Entwicklung und Anwendung von Edelstahl NSSC2120, der in Meerwasserentsalzungsanlagen verwendet wird

Als Maßnahme zur Lösung des Problems der globalen Wasserressourcen steigt die Nachfrage nach Anlagen zur Meerwasserentsalzung. Um jedoch die Baukosten von Meerwasserentsalzungsanlagen zu kontrollieren und die Produktionskapazität von Meerwasserentsalzungsanlagen zu erhöhen, wird eine groß angelegte Verdunstungsmeerwasserentsalzung mit einer großen Menge an Wasserproduktionsfunktion verwendet. Das Gerät verwendet verschiedene korrosionsbeständige Materialien.

Das hauptsächlich verwendete korrosionsbeständige Material ist Duplex-Edelstahl. Um die Auswahl des Benutzers an korrosionsbeständigen Materialien zu erweitern und günstigere korrosionsbeständige Materialien auswählen zu können, hat Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Co., Ltd. einen niedriglegierten Dualphasenstahl mit guter Schweißbarkeit entwickelt, nämlich NSSC2120 . Dieser Artikel stellt die Eigenschaften und Anwendungen des neu entwickelten Edelstahls NSSC2120 für Entsalzungsanlagen vor.

1. Edelstahl für Meerwasserentsalzungsgerät

Die in der mehrstufigen Flash-Meerwasserentsalzungsvorrichtung verwendeten Metallmaterialien, die Meerwasser in großen Mengen effizient entsalzen können, sind in Tabelle 1 aufgeführt. Je nach sich ändernder Salzkonzentration und Temperaturbedingungen des Meerwasserentsalzungsprozesses sind Edelstähle mit unterschiedlicher Korrosionsbeständigkeit geeignet kombiniert und verwendet. Für austenitischen Edelstahl wird 316L mit hoher Lochfraßbeständigkeit verwendet, und Duplex-Edelstahl wird für Teile mit hoher Salzkonzentration und stark korrosiver Umgebung verwendet.

Das Merkmal von Duplex-Edelstahl ist, dass aus Sicht der Metallzusammensetzung seine Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion, die durch Chloridionen verursacht wird, stärker ist als die von austenitischem rostfreiem Stahl, aber seine Korrosionsbeständigkeit hängt von der Zugabe effektiver korrosionsbeständiger Legierungen wie Ni und Mo ab. Aber anders. Im Vergleich zum Duplex-Edelstahlstandard ASTMS31803 (22 % Cr-5 % Ni-3 % Mo) werden die Stahlsorten wie S32101 (21 % Cr-1.5 % Ni-N) mit weniger Legierungselementen als niedriglegierte Duplexstähle bezeichnet .

2. Entwicklung und Eigenschaften von NSSC2120

Das Aufkommen von niedriglegierten Dualphasenstählen mit möglichst wenig Zusatz von Edelmetallen wie Ni und Mo hat das Anwendungsspektrum von Duplex-Edelstählen weiter erweitert. Niedrig legierter Dualphasenstahl hat drei Vorteile: ① Die Korrosionsbeständigkeit ist die gleiche wie die von gewöhnlichem austenitischem Edelstahl, der in einer mäßig salzhaltigen Umgebung verwendet wird; ②Die Legierungskosten sind niedrig und die Preisänderung ist gering; ③Die Streckgrenze ist ungefähr die gleiche wie beim austenitischen System. Sie ist doppelt so hoch wie die Stahlsorte, sodass niedriglegierter Dualphasenstahl als wirtschaftlicher Dualphasenstahl verwendet werden kann, um seine Anwendung zu erweitern und gewöhnlichen austenitischen Edelstahl zu ersetzen.

Der niedriglegierte Dualphasenstahl, der in der Vergangenheit durch S32101 dargestellt wurde, hat jedoch das Problem der Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit während des Schweißens mit hoher Wärmezufuhr, und es ist schwierig, das Unterpulverschweißen auf das hocheffiziente Schweißen von Strukturteilen anzuwenden. Die chemische Hauptzusammensetzung von NSSC2120 ist 21 % Cr-2 % Ni-N. Durch Ausgleichen des Verteilungsverhältnisses wird das Schweißproblem gelöst und kann auf das Schweißen mit hoher Wärmezufuhr angewendet werden.

