制作不銹鋼儲罐的常用不銹鋼材質主要集中在奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼兩大類別,其中304、316L、321屬于奧氏體不銹鋼,2205屬于雙相不銹鋼,各類材質的化學成分和性能特點差異顯著,直接決定了其適用的儲罐工況,具體如下:
一、304不銹鋼(06Cr19Ni10)
化學成分(質量分數):鉻(Cr)含量18.0%~20.0%,鎳(Ni)含量8.0%~11.0%,碳(C)含量≤0.08%,其余為鐵及微量雜質,不含鉬元素。
性能特點:作為最-常用的奧氏體不銹鋼,304不銹鋼具有良好的耐腐蝕性,能耐受大氣、淡水、中性鹽溶液以及濃度較低的酸堿介質腐蝕;加工性能優異,焊接、折彎、沖壓等工藝都能輕松實現,且成型后不易變形;低溫性能較好,在-270℃~800℃溫度區間內力學性能穩定。其局限性在于耐氯離子腐蝕能力較弱,在高氯離子環境中易發生點蝕,同時耐高溫性一般,長期在800℃以上環境中使用會出現晶粒長大現象。
儲罐應用場景:適用于儲存飲用水、食品飲料、食用油、中性化工原料等無強腐蝕、低氯離子的介質,是常壓不銹鋼儲罐的主流選材。
二、316L不銹鋼(022Cr17Ni12Mo2)
化學成分(質量分數):鉻(Cr)含量16.0%~18.0%,鎳(Ni)含量10.0%~14.0%,鉬(Mo)含量2.0%~3.0%,碳(C)含量≤0.03%,屬于低碳型不銹鋼。
性能特點:在304不銹鋼的基礎上添加了鉬元素,耐腐蝕性大幅提升,尤其是耐點蝕、耐縫隙腐蝕和耐氯離子腐蝕能力顯著增強,能耐受海水、稀硫酸、磷酸等介質的侵蝕;低碳設計降低了焊接后的晶間腐蝕風險,焊接接頭的耐腐蝕性與母材基本一致;力學性能與304相近,加工和焊接性能良好,使用溫度范圍為-270℃~800℃。
儲罐應用場景:適用于儲存含氯離子的介質(如鹽水、海水淡化中間體)、弱腐蝕性化工原料(如稀酸堿、有機溶劑),以及食品制藥行業的腐蝕性物料,是低壓不銹鋼儲罐和防腐要求較高的常壓儲罐常用材質。
三、321不銹鋼(06Cr18Ni11Ti)
化學成分(質量分數):鉻(Cr)含量17.0%~19.0%,鎳(Ni)含量9.0%~12.0%,鈦(Ti)含量≥5×C%(通常為0.4%~0.8%),碳(C)含量≤0.08%。
性能特點:通過添加鈦元素與碳結合形成碳化鈦,避免了碳與鉻結合產生碳化鉻,從而有效防止焊接后的晶間腐蝕,耐高溫性能優于304和316L,在400℃~900℃高溫環境下能保持良好的力學性能和耐腐蝕性;常溫下的耐腐蝕性與304接近,耐氯離子腐蝕能力弱于316L。
儲罐應用場景:適用于儲存高溫介質(如高溫導熱油、高溫蒸汽冷凝液),以及需要頻繁焊接且長期在中高溫環境下使用的儲罐,常見于化工行業的高溫物料儲存工況。
四、2205雙相不銹鋼(022Cr22Ni5Mo3N)
化學成分(質量分數):鉻(Cr)含量21.0%~23.0%,鎳(Ni)含量4.5%~6.5%,鉬(Mo)含量2.5%~3.5%,氮(N)含量0.14%~0.20%,組織由約50%的奧氏體和50%的鐵素體組成。
性能特點:兼具奧氏體不銹鋼的韌性、焊接性能和鐵素體不銹鋼的高強度、耐腐蝕性,耐點蝕、耐縫隙腐蝕和耐應力腐蝕能力遠超304和316L,能耐受強酸、強堿、高氯離子濃度的苛刻介質;強度是普通奧氏體不銹鋼的兩倍,因此設計時可選用更薄的板材,降低儲罐整體重量;使用溫度范圍為-50℃~300℃,低溫韌性良好,但高溫性能較弱,溫度超過300℃后雙相組織會逐漸失衡。
儲罐應用場景:適用于儲存強腐蝕介質(如濃硝酸、有機酸、海水)、高壓工況下的腐蝕性物料,是高壓不銹鋼儲罐和惡劣工況儲罐的高-端選材,廣泛應用于化工、海洋工程等領域。
此外,針對超苛刻腐蝕工況,還會選用哈氏合金、蒙乃爾合金等特種合金材質,但成本較高,僅在特殊需求的儲罐中使用。
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