موديلات الفولاذ المقاوم للصدأ

الفولاذ المقاوم للصدأ موجود في كل مكان، وهناك أنواع عديدة يصعب التمييز بينها. اليوم، سأشارككم مقالًا لتوضيح هذه المعلومات.

موديلات الفولاذ المقاوم للصدأ1

الفولاذ المقاوم للصدأ هو اختصار الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للأحماض والهواء والبخار والماء وغيرها من الوسائط التآكلية الضعيفة أو الفولاذ المقاوم للصدأ المعروف باسم الفولاذ المقاوم للصدأ ؛ وسوف تكون مقاومة لوسائط التآكل الكيميائية (الأحماض والقلويات والأملاح والتشريب الكيميائي الآخر) تآكل الفولاذ يسمى الفولاذ المقاوم للأحماض.

يُشير الفولاذ المقاوم للصدأ إلى تآكل الفولاذ بفعل الهواء والبخار والماء وغيرها من الوسائط التآكلية الضعيفة، بالإضافة إلى الأحماض والقلويات والأملاح وغيرها من الوسائط الكيميائية التآكلية. عمليًا، غالبًا ما يُطلق على الفولاذ المقاوم للتآكل بالوسائط التآكلية الضعيفة اسم الفولاذ المقاوم للصدأ، بينما يُطلق على الفولاذ المقاوم للتآكل بالوسائط الكيميائية اسم الفولاذ المقاوم للأحماض. ونظرًا لاختلاف التركيب الكيميائي للفولاذين، فإن الأول ليس بالضرورة مقاومًا للتآكل بالوسائط الكيميائية، بينما يكون الثاني عادةً مقاومًا للصدأ. تعتمد مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل على عناصر السبائك التي يحتويها.

التصنيف المشترك

وفقا للمنظمة المعدنية

عمومًا، ووفقًا للتنظيم المعدني، يُقسّم الفولاذ المقاوم للصدأ الشائع إلى ثلاث فئات: الفولاذ الأوستنيتي، والفولاذ الفريتي، والفولاذ المارتنسيتي. بناءً على هذا التنظيم المعدني الأساسي، يُشتقّ الفولاذ المزدوج، والفولاذ المقاوم للصدأ المُصلّد بالترسيب، والفولاذ عالي السبائك الذي يحتوي على أقل من 50% حديد، وذلك لتلبية احتياجات وأغراض محددة.

1. الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي

تهيمن على البنية البلورية المكعبة ذات مركزية المصفوفة للتنظيم الأوستنيتي (طور الـ CY) مواد غير مغناطيسية، وذلك أساسًا من خلال المعالجة الباردة لتقوية الفولاذ المقاوم للصدأ (وربما تحقيق درجة معينة من المغناطيسية). يُصنف المعهد الأمريكي للحديد والصلب الفولاذي سلسلتي 200 و300 من العلامات الرقمية، مثل 304.

2. الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي

مصفوفة بنية بلورية مكعبية مركزية الجسم من تنظيم الفريت (طور أ) هي السائدة، ومغناطيسية، ولا يمكن تقويتها بالمعالجة الحرارية، ولكن المعالجة الباردة تجعلها فولاذًا مقاومًا للصدأ معززًا قليلًا. المعهد الأمريكي للحديد والصلب (المعهد الأمريكي للحديد والصلب) 430 و446 للتصنيف.

3. الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي

المصفوفة ذات تنظيم مارتنسيتي (مكعب أو مكعب مركزي الجسم)، مغناطيسية، ويمكن تعديل خصائصها الميكانيكية للفولاذ المقاوم للصدأ من خلال المعالجة الحرارية. حدد المعهد الأمريكي للحديد والصلب الأرقام 410 و420 و440. يتميز المارتنسيت بتنظيم أوستنيتي عند درجات حرارة عالية، ويمكن تحويله إلى مارتنسيت (أي مُصلد) عند تبريده إلى درجة حرارة الغرفة بمعدل مناسب.

4. الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع الأوستنيتي (المزدوج)

تتميز المصفوفة بتنظيم ثنائي الطور من الأوستنيتي والفيريت، حيث يكون محتوى المصفوفة ذات الطور الأقل عادةً أكبر من 15%، وهي مغناطيسية، ويمكن تقويتها بالمعالجة الباردة للفولاذ المقاوم للصدأ. يُعد الفولاذ 329 نموذجًا للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج. بالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، يتميز الفولاذ المزدوج بقوته العالية ومقاومته للتآكل بين الحبيبات وتآكل الإجهاد الكلوريدي والتآكل النقطي، وقد تحسنت بشكل ملحوظ.

5. الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بالترسيب

المصفوفة عبارة عن تنظيم أوستنيتي أو مارتنسيتي، ويمكن تقويتها بمعالجة التصلب بالترسيب للحصول على فولاذ مقاوم للصدأ مقوى. يستخدم المعهد الأمريكي للحديد والصلب سلسلة 600 من الملصقات الرقمية، مثل 630، أي 17-4PH.

بشكل عام، بالإضافة إلى السبائك، فإن مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي متفوقة، في بيئة أقل تآكلًا، يمكنك استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي، في بيئات تآكلية خفيفة، إذا كانت المادة مطلوبة أن يكون لها قوة عالية أو صلابة عالية، يمكنك استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي والفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بالترسيب.

الخصائص والاستخدامات

موديلات الفولاذ المقاوم للصدأ2

عملية السطح

موديلات الفولاذ المقاوم للصدأ3

تمييز السُمك

١. بسبب تشوه طفيف في آلات الدرفلة في عملية الدرفلة، تُسخّن اللفائف، مما يؤدي إلى انحراف في سمك اللوحة، وعادةً ما يكون سميكًا في منتصف جانبي اللوحة الرقيقة. عند قياس سمك اللوحة، يجب مراعاة قواعد الحالة عند منتصف رأس اللوحة.

2. يعتمد سبب التسامح على طلب السوق والعملاء، وينقسم عمومًا إلى تسامحات كبيرة وصغيرة.

V. متطلبات التصنيع والتفتيش

1. صفيحة الأنابيب

① وصلات طرفية للوحة الأنبوب الموصلة لفحص الأشعة بنسبة 100% أو UT، المستوى المؤهل: RT: Ⅱ UT: Ⅰ المستوى؛

② بالإضافة إلى الفولاذ المقاوم للصدأ، يتم معالجة لوحة الأنابيب الموصولة بالحرارة لتخفيف الضغط؛

③ انحراف عرض جسر ثقب لوحة الأنبوب: وفقًا لصيغة حساب عرض جسر الثقب: B = (S - d) - D1

الحد الأدنى لعرض جسر الحفرة: B = 1/2 (S - d) + C؛

2. المعالجة الحرارية لصندوق الأنبوب:

الفولاذ الكربوني، الفولاذ منخفض السبائك الملحوم مع قسم منقسم النطاق لصندوق الأنابيب، بالإضافة إلى صندوق الأنابيب للفتحات الجانبية التي تزيد عن 1/3 من القطر الداخلي لصندوق الأنابيب الأسطواني، في تطبيق اللحام لتخفيف الإجهاد يجب معالجة المعالجة الحرارية، الحافة وسطح ختم القسم بعد المعالجة الحرارية.

3. اختبار الضغط

عندما يكون ضغط تصميم عملية الغلاف أقل من ضغط عملية الأنبوب، وذلك للتحقق من جودة توصيلات أنبوب المبادل الحراري ولوحة الأنبوب

① زيادة ضغط برنامج الغلاف مع برنامج الأنابيب المتوافق مع الاختبار الهيدروليكي، للتحقق مما إذا كان هناك تسرب في وصلات الأنابيب. (ومع ذلك، من الضروري التأكد من أن إجهاد الفيلم الأساسي للغلاف أثناء الاختبار الهيدروليكي هو ≤0.9ReLΦ)

② عندما لا تكون الطريقة المذكورة أعلاه مناسبة، يمكن إجراء اختبار هيدروستاتيكي على الغلاف وفقًا للضغط الأصلي بعد اجتيازه، ثم اختبار تسرب الأمونيا أو اختبار تسرب الهالوجين على الغلاف.

