Қыздырылған дөңгелек айналымдық коррозияға төзімді болат рулондарын және олардың өнеркәсіптік рөлін түсіну

Қыздырылған дөңгелек аустенитті болат — өңдеу саласында, энергетикалық инфрақұрылымда және ауыр жабдықтарды өндіруде қолданылатын көптеген болат өнімдерінің бастапқы түрі. Қыздырылған дөңгелек болатқа қарағанда, суық дөңгелек болат қайта дөңгелектелген кезде қалыңдықтың нақтырақ толеранциясын және бетінің тегісірек болуын қамтамасыз ету үшін қалыпты температурада қосымша дөңгелектеледі. Ал қыздырылған дөңгелек болат қайта кристалдану нүктесінен жоғары температурада (әдетте 1100–1250 °C аралығында, маркасына байланысты) өңделген кезде оның қасиеттерін сақтайды. Осы процестен шығатын материалдың беті «№1» беттік өңдеумен сипатталады, яғни тұтынуға бағытталған болат өнімдерінде кездесетін жарқыраған 2B немесе BA беттік өңдеуге қарағанда матты және сәл тұйық болады. Бұл беттік күйге қоса, қалыңдығы 3,0 мм-ден 14,0 мм-ге дейін, ені 2000 мм-ге дейін болатын материалдар қыздырылған дөңгелек болаттың механикалық беріктігі, жоғары температурада коррозияға төзімділігі мен материал қалыңдығы көрініс сапасынан маңызды болатын қолданыстар үшін негізгі шикізат ретінде қолданылуына себепші болады. Қыздырылған дөңгелек болатты сатып алуға жауапты өндірістік сатып алу тобы қолданылатын марканы дұрыс таңдау үшін маркалардың логикасын түсінуі қажет: мысалы, 304 және 316L аустенитті маркаларын, 430 ферритті маркасын немесе 310S немесе 321 арнайы маркаларын таңдау әртүрлі жұмыс ортасында өнімнің қасиеттерін анықтайды.

Химиялық өңдеу және мұнай-химиялық жабдықтардың қолданылуы

Химиялық өңдеу саласы – ыстық катанған коррозияға төзімді болат орамын ең көп тұтынатын салалардың бірі, атап айтқанда, сақтау резервуарларын, реакциялық ыдыстарды, жылу алмастырғыштарды және трубопровод жүйелерін жасау кезінде. 304 маркалы коррозияға төзімді болат (хромның 18% және никельдің 8% құрамымен) органикалық химиялық заттарды, тамақ өнімдерін өңдеу сұйықтықтарын және орташа температурада жеңіл қышқылды орталарды өңдеуге жарамды жалпы коррозияға төзімділік қасиетін қамтамасыз етеді. Хлоридтерге толы орталар – теңіздік химиялық зауыттарда, тұзсыздандыру қондырғыларында және теңізде орналасқан өңдеу платформаларында кеңінен таралған. Мұндай орталар үшін 2–3% молибден қосылған 316L маркалы коррозияға төзімді болат қолданылады, себебі молибден пішінделген және шағын саңылаулардағы коррозияға төзімділікті қатты арттырады. Төмен көміртегілі нұсқасы (L-марка, көміртегінің максималды мөлшері – 0,03%) дайындалған құрылғыларды дәнекерлеу кезінде маңызды, өйткені кемітілген көміртегі мөлшері дәнекерлеу кезінде дәншек шекараларында хром карбидінің тұнбаға шөгуін азайтады, сондықтан интергранулярлық коррозияға төзімділік сақталады және көптеген қалыңдықтар үшін дәнекерлеуден кейін ерітіп жылыту қажет емес. 316L маркалы ыстық катанған коррозияға төзімді болат орамы, әдетте 4 мм–ден 12 мм-ге дейінгі қалыңдықта тапсырыс беріледі; олар қысымы бірнеше мегапаскальға дейін және температурасы криогендік температурадан шамамен 400 градус Цельсийге дейінгі қысым ыдыстарының цилиндрлік қабырғаларын жасау үшін катанады.