Aus dem Vergleich der Korrosionsbeständigkeit von NSSC2120-Edelstahl, anderen Duplexstählen und austenitischen Stählen im künstlichen Meerwasser-CCT-Test ist ersichtlich, dass NSSC2120 die gleiche Lochkorrosionsbeständigkeit wie TY304 aufweist. Darüber hinaus ist die Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion aufgrund der gemischten Struktur und der hohen Festigkeit von Dualphasenstahl besser als bei TY304.

3. Anwendung in einer Meerwasserentsalzungsanlage

Gemäß den Eigenschaften von NSSC2120-Edelstahl wurden seine Eigenschaften als Material für Meerwasserentsalzungsanlagen bewertet, und das Ergebnis ist, dass es in Katars größter Meerwasserentsalzungsanlage verwendet werden kann. Die Meerwasserentsalzungsanlage verwendet insgesamt 3200 t Duplex-Edelstahl, davon 700 t NSSC2120. Da es die Schweißbarkeit erheblich verbessern kann, kann es S32101 ersetzen. In Zukunft kann NSSC2120 für den Einsatz in großen Entsalzungsanlagen im Nahen Osten erweitert werden.

4. Anwendung in anderen Branchen

NSSC2120 hat begonnen, in anderen Branchen weit verbreitet zu sein. Die japanische Schiffbauindustrie hat bei der Herstellung von Offshore-Tankern anstelle von TY2120 und beschichteten Kohlenstoffstahlplatten ausgiebig NSSC304 verwendet, das nicht nur Korrosionsbeständigkeit gewährleistet, sondern auch eine gute Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit aufweist und auch die Wartung während der Fahrt vereinfachen kann.

Edelstahl in der Architektur

In Zukunft kann NSSC2120 auf Hochseetankern eingesetzt werden. Darüber hinaus kann NSSC2120 auch in Reservoirtoren und Wasseraufbereitungsanlagen verwendet werden. Durch das große Erdbeben und den Tsunami in Ostjapan wurde die Infrastruktur entlang der nordöstlichen Küste Japans schwer beschädigt, und es gibt viele Tore und Wasseraufbereitungsanlagen, die mittel- bis langfristig gewartet und wieder aufgebaut werden müssen.

Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Co., Ltd. hat bei der Informationsagentur für neue Technologien des Ministeriums für Land, Infrastruktur, Verkehr und Tourismus die technische Registrierung von hochfestem, niedriglegiertem Dualphasenstahl beantragt, um diese zu beschleunigen Anwendung beim Bau von öffentlichen Infrastrukturprojekten wie Toren, Stauseen und Deichanlagen, die neue Technologien übernehmen.

5. Fazit

Da NSSC2120 die gleiche Korrosionsbeständigkeit und hohe Festigkeitsvorteile wie TY304 in einer kohlenstoffarmen Umgebung aufweist, wird davon ausgegangen, dass es in Zukunft nicht nur in Energieanlagen, sondern auch in anderen Industrien eingesetzt werden kann. In der Bauindustrie hat NSSC2120 die Vorteile, dass es leicht und wartungsfrei ist, sodass es die bisherigen Bauteile und Zubehörteile aus verzinktem Stahl ersetzen kann.

Da die der Zugspannung entsprechenden elastoplastischen Eigenschaften näher an Kohlenstoffstahl liegen als an gewöhnlichem Austenit, kann er zukünftig als Strukturbauteil verwendet werden. Vor kurzem wurde NSSC2120-Edelstahl verwendet, um verzinkte Stahlbleche in Stahl für große Solarstents zu ersetzen. Zusätzlich zu seinen wartungsfreien Eigenschaften hat NSSC2120 auch die Vorteile des geringen Gewichts und der Kostenreduzierung, was der Hauptgrund für seine Einführung ist.

Mit der kontinuierlichen Erweiterung des Anwendungsbereichs von NSSC2120-Edelstahl haben sich die Produkte von den ursprünglichen dicken Blechprodukten auf dünne Blech- und Stabdrahtprodukte erweitert. Darüber hinaus haben wir in Bezug auf die Komponentenproduktion in Zusammenarbeit mit verbundenen Unternehmen eine Vielzahl von Sekundärverarbeitungsprodukten wie geschweißte Rohre, Verbindungen, Profilstähle, Gussteile und Schmiedestücke vorbereitet, um den unterschiedlichen Anforderungen der Benutzer gerecht zu werden.

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