موديلات الفولاذ المقاوم للصدأ4

ما هو نوع الفولاذ المقاوم للصدأ الذي ليس من السهل الصدأ؟

هناك ثلاثة عوامل رئيسية تؤثر على صدأ الفولاذ المقاوم للصدأ:

١. محتوى عناصر السبائك. بشكل عام، محتوى الكروم في الفولاذ بنسبة ١٠.٥٪ ليس سهل الصدأ. كلما ارتفع محتوى الكروم والنيكل، زادت مقاومة التآكل. على سبيل المثال، في مادة ٣٠٤، يتراوح محتوى النيكل بين ٨٥٪ و١٠٪، وفي الكروم بين ١٨٪ و٢٠٪، فإن هذا الفولاذ المقاوم للصدأ لا يصدأ عادةً.

٢. تؤثر عملية صهر المُصنِّع أيضًا على مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ للتآكل. تتميز تقنية الصهر بجودتها العالية، وتجهيزاتها المتطورة، وتقنياتها المتطورة. يضمن مصنع الفولاذ المقاوم للصدأ الكبير التحكم في عناصر السبائك، وإزالة الشوائب، والتحكم في درجة حرارة تبريد القضبان، مما يضمن جودة المنتج مستقرة وموثوقة، وجودة داخلية جيدة، ومقاومة للصدأ. على العكس، فإن بعض مصانع الفولاذ الصغيرة ذات المعدات المتخلفة، وتقنياتها المتخلفة، وعمليات الصهر، لا يمكن إزالة الشوائب منها، مما يؤدي حتمًا إلى صدأ المنتجات.

3. البيئة الخارجية. البيئة الجافة جيدة التهوية ليست سهلة الصدأ، بينما الرطوبة الجوية، والطقس الممطر المستمر، أو الهواء الذي يحتوي على الحموضة والقلوية يسهل الصدأ. مادة الفولاذ المقاوم للصدأ 304، إذا كانت البيئة المحيطة سيئة للغاية، فهي أيضًا قابلة للصدأ.

بقع الصدأ على الفولاذ المقاوم للصدأ وكيفية التعامل معها؟

1. الطريقة الكيميائية

باستخدام معجون أو بخاخ التخليل، يُعاد تنشيط تكوين طبقة أكسيد الكروم لاستعادة مقاومته للتآكل. بعد التخليل، يُنصح بشطفه جيدًا بالماء لإزالة جميع الملوثات وبقايا الأحماض. بعد معالجة كل شيء وإعادة تلميعه باستخدام معدات التلميع، يُغطى بشمع التلميع. لإزالة بقع الصدأ الطفيفة، يُمكن أيضًا استخدام خليط بنزين وزيت بنسبة 1:1 بقطعة قماش نظيفة.

2. الطرق الميكانيكية

التنظيف بالرمل، والتنظيف بجسيمات الزجاج أو السيراميك، والإزالة، والتنظيف بالفرشاة، والتلميع. تتميز الطرق الميكانيكية بقدرتها على إزالة التلوث الناتج عن المواد المُزالة سابقًا، أو مواد التلميع، أو المواد المُزالة. جميع أنواع التلوث، وخاصةً جسيمات الحديد الغريبة، قد تكون مصدرًا للتآكل، وخاصةً في البيئات الرطبة. لذلك، يُفضل تنظيف الأسطح المُنظفة ميكانيكيًا أوليًا في ظروف جافة. استخدام الطرق الميكانيكية يُنظف السطح فقط ولا يُغير من مقاومة المادة نفسها للتآكل. لذلك، يُنصح بإعادة تلميع السطح باستخدام معدات التلميع، ثم تلميعه بشمع التلميع بعد التنظيف الميكانيكي.

الأجهزة المستخدمة بشكل شائع في درجات وخصائص الفولاذ المقاوم للصدأ

الفولاذ المقاوم للصدأ 1.304. يُعدّ من أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي واسع الاستخدام، ومناسبًا لتصنيع أجزاء الصب المسحوبة بعمق، وأنابيب نقل الأحماض، والحاويات، والأجزاء الهيكلية، وأنواع مختلفة من أجسام الأجهزة، وغيرها. كما يُمكن استخدامه في تصنيع المعدات والأجزاء غير المغناطيسية منخفضة الحرارة.

