奥氏体不锈钢是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。当钢中含Cr约18%、Ni8%~25%、C约0.1%(均为质量分数)时,具有稳定的奥氏体组织。奥氏体不锈钢无磁性且具有高韧性和塑性,但强度较低,同时因其良好的成形性、可焊性、耐腐蚀性及抗氧化性能,成为一种使用最广泛的不锈钢。
在传统奥氏体不锈钢的使用过程中,因工作环境苛刻,使其耐蚀性能受到极大的挑战。为解决这一问题,开发出了许多超级奥氏体不锈钢(SASS)。超级奥氏体不锈钢的特点是强度高、韧性好、抗点蚀和缝隙腐蚀性能优异,典型的SASS有6%Mo的254SMo及7%Mo的654SMo等。
超级奥氏体不锈钢的应用领域
1.烟气脱硫系统
烟气脱硫装置的工作环境非常苛刻,烟气化学成分复杂,含硫氧化物,氟化物,氯化物,沉积物等烟气气流速度快,临界温度起伏波动,产生高浓度酸雾。苛刻的腐蚀环境造成设备严重腐蚀,烟气脱硫装置的腐蚀严重部位,如入口烟道和减温系统、吸收塔、烟气换热器等,对设备材料的耐蚀性要求高。烟气脱硫过程中最常出现的是点蚀和缝隙腐蚀,但在烟道入口,也发生均匀腐蚀。早期烟道和脱硫塔采用304不锈钢,很短时间内就出现点蚀、冲刷腐蚀等现象,因此目前在烟道和脱硫塔等苛刻腐蚀区域,电厂企业开始用超级奥氏体不锈钢(如904L和254SMO)代替普通不锈钢,虽然前期造价成本高,但服役时间长且服役过程中故障率低,是一个经济实用的解决方案。
2.制药工业
制药过程中会接触到一些腐蚀性较强的化合物,并伴有温度和pH值变化,以往的碳钢加工器皿表面附着沉淀物难以清洗,使器皿受到腐蚀,缩短使用寿命。通过研究发现,含6%Mo和7%Mo的超级奥氏体不锈钢能够适用于这种腐蚀环境。此外,制药通风系统腐蚀环境复杂,254SMO不锈钢已成功的应用于制药工业的通风系统。
3.湿法磷酸工业
湿法磷酸是以磷矿和硫酸为原料反应生成磷酸、硫酸钙和氢氟酸气体,反应温度为70~80℃。湿法磷酸生产过程中主要腐蚀介质有∶湿法磷酸料浆,温度为70~80℃,含 26%~30%P20s,还有CI、F、SiO2杂质;稀磷酸,温度为60~70℃,固相含少量磷石膏,磷酸浓度和杂质含量与料浆相同浓缩磷酸,温度为75~78℃,磷酸浓度未33%~35% P20s,由于磷酸经过浓缩,除F外,其他杂质含量均比稀磷酸高。湿法磷酸中大量杂质离子,导致生产设备和部件产生点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和磨蚀,因此要选择耐蚀性和耐磨性高的材料。当湿法磷酸料浆中CIT含量<300mg>600mg/kg时,必须选用耐蚀性更好的超级奥氏体不锈钢 904L。高氯磷矿则必须选用更耐蚀的不锈钢,如20号合金甚至254SMO等高钼高氮超级奥氏体不锈钢。
4. 海水淡化
海水淡化即将海水除盐获得淡水,海水含盐量高,腐蚀性大,淡化处理后的浓海水的含盐量是原海水的2倍l30,淡化过程还需加热加压条件,因此对海水淡化装置的耐蚀性提出较高要求。316L不锈钢可经受住海洋环境下的腐蚀,但长期浸入海水中会出现点蚀和缝隙腐蚀,设备制造商开始用AL-6X和254SMO不锈钢代替316L.不锈钢,254SMO在浓海水中均匀腐蚀速率低,并且极少出现点蚀和缝隙腐蚀现象,适应高温高浓度海水腐蚀环境,被用于制造高压泵、高压管道、浓水管道等。