海水淡化用超级双相不锈钢
时间：2019-06-13
作者：无锡不锈钢板
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由于海洋的特定环境，对海洋工程材料有很多特殊要求:最主要的是耐海水腐蚀问题，因为许多水下设备往往由于腐蚀而报废，其次是深海下密封壳体结构的强度问题，这对于长期进行水下作业的设备尤为重要。因此研究高强、轻质、耐海水腐蚀、低成本的材料以及合理的结构设计和选材，已成为海洋工程的关键技术之一。
目前国内外常用的耐海水腐蚀不锈钢大致分为四种类型。第一种是为奥氏体型不锈钢，有较好的耐腐蚀性，但屈服强度均不大于30OMPa，个别也只有450一700MPa;第二种为铁素体型不锈钢，但屈服强度均低于30OMPa;第三种为双相不锈钢，屈服强度可达到700MPa左右;第四种是为沉淀硬化型不锈钢，有较高的强度，但耐蚀性能达不到要求。从提高强度确保耐蚀性的思路出发，调整钢中合金元素，特别是时效强化元素的含量，以期获得强度)880MPa的耐海水腐蚀的新型不锈钢。
双相不锈钢是指铁素体为40一80%的铁素体一奥氏体型不锈钢，其化学成份一般18一28%铬及2一5%镍;根据不同用途添加铝、铜、钨、氮、妮等合金元素。高纯铁素体不锈钢中，分别增加或同时增加铬、铝含量，耐海水腐蚀性大幅度增加。当铬达30%时，孔蚀电位急剧增加，这是因为铬增加钝化膜的稳定性。当钢中添加2%铝可使其在盐酸中的耐蚀性提高30倍，若添加3.5一5%Mo，则临界电流密度非常小，腐蚀率几乎为零。双相不锈钢在海水中具有良好的抗应力腐蚀性。因为:(l)铁素体与奥氏体两相组织具有较高的机械强度，难以引起粗大的滑移。(2)铁素体对奥氏体有电化学保护作用。(3)铁素体组织难以引起穿晶腐蚀。此外，双相不锈钢还具有优良的耐孔蚀、耐缝隙腐蚀能力。
当前海水淡化工业正在快速增长，一半的厂现在中东，最常用的淡化方法有多级闪蒸法(MSF)和反渗透法(RO)，近年来，薄膜技术的进步使RO法的使用有上升趋势。MSF法蒸发器的冷凝器管宜采用2507双相不锈钢管代替钛或铜镍合金，闪蒸室外壳可用2205，后者已在利比亚厂采用。RO法的高压管道和高氯化物环境的高压泵采用2507钢，可与含6％Mo的奥氏体钢媲美，已用于以色列新建的Ashkelon厂。
我国曹妃甸所上的项目即是用Outokumpu供给的300~2205钢板，制成了lOOm×25m×6m的多级闪蒸设备。通常120万吨级的处理设备即需要1万吨6mm厚的钢板。我国淡水资源不足，海岸线很长，海水淡化将会提上日程，这将是双相不锈钢的潜在用途。