فولاذ 304L المقاوم للصدأ. لمعالجة مشكلة ترسب Cr23C6 الناتج عن فولاذ 304 المقاوم للصدأ، والذي يميل في بعض الظروف إلى التآكل بين الحبيبات، يُنتج فولاذًا مقاومًا للصدأ أوستنيتيًا منخفض الكربون للغاية، يتميز بمقاومة تآكل بين الحبيبات أفضل بكثير من فولاذ 304 المقاوم للصدأ. بالإضافة إلى قوته المنخفضة نسبيًا، يتميز فولاذ 321 المقاوم للصدأ بخصائص أخرى، تُستخدم بشكل رئيسي في المعدات والمكونات المقاومة للتآكل التي لا يمكن لحامها، ويمكن استخدامها في تصنيع أنواع مختلفة من هياكل الأجهزة.

3.304H الفولاذ المقاوم للصدأ. فرع داخلي من الفولاذ المقاوم للصدأ 304، نسبة كتلة الكربون في 0.04٪ ~ 0.10٪، والأداء في درجات الحرارة العالية أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ 304.

الفولاذ المقاوم للصدأ 4.316. يُستخدم في فولاذ 10Cr18Ni12 بإضافة الموليبدينوم، مما يمنح الفولاذ مقاومة جيدة لعوامل الاختزال ومقاومة جيدة للتآكل النقطي. في مياه البحر وغيرها من الوسائط، تكون مقاومة التآكل أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ 304، ويُستخدم بشكل رئيسي في المواد المقاومة للتآكل النقطي.

فولاذ مقاوم للصدأ 5.316L. فولاذ منخفض الكربون للغاية، يتميز بمقاومة جيدة للتآكل الحبيبي الحساس، ومناسب لتصنيع قطع ومعدات ملحومة ذات مقطع عرضي سميك، مثل معدات البتروكيماويات، في مواد مقاومة للتآكل.

6.316H الفولاذ المقاوم للصدأ. الفرع الداخلي من الفولاذ المقاوم للصدأ 316، وكسر كتلة الكربون من 0.04٪ -0.10٪، والأداء في درجات الحرارة العالية أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ 316.

الفولاذ المقاوم للصدأ 7.317. يتميز بمقاومة أفضل للتآكل النقطي والزحف مقارنةً بالفولاذ المقاوم للصدأ 316L، ويُستخدم في تصنيع معدات مقاومة التآكل في البتروكيماويات والأحماض العضوية.

الفولاذ المقاوم للصدأ 8.321. الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المثبت بالتيتانيوم، والذي يُضاف إليه التيتانيوم لتحسين مقاومة التآكل بين الحبيبات، يتميز بخصائص ميكانيكية جيدة في درجات الحرارة العالية، ويمكن استبداله بالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي منخفض الكربون للغاية. بالإضافة إلى مقاومة درجات الحرارة العالية أو التآكل الهيدروجيني، وفي حالات خاصة أخرى، لا يُنصح بهذا الوضع بشكل عام.

فولاذ مقاوم للصدأ 9.347. فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي مُثَبَّت بالنيوبيوم، يُضاف إليه النيوبيوم لتحسين مقاومة التآكل بين الحبيبات، ومقاومة التآكل في الأحماض والقلويات والملح وغيرها من الوسائط المسببة للتآكل، مع فولاذ مقاوم للصدأ 321، يتميز بأداء لحام ممتاز. يُستخدم هذا الفولاذ كمواد مقاومة للتآكل والحرارة، ويُستخدم بشكل رئيسي في مجالات الطاقة الحرارية والبتروكيماويات، مثل إنتاج الحاويات وخطوط الأنابيب والمبادلات الحرارية والأعمدة والأفران الصناعية، بالإضافة إلى أنابيب الفرن ومقياس حرارة أنابيب الفرن، وما إلى ذلك.

