Jakie są główne elementy wpływające na odporność na korozję rur odlewanych ze stali nierdzewnej?
Rury odlewane ze stali nierdzewnej są szeroko stosowane w przemyśle petrochemicznym, sprzęcie do obróbki cieplnej, metalurgii i wysokotemperaturowych układach spalania ze względu na ich doskonałą wytrzymałość mechaniczną, stabilność termiczną i doskonałą odporność na korozję. Szczególnie w wysokich temperaturach, pod wysokim ciśnieniem i w środowisku silnie korozyjnym, odporność materiałów na korozję jest jednym z podstawowych wskaźników wpływających na stabilność i żywotność produktu.
Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd., zlokalizowana nad brzegiem pięknego jeziora Taihu, zgromadziła głębokie podstawy techniczne w dziedzinie odlewów żaroodpornych, odpornych na zużycie i korozję, o rocznej zdolności odlewania 5000 ton i zaawansowanej platformie technologicznej. Seria wysokostopowych rur odlewanych odśrodkowo, takich jak rury radiacyjne, rolki tonące, rolki maszyn papierniczych itp., są szeroko stosowane w obróbce cieplnej, szklarstwie, papiernictwie, metalurgii i innych gałęziach przemysłu i są eksportowane do Europy, Ameryki Południowej, Japonii oraz innych krajów i regionów.
Chrom (Cr) – główny pierwiastek tworzący warstwę pasywacyjną
Chrom jest głównym pierwiastkiem, który określa podstawową cechę stali nierdzewnej „odporność na korozję”. Zwykle stal o zawartości chromu powyżej 10,5% ma zdolność tworzenia stabilnej warstwy pasywacyjnej. Ta bogata w chrom warstwa tlenku może szybko pokryć powierzchnię materiału i skutecznie zapobiegać dalszej reakcji utleniania.
Wuxi Dongmingguan wykorzystuje żaroodporne stopy o wysokiej zawartości chromu, aby zapewnić zawartość chromu wyższą niż 18% podczas produkcji rur promieniujących, walców tonących i innych produktów. Nawet w atmosferach utleniających o wysokiej temperaturze lub w środowiskach zawierających siarkę może nadal utrzymywać stabilną warstwę ochronną tlenków na powierzchni, znacznie wydłużając żywotność. Zwartość i właściwości samoregeneracyjne folii pasywacyjnej są kluczem do poprawy stabilności złączek rurowych w mediach silnie korozyjnych.
Nikiel (Ni) - Stabilizuje strukturę austenitu i zwiększa odporność na korozję i wytrzymałość
Nikiel jest stabilizatorem austenitu, który może nie tylko poprawić odporność na korozję rur odlewanych ze stali nierdzewnej, ale także znacznie poprawić ciągliwość w wysokich temperaturach, udarność i przetwarzalność. Zwłaszcza w mediach takich jak siarkowodór i chlorek, im wyższa zawartość niklu, tym lepsza odporność na korozję.
Wuxi Dongmingguan szeroko wykorzystuje systemy stopów o zawartości niklu 8–35% w procesach odlewania precyzyjnego i odlewania odśrodkowego. W szczególności w wysokotemperaturowych rurach radiacyjnych, dolnych walcach pieca grzewczego i innych scenariuszach zastosowań stosuje się stopy o wysokiej zawartości niklu i chromu (takie jak HK40, HP, HU, HT i inne stopy zgodne ze standardem ASTM A297), aby zapewnić materiałowi doskonałą stabilność strukturalną i odporność na korozję zarówno w atmosferze utleniającej, jak i redukującej.
Molibden (Mo) – Zwiększa odporność na korozję wżerową i szczelinową
Dodatek molibdenu znacząco zwiększa odporność na wżery rur odlewanych ze stali nierdzewnej w środowiskach zawierających jony chlorkowe (takich jak środowisko wody morskiej i mgły solnej) i jest niezbędnym pierwiastkiem stopowym w środowiskach morskich i zakładach chemicznych. Jest odporny na lokalną korozję poprzez wzmocnienie stabilności warstwy pasywacyjnej.
We współpracy z klientami z Japonii i Europy firma Dongmingguan dodała 2–3% pierwiastków Mo do niektórych wysokiej klasy rolek pieca do obróbki cieplnej i rolek tonących, znacznie poprawiając stabilność produktu w atmosferach zawierających chlorki lub atmosferach kwaśnych oraz zapewniając, że podczas długotrwałej pracy na powierzchni nie występują wżery i łuszczenie się.