Жылу алмасу қондырғылары мен жылу техникасын өндіру

Жылытқыштардың құрылғысы үшін жылы дайындалған коррозияға төзімді болат орамы – бұл қолданыс өте күрделі, өйткені материал жылулық циклдау мен сұйықпен әсер ету әрекетінің бір уақытта әсер етуінде механикалық беріктігі мен коррозияға төзімділігін сақтауы керек. Құбырлы-қабырғалы жылытқыштарда құбырлы табақтар, қабырғалар мен аралық көперлерді жиі 6 мм-ден 14 мм-ге дейінгі қалыңдықтағы жылы дайындалған коррозияға төзімді болат орамынан жасайды. 500 °С-тан жоғары температурада жұмыс істейтін жылытқыштар үшін – мысалы, отты жылытқыштарда, қалдық жылуын пайдалану қондырғыларында және будың артық қыздыру қондырғыларында – 310S маркасы (25% хром, 20% никель) стандартты 304 немесе 316 маркаларына қарағанда жоғары тоттануға төзімділік пен жоғары температурадағы беріктік көрсетеді. Температура 425–870 °С аралығында ұзақ уақыт бойы жұмыс істейтін жағдайларда титанмен тұрақтандырылған 321 маркасы қолданылады, өйткені титан көміртегімен алдын ала қосылып, хром карбидінің түзілуін болдырмауға көмектеседі. Жылулық жабдықтарды дайындау кезінде жылы дайындалған коррозияға төзімді болат орамы қысымды шектеу шекаралары үшін қажетті қалыңдықты қамтамасыз етеді, сонымен қатар өндірушіге орам түріндегі материалдан басын, қабырғаларды және құбырлы табақтарды өңдеуге мүмкіндік береді; бұл қайталанатын компоненттерді өндіру үшін ұзындығы бойынша кесілген плиталарды сатып алуға қарағанда экономикалық тиімдірек және логистикалық тұрғыдан қарапайым.

Тамақ өңдеу, фармацевтикалық және гигиеналық жабдықтар

Тамақ өнеркәсібі мен фармацевтикалық өндіріс ортасында жиі қолданылатын агрессивті дезинфекциялау құралдарымен тазартуға шыдамды, сонымен қатар ластануға себеп болатын беттік қуыстары жоқ материалдар талап етіледі. 304 маркалы ыстық катарланған коррозияға төзімді болат рулоны пивоварияларда, сүт өңдеу зауыттарында және фармацевтикалық АЖЗ (белсенді зат) өндірісінің кәсіпорындарында үлкен араластыру ыдыстарының, ферментация ыдыстарының және сақтау силосының конструкциялық қабығы мен қолдау рамасы ретінде қолданылады. Бұл қолданыстарда коррозияға төзімді болат қажетті беттік кедір-будырлылықты (әдетте өніммен тікелей контакт болатын беттер үшін Ra ≤ 0,8 мкм немесе одан да жақсы) қамтамасыз ету үшін кейінгі беттік өңдеуден өтуі мүмкін — мысалы, қышқылмен өңдеу мен пассивациялау, механикалық полировка немесе электрополировка. Рулон түрінде берілуі өндірушілерге стандартты цилиндрлік ыдыстар мен қабықтың жеке бөліктерін шығаратын кәсіпорындар үшін өте тиімді, өйткені материал белгілі бір енде тапсырыс беріледі, нәтижесінде дәнекерлеу шовлары мен қалдықтар азаяды. 70–85 °C температурада сілтілі ерітінділерді қолданатын жоғары температуралы «орында тазарту» (CIP) жүйелері үшін материал кернеумен шақырылатын коррозияға төзімді болуы керек; 304 маркасы көптеген қолданыстарда жеткілікті болуы мүмкін, бірақ тазарту құралдары немесе технологиялық сұйықтықтарда хлоридтердің концентрациясы жоғары болса, 316L маркасы қосымша қауіпсіздік шегін қамтамасыз етеді.

Автомобильдер мен көліктердің шығару жүйелері

Автомобильдың шығару жүйесін өндіру ферритті ыстық дайындалған коррозияға төзімді болат орамы үшін маңызды қолдану саласына айналды, әсіресе 409, 436 және 439 маркаларында. Бұл маркалар жоғары температурада тот басудан қорғану, жылулық циклдық төзімділік пен өндірістік құны бойынша аустенитті маркаларға қарағанда тиімдірек болып табылады; соңғылары никель қосымшасын қамтиды, сондықтан жоғары көлемді автомобиль өндірісі үшін аз тиімді. Ферритті коррозияға төзімді болат орамы ыстық дайындалған күйінде жарықшақтау, пішіндеу, дәнекерлеу және кейде жұқа қалыңдыққа екінші ретті суық дайындау процестері арқылы шығару жинағыштарына, каталитикалық тазартқыш қабықтарына, глушитель денелеріне және шығару трубаларына өңделеді. Ыстық дайындалған бастапқы қалыңдық — жинағыш пен фланец қолданыстары үшін әдетте 3,0 мм–ден 6,0 мм-ге дейін — терең тарту мен ыстық пішіндеу процестері үшін қажетті материал көлемін қамтамасыз етеді. Әлем бойынша автомобильлердің шығарылатын зиянды заттарына қойылатын талаптардың қатаңдауына байланысты шығару компоненттерінің тұрақтылығына қойылатын талаптар көтерілді, бұл салқын іске қосылған кезде шығару газындағы қышқылдардың конденсатынан коррозияға төзімді болу үшін хром мөлшері жоғарырақ ферритті маркаларға (18–20% Cr) бағытталған спецификацияны қажет етеді. Орам түріндегі жеткізу автомобильдің жоғарғы деңгейлі жабдықтаушыларына штамптау мен труба-төсем өндірісінің үзіліссіз жұмыс істеуін, орам ауысуы кезіндегі тоқтату уақытын минималды деңгейде ұстауға мүмкіндік береді.