فولاذ مقاوم للصدأ ١٠.٩٠٤ لتر. فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي فائق الجودة، اخترعه الفنلندي أوتو كيمب، بنسبة كتلة نيكل تتراوح بين ٢٤٪ و٢٦٪، ونسبة كتلة كربون أقل من ٠.٠٢٪، ومقاومته ممتازة للتآكل. يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل في الأحماض غير المؤكسدة، مثل أحماض الكبريتيك والأسيتيك والفورميك والفوسفوريك، بالإضافة إلى مقاومته الجيدة للتآكل الشقوقي ومقاومة تآكل الإجهاد. وهو مناسب لتركيزات مختلفة من حمض الكبريتيك أقل من ٧٠ درجة مئوية، ومقاومته الجيدة للتآكل في حمض الأسيتيك وحمض الفورميك وحمض الأسيتيك المختلط بأي تركيز ودرجة حرارة تحت الضغط العادي. يُصنفه المعيار الأصلي ASMESB-625 ضمن السبائك القائمة على النيكل، بينما يُصنفه المعيار الجديد ضمن الفولاذ المقاوم للصدأ. تستخدم الصين فقط الفولاذ من الدرجة التقريبية 015Cr19Ni26Mo5Cu2، ويستخدم عدد قليل من الشركات المصنعة للأدوات الأوروبية المواد الرئيسية باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 904L، مثل أنبوب قياس تدفق الكتلة E + H هو استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 904L، كما تستخدم علبة ساعة رولكس أيضًا الفولاذ المقاوم للصدأ 904L.

فولاذ مقاوم للصدأ ١١.٤٤٠C. فولاذ مقاوم للصدأ مارتنسيتي، فولاذ مقاوم للصدأ قابل للتصلب، فولاذ مقاوم للصدأ بأعلى صلابة، صلابة HRC٥٧. يُستخدم بشكل رئيسي في إنتاج الفوهات، والمحامل، والصمامات، وبكرات الصمامات، وقواعد الصمامات، والأكمام، وسيقان الصمامات، إلخ.

فولاذ مقاوم للصدأ 12.17-4PH. يتميز هذا الفولاذ بصلابة عالية (HRC44)، وقوة وصلابة ومقاومة عالية للتآكل، ولا يُستعمل في درجات حرارة أعلى من 300 درجة مئوية. يتميز بمقاومة جيدة للتآكل، سواءً للأحماض أو الأملاح الجوية أو المخففة، ومقاومته للتآكل تُضاهي مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و430، ويُستخدم في تصنيع المنصات البحرية، وشفرات التوربينات، والبكرات، والمقاعد، والأكمام، وسيقان الصمامات.
في مهنة الأجهزة، جنبا إلى جنب مع القضايا العامة والتكلفة، فإن ترتيب اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي التقليدي هو 304-304L-316-316L-317-321-347-904L الفولاذ المقاوم للصدأ، منها 317 أقل استخداما، 321 غير مستحسن، 347 يستخدم للتآكل في درجات الحرارة العالية، 904L هو فقط المادة الافتراضية لبعض مكونات الشركات المصنعة الفردية، لن يأخذ التصميم عموما مبادرة لاختيار 904L.

في اختيار تصميم الأجهزة، وعادة ما تكون هناك مواد الأجهزة ومواد الأنابيب في مناسبات مختلفة، وخاصة في ظروف درجات الحرارة العالية، يجب أن نولي اهتماما خاصا لاختيار مواد الأجهزة لتلبية درجة حرارة المعدات العملية أو تصميم خط الأنابيب وضغط التصميم، مثل خط أنابيب الفولاذ الكروم الموليبدينوم عالي الحرارة، في حين أن الأجهزة لاختيار الفولاذ المقاوم للصدأ، ثم من المرجح جدا أن تكون مشكلة، يجب عليك الذهاب إلى استشارة درجة حرارة المواد ذات الصلة ومقياس الضغط.

في اختيار تصميم الأداة، غالبًا ما نواجه مجموعة متنوعة من الأنظمة المختلفة، والسلاسل، ودرجات الفولاذ المقاوم للصدأ، ويجب أن يعتمد الاختيار على وسائط العملية المحددة، ودرجة الحرارة، والضغط، والأجزاء المجهدة، والتآكل والتكلفة وغيرها من المنظورات.


وقت النشر: ١١ أكتوبر ٢٠٢٣