Krzem (Si) i aluminium (Al) — poprawiają odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze i nawęglanie
Krzem i aluminium mogą zwiększać odporność stali nierdzewnej na utlenianie w środowiskach o wysokiej temperaturze oraz zapobiegać dalszemu utlenianiu i erozji węgla poprzez tworzenie gęstej warstwy tlenku. Jego rola jest szczególnie widoczna w produktach takich jak rury radiacyjne poddane obróbce cieplnej i walce dolne pieca wysokotemperaturowego.
Wuxi Dongmingguan wprowadza zawartość krzemu w odlewach wysokostopowych na poziomie 1,5–3,0% zgodnie z potrzebami klienta oraz symuluje i optymalizuje ewolucję organizacyjną odlewów w atmosferach o wysokiej temperaturze za pomocą oprogramowania symulacyjnego, takiego jak ANYCASTING, dzięki czemu lampy radiacyjne nadal utrzymują niski stopień utleniania i dobrą integralność strukturalną powyżej 1000°C.
Jakie są powszechnie stosowane procesy odlewania przy produkcji rur odlewanych ze stali nierdzewnej?
W wysokotemperaturowych i wysokociśnieniowych dziedzinach przemysłu, takich jak petrochemia, metalurgiczna obróbka cieplna i sprzęt energooszczędny, rury odlewane ze stali nierdzewnej są szeroko stosowane ze względu na ich doskonałą odporność na wysokie temperatury, odporność na korozję i wytrzymałość mechaniczną. Aby spełnić wysokie wymagania dotyczące dokładności wymiarowej rur, gęstości organizacyjnej i spójności wydajności w złożonych warunkach pracy, proces odlewania stosowany w procesie produkcyjnym stał się kluczowym ogniwem określającym jakość.
Odlewanie inwestycyjne / Odlewanie pianki EPC
Odlewanie metodą traconą to wysoce precyzyjny proces odlewania o kształcie zbliżonym do netto, szczególnie odpowiedni do odlewów ze stali nierdzewnej o skomplikowanych kształtach, precyzyjnych wymiarach i wysokich wymaganiach dotyczących powierzchni. Dongmingguan może stabilnie produkować odlewane złącza rurowe, sekcje kołnierzowe i niestandardowe łączniki rurowe o złożonych konstrukcjach i jednolitej grubości ścianek, stosując proces zolu krzemionkowego i linię produkcyjną traconej pianki (EPC).
Zalety techniczne:
Wysokie wykończenie powierzchni (wartość Ra może osiągnąć w granicach 3,2 μm), mała objętość późniejszej obróbki;
Wysoka dokładność wymiarów geometrycznych (można kontrolować na poziomie CT4-6);
Może produkować małe partie różnorodnych, niestandardowych łączników rurowych, elastycznie reagować na potrzeby klientów;
Proces symulacji wykorzystuje ANYCASTING do analizy przepływu i krzepnięcia, aby skutecznie uniknąć defektów, takich jak pory i zimne zaskórniki.
Zwłaszcza przy produkcji odlewanych łączników rurowych o specjalnym kształcie, takich jak ruszty do spalarni śmieci i złącza rur pieców do obróbki cieplnej, preferowanym procesem stało się odlewanie precyzyjne ze względu na zdolność do replikacji formy i dobre zachowanie kształtu.
Odlewanie odśrodkowe — podstawowa technologia rur odlewniczych ze stali nierdzewnej wysokostopowej
Odlewanie odśrodkowe to proces wykorzystujący siłę odśrodkową do kształtowania stopionego metalu poprzez wyrzucanie go w kierunku wewnętrznej ścianki przez szybkoobrotową formę. Jest szeroko stosowany do produkcji grubościennych odlewów ze stali nierdzewnej o dużej średnicy i dużej gęstości z rur okrągłych. W systemie produktów Dongmingguan typowymi zastosowaniami tego procesu są wysokiej klasy odlewy odśrodkowe, takie jak rury promieniujące, walce tonące i walce maszyn papierniczych.
