浙江至德鋼業(yè)有限公司對雙相不銹鋼和奧氏體不銹鋼的抗點腐蝕/縫隙腐蝕以及耐氯化物應力腐蝕開裂性能進行比較。

一、抗局部腐蝕(點腐蝕/縫隙腐蝕)性能

  不銹鋼在氯化物介質中,抗點腐蝕/縫隙腐蝕性能主要取決于鉻、鉬和氮的含量,可用當量點蝕與腐蝕阻力(PRE)來表示,PRE值(以百分率計)越高,抗點腐蝕能力越強。根據山特維克鋼鐵公司學術交流資料，其計算式(%計)如下:

 PRE=(Cr)+3.3(Mo)+16(N)

 據此公式和表,可計算出各種不銹鋼的PRE值如表。

 由表可看出: 雙相不銹鋼SAF2304抗點腐蝕能力優(yōu)于304L, 而與316L相近;SAF2205抗點腐蝕能力更好; SAF2507是雙相不銹鋼中抗點腐蝕能力最強的。

二、抗應力腐蝕開裂性能

 雙相不銹鋼具有優(yōu)良的抗應力腐蝕開裂性能以及較奧氏體不銹鋼為高的屈服強度,其原因如下：

 1. 雙相不銹鋼中第二相的存在對基體中應力腐蝕開裂的裂紋擴展有機械封閉作用。以鐵素體相為基體時,奧氏體相對裂紋有阻擋作用,裂紋在鐵素體相中發(fā)生和發(fā)展,遇到奧氏體相時,裂紋尖端或是中斷、或是改變方向。反之,以奧氏體相為基體時,鐵素體相亦起相同的作用。當兩相含量相當,均在50%時,鐵素體相或奧氏體相均可阻擋應力腐蝕開裂裂紋的擴展。

 2. 第二相的電化學保護作用。在應力腐蝕開裂裂紋發(fā)展過程中,伴隨著鐵素體相的陽極溶解,奧氏體相從而得到陰極保護,因而裂紋不易穿過奧氏體相,亦即奧氏體相抑制了裂紋的擴展。

 3. 在中性含氯離子介質中,奧氏體不銹鋼多系以點蝕為起點,而雙相不銹鋼由于其成分、組織結構的特點,其耐點蝕性能優(yōu)于奧氏體不銹鋼,點蝕既不易引成,即使一旦形成,由于第二相的屏障作用,又不易擴展成應力集中系數(shù)較大的尖角形點蝕坑。正是由于雙相不銹鋼具有獨特的耐氯化物腐蝕性能,近年來在氯堿行業(yè)EDC/VCM裝置中應用已越來越多。上海天原華勝360kt/aVCM裝置中的粗EDC冷凝器管程、尾氣冷卻器管程、粗EDC冷凝液分離器、循環(huán)壓縮機分離器、二氧化碳汽提塔、尾氣分離器,江蘇泰興(新浦)化學公司200kt/aVCM裝置中的循環(huán)氣分離器、粗EDC冷凝器管程、低壓循環(huán)氣加熱器管程,介質均為含氯離子的氯化物,材料均選用SAF2205雙相不銹鋼,使用情況均較好。

三、結論

  雖然雙相不銹鋼的板材和管材目前主要還依賴進口,材料價格較高,但雙相不銹鋼有較高的強度指標,這使其在符合各種設計規(guī)范的計算中可取較高的許用應力,從而使在相同的使用條件下,材質采用雙相不銹鋼時,其壁厚可減小,也降低了設備成本。再者從技術經濟綜合指標考慮,由于設備材料選用了耐氯化物腐蝕性能較好的雙相不銹鋼,較碳鋼和一般不銹鋼裝置的使用壽命會成倍增加,從而大大提高了裝置的開工率,明顯減少了維修費用。相對而言,一次性投資的增加只能算作一個小數(shù)。