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不锈钢在水环境中的使用

发布于:2014-10-07 08:36来源:苏州不锈钢 作者:9Cr18不锈钢点击:137次
按水中含盐量的不同,水可分为高纯水,淡水,半咸水和海水。高纯水中几乎不含盐,Cl¯一般<=0.1ppm;淡水中含盐量低于0.05%;半咸水中含盐量在0.05%以上,但低于海水中的含盐量;海水中含盐量达3~3.5%。不锈钢在水介质中,一般腐蚀并不是引起不锈钢破坏的主要形式。而最常见的腐蚀破坏系来自局部腐蚀,特别是应力腐蚀,点蚀和缝隙腐蚀。高纯水大量应用于核工业中,特别是以水为冷却和工作介质的沸水和压水核反应堆中。由于高纯水中Cl¯和氧都很低(Cl¯<=0.10ppm,[O]<=0.01ppm),不锈钢在此种条件下的腐蚀率很小,<0.01mm/a。因此水冷核反应堆中除核燃料包壳等少量材料外,大量选用不锈钢,说水冷核反应堆是不锈钢“堆”成的一点也不夸大。所选用的材料主要牌号为0Cr19Ni9,00Cr19Ni11,0Cr17Ni12Mo2,00Cr17Ni14Mo2,0Cr18Ni11Ti等,近些年来,控氮的Cr-Ni奥氏体不锈钢,例如控氮的0Cr19Ni9,00Cr19Ni11,00Cr17Ni14Mo2等大量用作堆内结构材料(法兰,堆内各种支撑件等)和主管道材料。压水堆蒸汽发生器管材虽然已选用高镍耐蚀合金,但蒸发器隔板则选用0Cr13Al(AISA 405)铁素体不锈钢。在水冷反应堆乏燃料储存装置中,除耐高纯水腐蚀外还要求具有热中子吸收能力,为此,含硼的Cr-Ni不锈钢(0Cr18Ni10B)获得了应用。淡水中即使含有少量Cl¯和饱和氧,甚至还有其他杂质,但对不锈钢的一般腐蚀也是微不足道的。因此,所有类型的不锈钢均可用于与淡水相接触的环境中淡水在工业中(工业水),既可作介质又可作原料,因此用量极大。在与工业水相接触的设备,部件中,最常选用的不锈钢是Cr13型,Cr17型和18-8型三大类。各种换热设备,例如换热器,蒸发器,冷凝器,热交换器等的工作环境在工业水条件下是最苛刻的。最常选用的是18-8型钢,例如0Cr18Ni11Ti,0Cr19Ni9,00Cr19Ni11,有时也选用0Cr17Ni12Mo2和00Cr17Ni14Mo2。日常用的医疗器械,厨房设备和器具以及家庭用具等,既与大气接触,又常常受到淡水的腐蚀。在这些条件下选用不锈钢,由于既美观,耐用,卫生,且清洗又非常方便,因而非常受欢迎。在医疗器械中,作为外科手术刀,剪等,随要求的不同可选用3Cr13,4Cr13,3Cr13Mo,9Cr18,9Cr18MoV等不锈钢;作为人体植入器官,除人工关节等选用钴基合金等外,骨折治疗用植入器官仍多选用含2~3%Mo的不锈钢,如0Cr17Ni12Mo2和00Cr17Ni14Mo2。厨房设备和器具以及家庭用具,包括调理作业设备,调理台,运输车,洗刷台柜,烹调台等普遍选用0Cr19Ni9(或0Cr18Ni11Ti)。加热设备,灶具--即热水器,开水器,煤气灶等则多选用0Cr17(Ti),低C,N 的0Cr17MoTi等。厨房机械,即洗碗机等,0Cr19Ni9(或0Cr18Ni11Ti)则是通用的牌号。厨房器具中锅,碗,瓢,勺等既要求有不锈性,又要求易冲压成型,一般中低档可选用0Cr13,0Cr17(Ti)等,而高档则多选用0Cr19Ni9(或0Cr18Ni11Ti)。目前社会上流行所谓不锈钢和不锈铁,前者指18-8型的无磁(或弱磁)的Cr-Ni奥氏体不锈钢,而后者则指Cr13和Cr17型具有铁磁性的马氏体和铁素体不锈钢。人们在选用不锈钢制家用器具时,多用有无磁性来鉴别它们不锈性(或耐蚀性)的优劣。实际上这是一种对不锈钢的误解。普通的家用不锈钢器具只要选择合理并正确使用,即使有磁性的马氏体,铁素体不锈钢同样可满足要求,且价格便宜。反之,即使选用无磁性的18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢也会发生腐蚀。值得提出,对于刀,叉,匙等用具,由于有一定的硬度要求,1Cr13和2Cr13,3Cr13作为餐具专用不锈钢已得到国内外的大量应用。当然,有些高档的刀,叉,匙等也常常选用18-8型Cr-Ni不锈钢。对于要求锋利度好的不锈钢刀具,4Cr13,3Cr13Mo和6Cr13Mo等受到了用户的欢迎。需要指出,为了使不锈钢制的医疗器械,厨房设备和器具以及家庭用具能长期使用并保持光亮,不锈,在可能条件下尽量使它们处于干燥状态。例如使用,清洗后立即擦干后再放置,并避免与酸碱性物质长期接触是非常重要的。在水电站的建设中,含泥沙的河水冲刷是不可避免的,超低碳马氏体不锈钢,例如00Cr13Ni4Mo,00Cr13Ni5Mo等获得了较好的应用。在海水中,就一般腐蚀而言,不锈钢的腐蚀率并不高,但常用不锈钢在海水中的主要破坏形式是点蚀,缝隙腐蚀和应力腐蚀,而且常常受到海水中的含氧量,氯离子浓度,海水与材料的相对流速,海水的污染情况,温度以及海生物等因素的直接影响。一般来说,在室温(30ºC)以下,可选用含Mo2~4%的0Cr17Ni12Mo2和0Cr19Ni13Mo3等不锈钢;对于40~50ºC以下的海水,一般含Mo2~3%的不锈钢已处于临界状态,稍有不慎,便可出现点蚀,缝隙腐蚀等破坏。因此必须选用高Cr,Mo的奥氏体不锈钢,如00Cr18Ni16Mo5(N),00Cr20Ni25Mo4.5Cu(N),00Cr25Ni25Mo5N,00Cr20Ni18Mo6CuN,00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN;双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N,00Cr25Ni7Mo3WCuN;铁素体不锈钢00Cr26Mo1,00Cr25Ni4Mo4Ti,00Cr29Mo4Ni2,00Cr30Mo2等。当选用不锈钢时,海水流速一般要求不小于1.5m/s。 
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