Zalety techniczne:
Metal ma dużą gęstość, prawie nie ma dziur skurczowych, wtrąceń żużla i ma silne właściwości przeciwpenetracyjne;
Struktura jest jednolita, ziarno jest rozdrobnione, a odporność na pełzanie jest dobra, co jest szczególnie odpowiednie do pracy w wysokich temperaturach i długotrwałej;
Grubość ścianki rury można kontrolować, a stopy wewnętrzne i zewnętrzne można optymalizować poprzez odlewanie dwustrumieniowe (np. rury bimetaliczne);
Ma dużą odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze i zmęczenie cieplne i nadaje się do ciągłych pieców grzewczych i systemów rur promiennikowych.
Obecnie Dongmingguan może produkować rury do odlewania odśrodkowego ze stali nierdzewnej o średnicach od 50 mm do 1000 mm i długościach do 4000 mm, które są szeroko eksportowane na rynki o wysokim standardzie, takie jak Europa, Ameryka Południowa i Japonia. Opierając się na zaawansowanych platformach symulacyjnych (ABAQUS, ANYCASTING), firma przewiduje i analizuje płynność, zachowanie podczas krzepnięcia i rozkład naprężeń szczątkowych rur odlewanych, znacznie poprawiając szybkość przejścia za pierwszym razem i stabilność produktów.
Dlamowanie piaskowe z żywicy – elastyczne rozwiązanie dla dużych i niestandardowych rur odlewanych
For rury odlewnicze ze stali nierdzewnej przy dużych rozmiarach, specjalnych kształtach lub ograniczonych partiach, takich jak duże płaszcze rur pieca, podstawy rolek pieca lub sekcje łączące, odlewanie piaskowe z żywicy jest nadal szeroko stosowane ze względu na jego elastyczne modelowanie i duże możliwości adaptacji.
Zalety techniczne:
Niski koszt, krótki cykl, odpowiedni do małych i średnich zamówień seryjnych oraz próbnej produkcji inżynieryjnej;
Można wytwarzać odlewy o dużych, specjalnie ukształtowanych konstrukcjach rurociągów lub wieloczęściowych konstrukcjach powierzchniowych;
Model można modelować trójwymiarowo za pomocą CAD i UG, w połączeniu z GEOMAGIC CON i sprzętem do skanowania 3D w celu porównania i weryfikacji dokładności wymiarowej.
Posiadając własny zespół pieców do obróbki cieplnej i centrum obróbcze, Dongmingguan może przeprowadzać różne procesy, takie jak obróbka roztworem stałym, obróbka starzenia, toczenie, wykańczanie powierzchni wewnętrznych i zewnętrznych po ukończeniu rury odlewanej z żywicy w formie piaskowej, zapewniając, że produkt zostanie dostarczony w „stanie użytkowym”.
Jaki wpływ ma proces obróbki cieplnej na właściwości użytkowe rur odlewanych?
Rury odlewane ze stali nierdzewnej są szeroko stosowane w środowiskach pracy o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu, takich jak metalurgia, obróbka cieplna, petrochemia, spalanie odpadów i elektryczność. Ich wydajność zależy nie tylko od wybranych materiałów wysokostopowych i procesu odlewania, ale także od późniejszego procesu obróbki cieplnej. Rozsądna obróbka cieplna może znacznie poprawić właściwości mechaniczne, stabilność organizacyjną, odporność na zmęczenie cieplne i odporność na korozję rur odlewanych i jest podstawowym ogniwem umożliwiającym przejście od „produktów kwalifikowanych” do „produktów wysokiej jakości”.
Regulacja organizacji: obróbka cieplna sprawia, że mikrostruktura jest bardziej „naukowa”
Podczas procesu odlewania, ze względu na nierównomierną prędkość chłodzenia i segregację pierwiastków stopowych, rury ze stali nierdzewnej często tworzą wadliwe struktury, takie jak grube ziarna, segregacja dendrytów i sieci węglików. Dzięki procesom obróbki cieplnej, takim jak obróbka roztworowa i obróbka starzeniowa, stan organizacji można znacznie poprawić:
Obróbka roztworem: Podgrzej odlaną rurę do 1050 ~ 1150 ℃, a następnie szybko ją ochłodź, aby sprzyjać całkowitemu rozpuszczeniu węglików i innych wytrąconych faz i przekształcić organizację w jednolity austenit lub fazę mieszaną austenitu δ, eliminując naprężenia odlewnicze i fazę kruchą.
Obróbka starzeniowa/stabilizująca obróbka cieplna: Utrzymuj ciepło w niskiej temperaturze przez kilka godzin, aby sprzyjać równomiernemu wytrącaniu korzystnych faz, takich jak drobno zdyspergowane węgliki, oraz poprawić odporność na pełzanie i odporność na zmęczenie cieplne.
