲透(RO)裝置，選材建議如下：
◆ 高壓泵用S31254，$32750(用于高氯化物環(huán)境)和IS32205(用于低氯化物環(huán)境)；
◆ 高壓管道用$32750。
由于$32205雙相不銹鋼的強(qiáng)度高，蒸發(fā)器容器可以制造得更薄、更輕，可比S31603設(shè)備輕、薄30％，對于利比亞一個產(chǎn)能為16000立方米／天的多級閃燕廠，$32205雙相不銹鋼設(shè)備的價格更具有競爭力。這是自1993年日本橫濱會議以來，$32205在蒸發(fā)器容器上的第一次商業(yè)化應(yīng)用。在那次會議上，首次提出將整體雙相不銹鋼用于蒸發(fā)器容器。
在2005年的國際海水淡化學(xué)會海水淡化和水再利用國際大會上，奧托昆普宣布將節(jié)約型雙相不銹鋼用于Taweelah B 擴(kuò)建項(xiàng)目和IJebel
Alil項(xiàng)目的建設(shè)。這些工廠蒸發(fā)器的底部暴露干脫氣海水中，將采用$32205雙相不銹鋼；蒸發(fā)器上部暴露干腐蝕性不強(qiáng)的冷凝液，將采用$32101節(jié)鎳型雙相不銹鋼。含鎳24％、鉻20％和鉬6％的超奧氏體合金N08367已廣泛用于海水處理設(shè)施。在2003年的美國腐蝕工程師協(xié)會(NACE)國際大會上有研究人員發(fā)表了一篇論文，論述了N08367在反滲透工藝和多級閃蒸工藝海水淡化裝置的應(yīng)用。N08367作為一種具有競爭性的替代材料，被用來替代傳統(tǒng)的銅合金。銅合金具有一些優(yōu)點(diǎn)，如高導(dǎo)熱性等，但銅合金也會受到液體流動引起的沖蝕，特別是在有硫化物和胺等污染物存在的情況下更是如此。N08367合金雖比銅一鎳合金價格高，但仍具有競爭力，這是因?yàn)椴捎迷摵辖鸬脑O(shè)備截面可以更薄、重量更輕，因而成本更低。近年來，這種合金已被指定用于許多工廠，包括2002年在西半球特立尼達(dá)建設(shè)的反滲透裝置的關(guān)鍵預(yù)處理管道，該裝置的設(shè)計(jì)能力為109，000立方米／天。2001年曾有文章介紹了薄壁激光焊接$34565奧氏體不銹鋼用于多級閃蒸工藝裝置熱回收段蒸發(fā)室的管道，以作為90／1O銅一鎳合金的一種經(jīng)濟(jì)型替代材料。$34565奧氏體不銹鋼通常含鎳17％、鉻24％和鉬4％。另外，據(jù)報導(dǎo)我國河南德昌銅鋁型材股份有限公司受以色列IDE公司的委托，自行研制開發(fā)了耐海水腐蝕的特種鋁合金列管，該產(chǎn)品主要用于海水直接利用、海水淡化、海洋化工、船舶等工程。成功研制開發(fā)的耐海水腐蝕的特種鋁合金列管具有以下性能：(1)無毒副作用· (2)耐海水腐蝕· (3)在120度以下的海水介質(zhì)中機(jī)械性能穩(wěn)定、耐蝕。(4)良好的導(dǎo)熱性能l (5)可承受1．5MPa以上壓力l (6)良好的可加工性l(7)較低的價格。
如在65%( wt)水的電解液中，當(dāng)陽極電流密度為30A／dm2、t為70℃下拋光15min時，可獲得較好的表面拋光效果。當(dāng)陽極電流密度(DA)過底(DA<20A／dm2=或過大(DA<40A／dm2
)，或溫度過高( > 90℃)或過低 (<50℃=)，或拋光時間過長(>25min)或過短(<10min)，均不利于表面拋光質(zhì)量的提高。
