تطوير وتطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ NSSC2120 المستخدم في وحدة تحلية مياه البحر
كإجراء لحل مشكلة موارد المياه العالمية ، يتزايد الطلب على معدات تحلية مياه البحر. ومع ذلك ، من أجل التحكم في تكلفة بناء معدات تحلية مياه البحر وزيادة القدرة الإنتاجية لمعدات تحلية مياه البحر ، تحلية مياه البحر التبخرية على نطاق واسع مع كمية كبيرة من وظيفة إنتاج المياه. يستخدم الجهاز العديد من المواد المقاومة للتآكل.
المواد الرئيسية المقاومة للتآكل المستخدمة هي الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين. من أجل توسيع اختيار المستخدم للمواد المقاومة للتآكل والقدرة على اختيار مواد أكثر مقاومة للتآكل معقولة ، طورت شركة Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Co.، Ltd. فولاذ مزدوج الطور منخفض السبائك مع قابلية لحام جيدة ، وهي NSSC2120 . يقدم هذا المقال خصائص وتطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ NSSC2120 المطور حديثًا لمعدات تحلية المياه.
1. الفولاذ المقاوم للصدأ لجهاز تحلية مياه البحر
يوضح الجدول 1 المواد المعدنية المستخدمة في جهاز تحلية مياه البحر متعدد المراحل والذي يمكنه تحلية مياه البحر بكميات كبيرة بكفاءة. مجتمعة ومستخدمة. بالنسبة للفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ ، يتم استخدام 316L بمقاومة عالية للتنقر ، ويتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين للأجزاء ذات تركيز الملح العالي وبيئة التآكل الشديدة.
سمة دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ هو أنه من منظور التركيب المعدني ، فإن مقاومته للتشقق الناتج عن الإجهاد الناتج عن أيونات الكلوريد أقوى من مقاومة الفولاذ الأوستنيتي ، لكن مقاومته للتآكل تعتمد على إضافة سبائك فعالة مقاومة للتآكل مثل Ni و Mo. ولكن مختلف. مقارنةً بمعيار الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين ASTMS31803 (22٪ Cr-5٪ Ni-3٪ Mo) ، تُسمى درجات الفولاذ مثل S32101 (21٪ Cr-1.5٪ Ni-N) مع عدد أقل من عناصر السبائك بالفولاذ المزدوج منخفض السبائك .
2. تطوير وخصائص NSSC2120
أدى ظهور فولاذ مزدوج الطور منخفض السبائك مع أقل قدر ممكن من إضافة المعادن الثمينة مثل Ni و Mo إلى توسيع نطاق تطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين. يتميز الفولاذ ذو الطور المزدوج منخفض السبائك بثلاث مزايا: ① مقاومة التآكل هي نفس مقاومة الفولاذ الأوستنيتي العادي المستخدم في بيئة ملحية معتدلة ؛ تكلفة السبيكة منخفضة ، وتغير السعر صغير ؛ ③ قوة الخضوع هي تقريبًا نفس نظام الأوستنيتي وهي ضعف درجة الفولاذ ، لذلك يمكن استخدام الفولاذ مزدوج الطور منخفض السبائك كصلب اقتصادي مزدوج الطور لتوسيع تطبيقه ليحل محل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي العادي.
ومع ذلك ، فإن الفولاذ منخفض الطور مزدوج السبائك الذي يمثله S32101 في الماضي يعاني من مشكلة تدهور مقاومة التآكل والمتانة أثناء اللحام بمدخلات حرارة عالية ، ومن الصعب تطبيق لحام القوس المغمور على اللحام عالي الكفاءة للأجزاء الهيكلية. التركيب الكيميائي الرئيسي لـ NSSC2120 هو 21٪ Cr-2٪ Ni-N. من خلال موازنة نسبة التوزيع ، يتم حل مشكلة اللحام ، ويمكن تطبيقها على اللحام بمدخلات حرارة عالية.
من مقارنة مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ NSSC2120 ، والفولاذ المزدوج الآخر ، والفولاذ الأوستنيتي في اختبار CCT لمياه البحر الاصطناعية ، يمكن ملاحظة أن NSSC2120 لديها نفس مقاومة التآكل التنقر مثل TY304. بالإضافة إلى ذلك ، من حيث مقاومة تكسير تآكل الإجهاد ، نظرًا للهيكل المختلط والقوة العالية للفولاذ ثنائي الطور ، فإن مقاومة تكسير الإجهاد والتآكل أفضل من TY304.
