海水淡化裝置用NSSC2120不銹鋼的開發(fā)及應(yīng)用

作為解決世界性水資源問題的措施，對(duì)海水淡化裝置的需求越來越高，但為了控制海水淡化裝置的建設(shè)成本和提高海水淡化裝置的生產(chǎn)能力，具有大量造水功能的大型蒸發(fā)式海水淡化裝置使用了各種耐蝕性材料。主要使用的耐蝕性材料為雙相不銹鋼。為擴(kuò)大用戶對(duì)耐蝕性材料的選擇范圍，能夠選擇更加合理的耐蝕性材料，新日鐵住金不銹鋼公司開發(fā)了焊接性好的低合金雙相鋼，即NSSC2120。本文就新開發(fā)的海水淡化裝置用不銹鋼-NSSC2120的特征和應(yīng)用進(jìn)行介紹。 

　　1、海水淡化裝置用不銹鋼 

　　能夠高效大量淡化海水的多級(jí)閃蒸法海水淡化裝置所使用的金屬材料示于表1。根據(jù)海水淡化過程變化的鹽分濃度和溫度條件，將耐蝕性不同的不銹鋼進(jìn)行組合使用。在奧氏體系不銹鋼方面，使用了耐點(diǎn)蝕性高的316L，在鹽分濃度高、腐蝕環(huán)境嚴(yán)重的部位，使用了雙相不銹鋼。雙相不銹鋼的特征是，從金屬組成來看，其耐氯離子產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕裂紋的性能比奧氏體系不銹鋼強(qiáng)，但其耐蝕性因Ni和Mo等有效耐蝕合金添加量的不同而不同。相對(duì)于雙相不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)ASTMS31803(22%Cr-5%Ni-3%Mo)來說，將合金元素少的S32101(21%Cr-1.5%Ni-N)等鋼種稱為低合金雙相鋼。 

　　2、NSSC2120的開發(fā)及其特征 

　　盡量少添加Ni和Mo等貴金屬的低合金雙相鋼的問世，進(jìn)一步擴(kuò)大了雙相不銹鋼的應(yīng)用范圍。低合金雙相鋼具有3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①耐蝕性與在中度鹽環(huán)境下使用的普通奧氏體系不銹鋼相同;②合金成本低、價(jià)格變化小;③屈服強(qiáng)度大約是相同奧氏體系鋼種的2倍，因此可以將低合金雙相鋼作為經(jīng)濟(jì)型雙相鋼擴(kuò)大應(yīng)用，替代普通奧氏體系不銹鋼。但是，以往以S32101為代表的低合金雙相鋼存在著大線能量焊接時(shí)耐蝕性和韌性變差的問題，埋弧焊接法難以應(yīng)用于結(jié)構(gòu)件的高效焊接。NSSC2120的主要化學(xué)成分是21%Cr-2%Ni-N，通過平衡成分配比，解決了焊接問題，并可應(yīng)用于大線能量焊接。 

　　由NSSC2120、其他雙相鋼及奧氏體系鋼種在人工海水CCT試驗(yàn)時(shí)的耐蝕性比較可知，NSSC2120具有與TY304相同的耐點(diǎn)蝕性。另外，在耐應(yīng)力腐蝕開裂性方面，由于雙相鋼具有的混合組織和高的強(qiáng)度，因此其耐應(yīng)力腐蝕開裂性比TY304更好。 

　　3、在海水淡化裝置的應(yīng)用 

　　根據(jù)NSSC2120的特性，對(duì)其作為海水淡化裝置用材料的特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果是它可以用于卡塔爾最大的海水淡化裝置。該海水淡化裝置共使用了雙相不銹鋼3200t，其中700t為NSSC2120。由于它可大幅度改善焊接操作性，因此可替代S32101。今后NSSC2120可以擴(kuò)大應(yīng)用于中東地區(qū)的大型海水淡化裝置 

　　4、在其他行業(yè)的應(yīng)用 

　　NSSC2120已開始廣泛應(yīng)用于其他行業(yè)。日本造船行業(yè)在制造近海油輪時(shí)已大量使用NSSC2120，取代TY304和涂敷碳鋼鋼板，既確保了耐蝕性，又具有良好的加工性和焊接性，還可以簡(jiǎn)化航海中的維護(hù)。今后NSSC2120可以擴(kuò)大應(yīng)用于遠(yuǎn)洋油輪。另外，NSSC2120還可應(yīng)用于水庫的閘門和水處理設(shè)備。受東日本大地震海嘯的破壞，日本東北沿岸地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施損毀嚴(yán)重，需要進(jìn)行中長(zhǎng)期維護(hù)和重建的閘門和水處理設(shè)備很多。 

　　新日鐵住金不銹鋼公司已將高強(qiáng)度低合金雙相鋼向日本國(guó)土交通省新技術(shù)情報(bào)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)技術(shù)登記，以加快其在采用新技術(shù)的閘門、水庫和堤防設(shè)施等公共基礎(chǔ)工程建設(shè)中的應(yīng)用。 

　　5、結(jié)語 

　　由于NSSC2120具有在低碳環(huán)境下與TY304相同的耐蝕性和高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，因此估計(jì)今后它不僅可以應(yīng)用于能源設(shè)備，還可廣泛用于其他行業(yè)。在建筑行業(yè)方面，NSSC2120由于具有輕量化和免維修的優(yōu)點(diǎn)，因此它可替代以往使用鍍鋅鋼板的結(jié)構(gòu)件和配件。由于與抗拉應(yīng)力對(duì)應(yīng)的彈塑性性能比普通奧氏體更接近碳素鋼，因此今后可以作為結(jié)構(gòu)件擴(kuò)大應(yīng)用。最近，在大型太陽能支架用鋼方面已開始采用NSSC2120替代鍍鋅鋼板。NSSC2120除了具有免維護(hù)的特點(diǎn)外，還具有輕量化、降低成本的優(yōu)點(diǎn)，這是它得到采用的最大原因。 

　　隨著NSSC2120應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品已從最初的厚板產(chǎn)品向薄板和棒線產(chǎn)品擴(kuò)大。另外，在部件生產(chǎn)方面，與相關(guān)公司合作，備齊了焊接管、接頭、型鋼和鑄鍛件等各種二次加工產(chǎn)品，以滿足用戶的各種需求。