結(jié)合不銹鋼生產(chǎn)特點(diǎn),機(jī)械名稱材料應(yīng)用部位
發(fā)電機(jī) Cr18Ni8 護(hù)環(huán)
大電流變壓器 整流器 0Cr18Ni9 防漏磁部件繞組卡子，法蘭盤伸縮按頭風(fēng)箱
水銀整流器
0Cr18Ni9啟動裝置，真空槽
切斷器
0Cr18Ni9 可動接點(diǎn)的真空膜盒及要求無磁部件
變壓器托架
00Cr13Ni5Mo支撐托架橫梁 研究制定了SUS304熱軋不銹帶鋼的生產(chǎn)工藝,并對不銹帶鋼軋制結(jié)果進(jìn)行了分析,結(jié)果表明不銹帶鋼的生產(chǎn)工藝穩(wěn)定、合理。
2、電化學(xué)拋光的影響。馬勝利等研究了1Cr18ni95Ti不銹鋼在磷酸／硫酸體系電解液中電化學(xué)拋光后表層組織由典型的纖維狀組織轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蛑旅艿念w粒狀晶粒組織形貌。這顯然與拋光過程機(jī)理有關(guān)。
通常當(dāng)電流通過電解液時，不銹鋼在陽極上，金屬表面微觀突凸發(fā)生著優(yōu)先溶解現(xiàn)象，且晶粒中不同晶面微觀溶解速度也不相同，從而導(dǎo)致晶粒邊緣的出現(xiàn)。但在不同電化學(xué)拋光條件下表面的顯微組織形貌有很大差異。含鎳雙相不銹鋼、超雙相不銹鋼和超奧氏體不銹鋼由于具有優(yōu)異的耐腐蝕性和較高的強(qiáng)度而成為海水淡化領(lǐng)域受歡迎的材料。目前，脫鹽業(yè)主要采用的S31603和S31703不銹鋼和銅鎳合金(至少用干較低溫度和氯化物環(huán)境中)，無法確保所需要的長期可靠性。高鎳不銹鋼雖然單位成本較高，但由于強(qiáng)度高，使用時材料厚度可減薄，從而減輕了重量、降低了成本，與目前使用的材料相比頗具競爭力。隨著新建大型設(shè)施設(shè)計(jì)壽命的延長(現(xiàn)在平均設(shè)計(jì)壽命在4O年以上)，壽命周期成本變得更加重要。
2004年，奧托昆普公司(前阿維斯塔公司)公布了兩份用于脫鹽裝置的鎳合金資料。對于多級閃蒸法(MSF)裝置，選材建議如下：
◆ 冷凝器管(通常采用鈦或銅鎳合金)用S31254，S3275O和S32654；
◆ 鹽水加熱器管和管板用$32654；
◆ 閃蒸室外殼用$32205(免除噴漆，減少維護(hù))和S31254，$32654(密封表面、法蘭連接件)；
◆ “下游各段” 用$32205。
◆ 對于反滲透(RO)裝置，選材建議如下：
◆ 高壓泵用S31254，$32750(用于高氯化物環(huán)境)和IS32205(用于低氯化物環(huán)境)；
◆ 高壓管道用$32750。
由于$32205雙相不銹鋼的強(qiáng)度高，蒸發(fā)器容器可以制造得更薄、更輕，可比S31603設(shè)備輕、薄30％，對于利比亞一個產(chǎn)能為16000立方米／天的多級閃燕廠，$32205雙相不銹鋼設(shè)備的價格更具有競爭力。這是自1993年日本橫濱會議以來，$32205在蒸發(fā)器容器上的第一次商業(yè)化應(yīng)用。在那次會議上，首次提出將整體雙相不銹鋼用于蒸發(fā)器容器。
在2005年的國際海水淡化學(xué)會海水淡化和水再利用國際大會上，奧托昆普宣布將節(jié)約型雙相不銹鋼用于Taweelah B 擴(kuò)建項(xiàng)目和IJebel
