كيفية اختيار درجة الفولاذ المقاوم للصدأ

يبدأ اختيار درجة الفولاذ المقاوم للصدأ بوصف بيئة الخدمة بدقة. تحدد الكيمياء ودرجة الحرارة ودورات البلل والجفاف والتنظيف والهندسة والتلوث مخاطر التآكل، ثم تُضاف متطلبات القوة والتشكيل واللحام والسطح والنظافة والتوفر والكلفة.

تغطي 304 و316 كثيراً من الاستخدامات، كما توجد عائلات حديدية ودوبلكس ومارتنسيتية ومقساة بالترسيب لمتطلبات مختلفة.

اختيار سريع للعائلة

مرّر داخل الجدول لرؤية جميع الأعمدة ←

تحديد بيئة التآكل

تعتمد مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ على طبقة سلبية غنية بالكروم. تؤثر الكلوريدات وpH والحرارة وحالة السطح والشقوق والترسبات والتلوث والصيانة في استقرار هذه الطبقة.

يجب تسجيل نوع الجو أو الماء أو محلول العملية، مستوى الكلوريد وإمكان تركيزه بالتبخر، درجات الحرارة، الغمر أو التكاثف، المناطق الراكدة ومواد التنظيف.

ترفع الكلوريدات مخاطر التنقر وتآكل الشقوق، ويمكنها المساهمة في التشقق الناتج عن التآكل والإجهاد عند توافر ظروف الإجهاد والحرارة المناسبة. تزيد عناصر Cr وMo وN عادة مقاومة التآكل الموضعي. مؤشر PRE/PREN مفيد للمقارنة التقريبية ولا يتنبأ وحده بعمر الخدمة.

304 و316

304/304L خيار شائع للتطبيقات العامة بسبب سهولة التشكيل واللحام وتوفره الواسع.

يحتوي 316/316L على الموليبدينوم ويقدم عادة مقاومة أعلى من 304 للتنقر وتآكل الشقوق في بيئات الكلوريد. قد يكون ذلك مهماً في الأجواء الساحلية ومعدات العمليات والغسيل المتكرر.

وصف “بحري” يحتاج إلى تفاصيل عن الملح والحرارة والبلل والشقوق والسطح والتنظيف. بعض البيئات تتطلب سبيكة أعلى من 316. للمقارنة راجع 304 مقابل 316 .

الفولاذ الحديدي

درجات ferritic مغناطيسية وعادة منخفضة النيكل. تمددها الحراري أقل من الأوستنيتي، وتوجد درجات مناسبة للأجهزة والعادم والعناصر المعمارية والصفائح.

تعتمد قابلية اللحام والمتانة والتشكيل على الدرجة والسماكة. المغناطيسية لا تكفي للحكم على الجودة؛ انظر هل الفولاذ المقاوم للصدأ مغناطيسي؟ .

الدوبلكس

يجمع الدوبلكس بين الفريت والأوستنيت ويتميز بقوة عالية ومقاومة جيدة للتشقق الإجهادي المرتبط بالكلوريدات. تشمل العائلة lean duplex و2205 ودرجات super duplex ذات مستويات مختلفة من مقاومة التآكل.

قد تسمح القوة الأعلى بتحسين السماكة في بعض التصاميم، مع بقاء الصلابة والانبعاج والتعب واللحام ومتطلبات الكود ضمن الحساب. يحتاج لحام الدوبلكس إلى إجراء مؤهل وتحكم حراري يحافظ على البنية المناسبة، كما تعتمد حدود الحرارة على الدرجة والكود.

المارتنسيتي وPH

المارتنسيتي مناسب لتطبيقات القساوة والتآكل الميكانيكي والقوة العالية بعد المعالجة الحرارية. درجات PH تصل إلى قوة عالية بالتعتيق. يجب تحديد الدرجة والحالة الحرارية النهائية بوضوح في الطلب.

التصنيع والسطح والحرارة

الأوستنيتي قابل للتشكيل ويُظهر تصلداً واضحاً بالتشغيل. الدوبلكس يحتاج قوة تشكيل أعلى وتحكماً أدق في اللحام. الحديدي والمارتنسيتي يحتاجان إلى بيانات خاصة بالدرجة لعمليات الثني واللحام والمتانة.

الأسطح الخشنة تحتفظ بالترسبات أكثر، بينما تسهل الأسطح الأنعم الشطف والتنظيف. تلوث السطح بجزيئات فولاذ كربوني قد يسبب بقع صدأ.

معدات الغذاء والدواء قد تفرض متطلبات إضافية للسطح واللحام والنظافة والتتبع. يجب أيضاً فحص درجات الحرارة الدنيا والعليا والصدمات والأكسدة والدورات الحرارية والزحف عند الحاجة.

مواصفة الشراء

تتضمن المواصفة معيار المادة، الدرجة الدقيقة، شكل المنتج، حالة التوريد، الأبعاد والتفاوتات، السطح، المعالجة الحرارية، المتطلبات الميكانيكية أو التآكلية، الشهادات والتتبع.

يغطي ASTM A240/A240M-26 ألواح وصفائح وشرائط من عدة أنواع من الفولاذ المقاوم للصدأ للتطبيقات العامة وأوعية الضغط ويحدد متطلبات كيميائية وميكانيكية. ملاءمة الخدمة تُراجع مع ظروف التصميم والكود المعتمد.

تسلسل عملي

1. وصف البيئة وآليات التآكل.
2. تحديد القوة والمتانة ودرجة الحرارة.
3. تحديد التشكيل واللحام والتشغيل والسطح.
4. اختيار العائلة ثم الدرجات المرشحة.
5. مراجعة بيانات المورد والكود والتوفر وقدرة التصنيع.
6. مقارنة الكلفة الكلية بين الخيارات التي تلبي المتطلبات الفنية.
7. تسجيل الدرجة والحالة والسطح والتفاوتات والوثائق في أمر الشراء.