Өнеркәсіптік қолдану жағдайы: Темірбетонды сақтау резервуарлары

500 кубикалық метр сыйымдылығы бар он екі тік цилиндрлі ыдыс қажет ететін тамақ өнімдеріне арналған ішуге жарамды май сақтау терминалын қарастырыңыз. Ыдыстардың қабырғалары 304 маркалы ыстық дайындалған шойын болатының рулондарынан жасалған, төменгі қабырға бөліктері үшін — 6 мм, жоғарғы бөліктер үшін — 4 мм қалыңдықта. Қабырға пластиналары рулондардан цилиндрлерге дайындалып, бойлық және шеңберлік буындық дәнекерленулер арқылы біріктіріледі. Инженерлік талаптар бойынша барлық дәнекерлену жолақтары бояғыш пенетрантымен тексерілуі тиіс, ал ыдыстардың табандары 24 сағат бойы еңістікке тексеріледі, қабырғалары — жобалық сұйық деңгейіне дейін гидростатикалық сынақтан өтеді. Тәжірибелік тарапты таңдау кезінде ыдыс дайындаушысы ыстық дайындалған шойын болатының рулондарын тұтынушыларын қабырға бөліктеріндегі вертикаль дәнекерлену жолақтарының санын азайту үшін рулон енінің тұрақтылығы бойынша бағалайды; әрбір рулон үшін балқыту нөмірін көрсететін зауыттық сынақ сертификатының іздегіштігі; сонымен қатар, коррозияға төзімділіктің біркелкі болуын қамтамасыз ету үшін маңызды бөліктер үшін бір балқыту нөмірінен материал беру қабілеті. Көптеген болат түрлерін (мысалы, көміртекті болат рулондары, Н-тәрізді профильдер, трубалар және алюминий) өз өнімдік портфеліне қоса, шойын болатын да ұсынатын көптік болат тұтынушысы — мысалы, Tianjin Hengrunlong Import and Export Co., Ltd. — бір жоба үшін әртүрлі материал түрлерін сатып алатын дайындаушыларға қолдау көрсетеді, яғни әрбір материал түрі үшін жеке тұтынушылармен қарым-қатынас орнатудың сатып алу шығындарын азайтады.

Әртүрлі құрылыс және құрылымдық ерітінділерде асыл тұзбас болаттың қолданылуы

Таза өндірістік қолданыстан басқа, ыстық дайындалған коррозияға төзімді болат орамы құрылыс және құрылымдық қолданыста да кеңінен қолданылады, мұнда коррозияға төзімділік, өртке төзімділік және төмен циклдық қызмет көрсету шығындары бастапқы материалдық инвестицияның жоғары деңгейін оправданайды. Құрылымдық коррозияға төзімді болаттың профилі — бұрыштар, каналдар және жасалған аркалар — ыстық дайындалған орамды суытқаннан кейінгі роликтік қалыптау немесе престеу арқылы ашық профильдерге қалыптауға сай жолақ еніне кесіп алу арқылы жиі дайындалады. Су аймағында немесе ластанған қалалық аймақтарда орналасқан ғимараттардың фасадтық жүйелерінде ыстық дайындалған коррозияға төзімді болат орамы қолданылады; олар қолдау иірткіштерін, бекіту жүйелерін және сыртқы қабырғалардың ішкі құрылымын дайындау үшін пайдаланылады, олар ондаған жыл бойы қорғаныс қабатын жөндеусіз күштік тұрақтылығын сақтауы тиіс. Теңіз жағалауынан 5 км ішінде орналасқан сыртқы құрылыс қолданыстары үшін ауадағы хлоридтердің әсеріне байланысты әдетте 316L маркасы көрсетіледі. Жүзу бассейндерінің залдарындағы, химиялық зертханалардағы немесе өндірістік суларды тазарту ғимараттарындағы ішкі құрылымдық элементтер үшін 304 немесе 316L маркасындағы ыстық дайындалған коррозияға төзімді болат орамы күштілік пен коррозияға төзімділіктің қажетті комбинациясын қамтамасыз етеді; бұл көміртегі болаты қымбат қорғаныс қабаты жүйелерін және периодты қайта бояуды талап ететін ылғалды, химиялық тұрғыдан агрессивті атмосферада күштік элементтер ретінде қолданылады.

