Каков срок службы труб из нержавеющей стали?

В настоящее время трубы из нержавеющей стали постепенно становятся новым фаворитом в области промышленных трубопроводов благодаря своей высокой твердости, коррозионной стойкости, низким затратам на техническое обслуживание, длительному сроку службы, устойчивости к высоким температурам и другим характеристикам. Все больше компаний начинают рассматривать возможность использования труб из нержавеющей стали. Давайте обсудим, почему нержавеющая сталь стала промышленной звездой.

1. Высокие механические свойства труб из нержавеющей стали

Добавление таких элементов, как хром (Cr), азот (N) и углерод (C), в трубы из нержавеющей стали увеличивает прочность нержавеющей стали. Предел текучести нержавеющей стали 316L с добавленными частицами TiC может достигать поразительных 832 МПа.
Предел прочности мартенситной нержавеющей стали (1.4021) после закалки и отпуска может превышать 632 МПа, но высокое содержание углерода увеличивает упускающую способность. Однако нержавеющая сталь также обладает удивительной коррозионной стойкостью. Как им это удалось?

2. Коррозионная стойкость труб из нержавеющей стали

Ключевым фактором высокой коррозионной стойкости нержавеющей стали является хром. Когда содержание хрома составляет ≥10,5%, на поверхности нержавеющей стали образуется плотная пассивирующая пленка Cr₂O₃ (толщиной около нанометра), изолирующая коррозионную среду от основного металла и предотвращающая реакцию окисления. При повреждении пассивирующей пленки элемент хром быстро реагирует с кислородом в окружающей среде, образуя новую пленку, а также может осуществлять динамическое восстановление. Молибден (Mo) ‌‌ никель (Ni) и азот (N) играют вспомогательную роль в повышении устойчивости к питтинговой коррозии хлорид-ионов, повышении стабильности кислотной среды и улучшении целостности пассивирующей пленки в восстановительной среде.

3. Жаростойкость трубы из нержавеющей стали

Жаростойкость нержавеющей стали по-прежнему зависит от металлического элемента хрома (Cr). Когда содержание хрома составляет ≥24% (например, нержавеющая сталь 310S/2520), на поверхности стальной трубы может образоваться плотная и самовосстанавливающаяся ‌оксидная пленка Cr₂O₃, изолирующая от эрозии кислородом и повышающая температуру антиокисления до 1150–1200℃, в то время как никель (19–22%) стабилен. ‌Аустенитная гранецентрированная кубическая структура‌, избегает высокотемпературных фазовых превращений, сохраняет прочность материала и сопротивление ползучести. При 600℃ никель может контролировать потерю прочности границ зерен до 15%, по сравнению с 90% потерей различных углеродистых сталей, что поразительно. Наконец, существует синергетический эффект кремния (Si) и азота (N). Кремний (≤3%) способствует соединению оксидной пленки и матрицы для предотвращения высокотемпературного отслаивания, а элемент азота (N) упрочняет твердый раствор, повышает высокотемпературную прочность и стойкость к межкристаллитной коррозии.

4. Каков срок службы труб из нержавеющей стали?

Судя по предыдущим оценкам производительности, срок службы труб из нержавеющей стали составляет не менее 50 лет и даже сотню лет, поэтому в настоящее время трубы из нержавеющей стали постепенно становятся более экономичными и рентабельными материалами для большего числа компаний благодаря своим характеристикам. Кроме того, трубы из нержавеющей стали также можно перерабатывать, что является экологически чистым выбором для компаний, которые хотят уменьшить свой углеродный след.