3. التطبيق في وحدة تحلية مياه البحر
وفقًا لخصائص الفولاذ المقاوم للصدأ NSSC2120 ، تم تقييم خصائصه كمواد لمعدات تحلية مياه البحر ، وكانت النتيجة أنه يمكن استخدامه في أكبر معدات تحلية مياه البحر في قطر. تستخدم وحدة تحلية مياه البحر إجمالي 3200 طن من الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين ، منها 700 طن من الفولاذ المقاوم للصدأ NSSC2120. نظرًا لأنه يمكن أن يحسن بشكل كبير قابلية تشغيل اللحام ، يمكن أن يحل محل S32101. في المستقبل ، يمكن توسيع NSSC2120 لاستخدامه في محطات تحلية المياه على نطاق واسع في الشرق الأوسط.
4. التطبيق في الصناعات الأخرى
بدأ استخدام NSSC2120 على نطاق واسع في الصناعات الأخرى. استخدمت صناعة بناء السفن اليابانية على نطاق واسع NSSC2120 عند تصنيع الناقلات البحرية بدلاً من TY304 والألواح الفولاذية الكربونية المطلية ، والتي لا تضمن مقاومة التآكل فحسب ، بل تتميز أيضًا بإمكانية تشغيل جيدة وقابلية لحام ، ويمكنها أيضًا تبسيط الصيانة أثناء الملاحة.
في المستقبل ، يمكن تطبيق NSSC2120 على ناقلات عابرة للمحيطات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدام NSSC2120 في بوابات الخزانات ومعدات معالجة المياه. تضررت البنية التحتية على طول الساحل الشمالي الشرقي لليابان بشدة من جراء زلزال شرق اليابان الكبير وتسونامي ، وهناك العديد من البوابات ومعدات معالجة المياه التي تتطلب صيانة وإعادة بناء على المدى المتوسط إلى الطويل.
تقدمت شركة Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Co.، Ltd. بطلب للتسجيل الفني للصلب ثنائي الطور منخفض السبائك عالي القوة إلى وكالة معلومات التكنولوجيا الجديدة التابعة لوزارة الأراضي والبنية التحتية والنقل والسياحة من أجل تسريع وتيرتها. التطبيق في بناء مشاريع البنية التحتية العامة مثل البوابات والخزانات ومرافق السدود التي تعتمد تقنيات جديدة.
5. اختتام
نظرًا لأن NSSC2120 يتمتع بنفس مقاومة التآكل ومزايا القوة العالية مثل TY304 في بيئة منخفضة الكربون ، فمن المقدر أنه يمكن استخدامه ليس فقط في معدات الطاقة ولكن أيضًا في الصناعات الأخرى في المستقبل. في صناعة البناء ، تتميز NSSC2120 بكونها خفيفة الوزن ولا تحتاج إلى صيانة ، لذلك يمكنها استبدال الأجزاء الهيكلية والملحقات السابقة باستخدام الفولاذ المجلفن.
نظرًا لأن خصائص اللدائن المرنة المقابلة لإجهاد الشد أقرب إلى الكربون الصلب من الأوستينيت العادي ، فيمكن استخدامه كمكون هيكلي في المستقبل. في الآونة الأخيرة ، تم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ NSSC2120 لاستبدال صفائح الفولاذ المجلفن من أجل الدعامات الشمسية واسعة النطاق. بالإضافة إلى ميزاته الخالية من الصيانة ، يتمتع NSSC2120 أيضًا بمزايا الوزن الخفيف وخفض التكلفة ، وهو السبب الأكبر لاعتماده.
مع التوسع المستمر في نطاق تطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ NSSC2120 ، توسعت المنتجات من منتجات الألواح السميكة الأصلية إلى منتجات الألواح الرقيقة والأسلاك. بالإضافة إلى ذلك ، فيما يتعلق بإنتاج المكونات ، وبالتعاون مع الشركات ذات الصلة ، قمنا بإعداد مجموعة متنوعة من منتجات المعالجة الثانوية مثل الأنابيب الملحومة ، والمفاصل ، والفولاذ المقطعي ، والمسبوكات ، والمطروقات لتلبية الاحتياجات المختلفة للمستخدمين.