Alil項(xiàng)目的建設(shè)。這些工廠蒸發(fā)器的底部暴露干脫氣海水中，將采用$32205雙相不銹鋼；蒸發(fā)器上部暴露干腐蝕性不強(qiáng)的冷凝液，將采用$32101節(jié)鎳型雙相不銹鋼。含鎳24％、鉻20％和鉬6％的超奧氏體合金N08367已廣泛用于海水處理設(shè)施。在2003年的美國腐蝕工程師協(xié)會(NACE)國際大會上有研究人員發(fā)表了一篇論文，論述了N08367在反滲透工藝和多級閃蒸工藝海水淡化裝置的應(yīng)用。N08367作為一種具有競爭性的替代材料，被用來替代傳統(tǒng)的銅合金。銅合金具有一些優(yōu)點(diǎn)，如高導(dǎo)熱性等，但銅合金也會受到液體流動引起的沖蝕，特別是在有硫化物和胺等污染物存在的情況下更是如此。N08367合金雖比銅一鎳合金價格高，但仍具有競爭力，這是因?yàn)椴捎迷摵辖鸬脑O(shè)備截面可以更薄、重量更輕，因而成本更低。近年來，這種合金已被指定用于許多工廠，包括2002年在西半球特立尼達(dá)建設(shè)的反滲透裝置的關(guān)鍵預(yù)處理管道，該裝置的設(shè)計(jì)能力為109，000立方米／天。2001年曾有文章介紹了薄壁激光焊接$34565奧氏體不銹鋼用于多級閃蒸工藝裝置熱回收段蒸發(fā)室的管道，以作為90／1O銅一鎳合金的一種經(jīng)濟(jì)型替代材料。$34565奧氏體不銹鋼通常含鎳17％、鉻24％和鉬4％。另外，據(jù)報導(dǎo)我國河南德昌銅鋁型材股份有限公司受以色列IDE公司的委托，自行研制開發(fā)了耐海水腐蝕的特種鋁合金列管，該產(chǎn)品主要用于海水直接利用、海水淡化、海洋化工、船舶等工程。成功研制開發(fā)的耐海水腐蝕的特種鋁合金列管具有以下性能：(1)無毒副作用· (2)耐海水腐蝕· (3)在120度以下的海水介質(zhì)中機(jī)械性能穩(wěn)定、耐蝕。(4)良好的導(dǎo)熱性能l (5)可承受1．5MPa以上壓力l (6)良好的可加工性l(7)較低的價格。
如在65%( wt)水的電解液中，當(dāng)陽極電流密度為30A／dm2、t為70℃下拋光15min時，可獲得較好的表面拋光效果。當(dāng)陽極電流密度(DA)過底(DA<20A／dm2=或過大(DA<40A／dm2
)，或溫度過高( > 90℃)或過低 (<50℃=)，或拋光時間過長(>25min)或過短(<10min)，均不利于表面拋光質(zhì)量的提高。
結(jié)合不銹鋼生產(chǎn)特點(diǎn),機(jī)械名稱材料應(yīng)用部位
發(fā)電機(jī) Cr18Ni8 護(hù)環(huán)
大電流變壓器 整流器 0Cr18Ni9 防漏磁部件繞組卡子，法蘭盤伸縮按頭風(fēng)箱
水銀整流器
0Cr18Ni9啟動裝置，真空槽
切斷器
0Cr18Ni9 可動接點(diǎn)的真空膜盒及要求無磁部件
變壓器托架
00Cr13Ni5Mo支撐托架橫梁 研究制定了SUS304熱軋不銹帶鋼的生產(chǎn)工藝,并對不銹帶鋼軋制結(jié)果進(jìn)行了分析,結(jié)果表明不銹帶鋼的生產(chǎn)工藝穩(wěn)定、合理。
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