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常用于物位测量产品的几种不锈钢防腐特性及其应用
2017-06-09
目前一些用于物位测量的仪表包括音叉液位开关、振动棒料位开关、射频导纳料位开关、磁翻板液位计、阻旋料位开关、超声波物位计和雷达物位计等，仪表的主体材料大多都选用304不锈钢、316L不锈钢、2205双相不锈钢和钛合金等等，以满足工业上绝大多数工况和介质的测量。因此，了解各种不锈钢材料的抗腐蚀特性，对物位产品的生产、选型和成本的控制具有重要的意义。下面就介绍常用于物位测量产品的几种不锈钢防腐特性及其应用。
304不锈钢，是一种通用性的铬--镍不锈钢材料，密度约为7.93g/cm³，具有优良的耐腐蚀、耐高温性能，冲压、弯曲热加工性好，有良好的焊接性能。304不锈钢在干燥清洁的大气中有绝对的抗锈蚀能力。但在使用不当或清洁不及时的情况下，其表面的钝化膜将遭到破坏，仍然会发生均匀腐蚀或局部腐蚀。空气或液体中的氧原子或氯原子不断渗入，或铁原子不断析出形成氧化铁，金属表面就不断受到锈蚀；同时304不锈钢的耐腐蚀能力还与其表面状况有关，光洁度低，表面粗造吸附力大，则耐锈蚀能力低；光洁度高，表面光滑吸附力小，则耐锈蚀能力高。一般应用于普通化工设备、仪表、汽车配件、建材、农业、船舶部件等。同时，304不锈钢为国家认可的食品级不锈钢，适用于食品工业、医疗器具、餐具、橱柜、卫浴用品等。
316不锈钢，是含钼不锈钢种，密度为8.03g/cm³。由于钢中含有钼，提高了对还原性盐、各种无机酸和有机酸、碱、盐类的耐腐蚀能力，其总的防腐性能高于304不锈钢。316L不锈钢，是316不锈钢的变种，它的含碳量低于316，其耐温性能和抗腐蚀性能均优于316不锈钢，可使用于恶劣环境中。316L不锈钢在大气环境下和其他温和环境下具有更佳的耐腐蚀性。一般来说，不会腐蚀304不锈钢的媒介，都不会腐蚀含钼等级的不锈钢，唯一例外的是高氧化性酸，如硝酸，含钼的不锈钢对这种酸的耐腐蚀性较弱。316L含有Mo元素，也提高了抗点腐蚀性，从而更耐氯化物的侵蚀，所以通常用于海洋环境和侵蚀性工业大气工况。316L不锈钢因含碳量低，耐碳化物析出的性能比316更好，提高了抗晶间腐蚀能力，高温下耐腐蚀性更好。316不锈钢具有良好的焊接性能，可采用所有标准的焊接方法进行焊接；为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢的焊接端面需要进行焊后退火处理；如果使用316L不锈钢，不需要进行退火处理。316和316L不锈钢常用于海水里用设备、化学、染料、造纸、肥料等生产设备。
2205双相不锈钢作为一种加N双相不锈钢，是一种铁素体相和奥氏体相共存的不锈钢，密度为7.88g/cm³；具有优良的综合性能、高强度、高抗疲劳强度，它的屈服强度比普通奥氏体不锈钢304和316L高一倍多；同时具有优良的耐腐蚀性能，对氯离子的应力腐蚀断裂的抵抗性要比316L好得多。
下表是304和2205在几种沸腾溶液中的腐蚀性能试验结果：
应力腐蚀断裂试验情况
|
合金 |
沸腾42%MgC12 |
沸腾33%LiC1 |
沸腾26%NaC1 |
|
304L（8%Ni） |
失败（20h） |
失败（96h） |
失败（850h） |
|
439（铁素体型） |
通过（2000h） |
通过（2000h） |
通过（1000h） |
|
2205 |
失败（89h） |
通过（1000h） |
通过（1000h） |
|
2205（焊接） |
失败（89h） |
通过（1000h） |
通过（1000h） |
2205双相不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀的能力也比304和316L好；对稀的还原性酸和高浓度的氧化性酸有抵抗性，对醋酸、蚁酸、硝酸、盐酸、草酸、磷酸和氢氧化钠等有较好的抗腐蚀作用，但在高温高浓度下使用要小心。下表是316和2205普通状态和焊接状态腐蚀试验对比情况。
腐蚀对比试验数据
|
试验溶液（沸腾） |
腐蚀率（mm/a） |
|||
|
典型316L |
2205 |
|||
|
基材 |
焊接材料 |
基材 |
焊接材料 |
|
|
20%醋酸 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
|
45蚁酸 |
0.60 |
0.53 |
0.01 |
0.01 |
|
1%盐酸 |
0.02 |
1.61 |
0.02 |
0.02 |
|
65%硝酸 |
0.56 |
0.46 |
0.52 |
0.49 |
|
10%草酸 |
1.22 |
1.13 |
0.20 |
0.13 |
|
20%磷酸 |
0.02 |
0.03 |
0.02 |
0.03 |
|
10%硫酸氢钠 |
1.82 |
1.43 |
0.65 |
0.51 |
|
50%氢氧化钠 |
1.97 |
2.17 |
0.61 |
0.57 |
|
10%氨基磺酸 |
3.15 |
3.03 |
0.56 |
0.44 |
|
10%硫酸 |
16.1 |
16.7 |
5.23 |
5.08 |
|
硫酸铁+50%硫酸（A262B） |
0.66 |
0.59 |
0.51 |
0.45 |
2205双相不锈钢应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，其使用温度必须控制在250℃以下，当双相不锈钢长期承受300℃以上高温时，其微组织会发生变化。2205双相不锈钢可焊性好，适合常用的焊接方法，一般不推荐自熔焊，需填充焊丝，焊接性能也远优于铁素体不锈钢，焊后不需热处理。2205双相不锈钢被广泛应用在炼油、造纸、石油、化工领域和海水处理设备中。
钛，具有密度低（4.51g/cm³）、比强度高、抗腐蚀性能好等优点，是一种重要的结构金属，被广泛应用在航空、航天、舰船、化工、医疗等各个领域。钛具有优异的耐腐蚀性能，是由于钛和氧有很大的亲和力，在空气或氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。它的抗腐蚀性远优于不锈钢。在大多数的氧化环境中，例如盐溶液，包括氯化物、次氯酸、硫酸盐、亚硫酸盐、稀碱液、硝酸和铬酸溶液，具有较好的耐腐蚀性；钛在海水中完全耐腐蚀，胜过316L不锈钢，在废水、王水、硫化氢、硫、氨水中，都有较好的耐蚀性能。但不耐还原性无机酸的腐蚀，如硫酸、盐酸、磷酸、含氟化物的溶液、以及无水的液态氯、液溴等，钛在氢氟酸中能很快溶解。为解决纯钛的不足，通过加入少量的贵金属，出现了钛合金，提高了工业纯钛在还原性酸中的耐蚀性，对酸碱、海水、污水等有较好的耐蚀性。
深圳计为自动化技术有限公司根据每款产品的性能特点和现场工况，合理选材，既保证仪表的工作性能稳定，又确保产品高质量情况下的高性价比。
以上就是有关常用于物位测量产品的几种不锈钢防腐特性及其应用的相关介绍，如欲了解更多物位开关方面的知识，欢迎关注微信公众号：Jiweimeter。
（深圳计为自动化技术有限公司研发中心2017年6月9日发布）
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