Жылы дайындалған шойын болаттың орамының қолданылуы туралы сұрақтар

С: Жылы және суық дайындалған шойын болаттың орамы арасындағы айырмашылық неде және қашан жылы дайындалған орамды таңдау керек?

Ж: Жылы дайындалған шойын болаттың орамы рекристалдану температурасынан жоғары температурада өңделеді, нәтижесінде матта, сәл қатты бетті №1 жабыны пайда болады. Суық дайындалған орам қосымша домалақтау арқылы қалыңдығын тиісті шектеулерде ұстауға, бетінің гладкостығын жақсартуға (2B, BA жабыны), сонымен қатар жұмыс қатайту арқылы механикалық қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік береді. Жылы дайындалған орамды қалыңдығы шамамен 3,0 мм-ден асқанда, беттің көрінісі негізгі маңызға ие болмағанда немесе материалды кейіннен тазарту немесе механикалық өңдеуден кейін дәнекерлеу үшін таңдау керек. Жылы дайындалған орам эквивалентті маркалар үшін килограмына тиімдірек. Дәл қалыңдық бақылауы, жарқыраған бет жабыны немесе 3,0 мм-ден аз қалыңдықтағы қолданыстар үшін суық дайындалған орам ұсынылады.

Сұрақ: Қыздырылған дөңгелек айналымды шойын болат рулонын қосымша қаптамасыз ашық аспан астында қолдануға бола ма?

Жауап: Иә, хромның құрамына байланысты шойын болат табиғи түрде коррозияға төзімді, себебі оның бетінде өзін-өзі жаңартатын пассивті хром оксиді қабаты түзіледі. Дегенмен, ашық аспан астында қолдану үшін марка таңдау өте маңызды. Төмен деңгейдегі ластануы бар ауылдық және қалалық аймақтарда 304 маркалы қыздырылған дөңгелек айналымды шойын болат рулоны қаптамасыз да жақсы көрсеткіш береді. Су айдыны жағалауында немесе де-айсинг тұзы әсер ететін аймақтарда 316L маркасы ұсынылады. Ауыр теңіз немесе химиялық өндіріс атмосферасында дуплекс маркалары, мысалы, 2205 қажет болуы мүмкін. №1 қыздырылған дөңгелек айналымды беттік өңдеу функционалды болса да, агрессивті атмосферада уақыт өте келе бетінде лаңжығу пайда болуы мүмкін; егер эстетикалық біркелкілік маңызды болса, жинақтаудан кейін беттік өңдеуді (ашылу және пассивтендіру) көрсету осы мәселеге шешім болады.

Сұрақ: Нақты химиялық ортада қандай шойын болат маркасын таңдау керектігін қалай анықтауға болады?

А: Химиялық ортада қолданылатын марка таңдауы нақты қолданылатын химиялық заттарға, олардың концентрациясына, жұмыс температурасына және орта үнемі ылғалданатын немесе ылғал-құрғақ кезеңдері ауысып отыратын болып табылатынына негізделуі тиіс. Ұлттық коррозия инженерлері ассоциациясы (NACE) немесе Outokumpu коррозиялық қолжетімділік құралы сияқты коррозиялық деректер кестелеріне сілтеме жасаңыз; бұл кестелерде жиі қолданылатын маркалар үшін белгілі орталарға қатысты изокоррозиялық қисықтар келтірілген. Жаңа немесе өте агрессивті химиялық қоспалар үшін имитацияланған жұмыс жағдайларында зертханалық коррозиялық пробаларын сынақтан өткізіңіз. Өзіңіздің ыстық дайындалған шойынды болат орамын қолданушысына толық химиялық орта сипаттамасын міндетті түрде хабарлаңыз, сонда ұсынылатын марканың ұқсас жағдайларда қолданылу тәжірибесі бар екендігін растауға болады.