Przy produkcji typowych rur odlewanych ze stali wysokostopowych, takich jak rury radiacyjne, walce tonące i walce dolne pieca, Dongmingguan dokładnie dopasuje system obróbki cieplnej do rodzaju materiału (takiego jak HK40, HP-Nb, HP-MA) i połączy oprogramowanie do analizy symulacyjnej (takie jak ABAQUS, ANYCASTING) w celu przewidywania zmian naprężeń, optymalizując w ten sposób parametry procesu i osiągając dynamiczną równowagę między organizacją a wydajnością.
Poprawa wydajności: wszechstronna poprawa od „twardości” do „wytrzymałości”
Różne rury odlewane poddawane są podczas użytkowania różnym rodzajom testów wytrzymałościowych, takim jak naprężenia rozciągające w wysokiej temperaturze, zmęczenie cieplne w zmiennej temperaturze, wżery w mediach korozyjnych itp. Obróbka cieplna może skutecznie poprawić następujące właściwości:
Poprawiona odporność na pełzanie: Podczas długotrwałej pracy w wysokiej temperaturze (np. 1000 ℃) rura odlewana poddana obróbce cieplnej może zachować dobrą stabilność wymiarową i stabilność organizacyjną oraz dostosować się do środowisk o długotrwałym obciążeniu cieplnym, takich jak piece do krakingu petrochemicznego i spalarnie.
Poprawiona odporność na uderzenia: Szybkie chłodzenie izolacji w wysokiej temperaturze może rozdrobnić ziarna i zmniejszyć agregację węglików na granicach ziaren, poprawiając w ten sposób zdolność absorpcji uderzeń rur odlewanych w złożonych warunkach pracy.
Zwiększona odporność na korozję: Zwłaszcza w przypadku stopów bogatych w Cr, Ni i Nb, po obróbce cieplnej tworzy się gęsta warstwa pasywacyjna i doskonała faza austenitu, co pomaga zwiększyć odporność na korozję powierzchniową i odporność na utlenianie.
Na przykład, łatwe do cięcia rury odlewane odśrodkowo o wysokiej zawartości siarki produkowane przez Dongmingguan, oprócz zapewnienia wydajności obróbki mechanicznej, obróbka cieplna musi również uwzględniać stabilność organizacji i odporność na korozję cieplną. Optymalizując krzywą temperatura-czas, ostatecznie zapewnia się, że produkt spełnia podwójne standardy pod względem właściwości mechanicznych i trwałości.
Uwolnij naprężenia szczątkowe, aby zapewnić stabilność wymiarową i żywotność
Rury odlewane ze stali nierdzewnej nieuchronnie generują wewnętrzne naprężenia szczątkowe podczas procesu krzepnięcia i chłodzenia. Jeśli naprężenie to nie jest kontrolowane, może powodować pękanie, deformację, a nawet wczesną awarię podczas użytkowania. Dzięki odpuszczaniu w wysokiej temperaturze lub wyżarzaniu można osiągnąć:
Uwalnianie i homogenizacja naprężeń szczątkowych;
Kontrola deformacji kształtu w celu poprawy stabilności wymiarowej;
Zmniejsz ryzyko powstania źródła pęknięć i zwiększ ogólną żywotność.
Dongmingguan wykorzystuje piec do obróbki cieplnej do ogólnego ogrzewania i powolnego chłodzenia, a także wykorzystuje skaner 3D i oprogramowanie GEOMAGIC CON do porównywania zmian wymiarów rur odlewanych przed i po ogrzewaniu, zapewniając, że produkty mogą być bezproblemowo eksploatowane na sprzęcie klienta po dostawie.
Optymalizacja wzmocnienia powierzchni i zdolności przeciwutleniającej
W przypadku rur odlewanych, takich jak walce pieca, kanały gorącego powietrza, elementy spalarni itp., które przez długi czas są narażone na działanie atmosfery utleniającej o wysokiej temperaturze, Dongmingguan może również wykonać specjalną obróbkę cieplną zgodnie z potrzebami klienta, taką jak aluminiowanie powierzchni, chromowanie, obróbka warstwy przeciwutleniającej itp., aby poprawić odporność powierzchni na utlenianie i erozję gazową w wysokiej temperaturze.
Odlewanie odśrodkowe
