|
น้ำทะเลเป็นหนึ่งในสารกัดกร่อนตามธรรมชาติที่รุนแรงที่สุดสแตนเลสบางประเภทไม่สามารถจัดการได้
316L: แทบไม่เหมาะ - สำหรับความเค็มต่ำมาก-หรือการสัมผัสในระยะสั้น-เท่านั้น การกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกถือเป็นความเสี่ยงร้ายแรง
ดูเพล็กซ์ 2205: ตัวเลือกวัตถุประสงค์ทั่วไป-ที่แข็งแกร่งสำหรับโครงสร้างน้ำทะเล ท่อ และตัวเรือนปั๊ม PREN มากกว่าหรือเท่ากับ 35
ซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 2507/ 254 SMO / โลหะผสม 6Mo: ระดับสูงสุดสำหรับบริการน้ำทะเลอย่างต่อเนื่อง - ท่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล เครื่องเพิ่มแรงดันนอกชายฝั่ง PREN มากกว่าหรือเท่ากับ 40
กฎประโยคหนึ่ง-:ยิ่งความเข้มข้น อุณหภูมิ และความเครียดของคลอไรด์สูง - ค่า PREN ที่คุณต้องการก็จะยิ่งสูงขึ้น |
เหตุใดน้ำทะเลจึงเป็นสิ่งที่ท้าทายสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม?
น้ำทะเลประกอบด้วยประมาณเกลือที่ละลายทั้งหมด 3.5%ซึ่งประมาณ 55% เป็นโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) คลอไรด์ไอออน (Cl⁻) เป็นศัตรูหลักของสเตนเลสสตีลแบบพาสซีฟ โดยแทรกซึมเข้าไปในฟิล์มพาสซีฟโครเมียม-ออกไซด์บางๆ ซึ่งทำให้สแตนเลสมีคุณภาพ "สเตนเลส" ทำให้เกิดการกัดกร่อนเฉพาะจุดสองรูปแบบ:

|
โหมดการกัดกร่อน |
เกิดอะไรขึ้น |
ทำไมมันถึงสำคัญ |
|
การกัดกร่อนของรูพรุน |
คลอไรด์ไอออนจะสลายฟิล์มพาสซีฟเฉพาะที่ ทำให้เกิดหลุมลึกที่เจาะโลหะ |
สามารถเจาะผนังท่อได้ภายในเวลาหลายเดือน มองไม่เห็นจนล้มเหลว |
|
การกัดกร่อนของรอยแยก |
ออกซิเจน-โซนที่หมดลงในช่องว่าง (ใต้ปะเก็น ที่หน้าแปลน ในข้อต่อเกลียว) กลายเป็นขั้วบวกและสึกกร่อนอย่างรวดเร็ว |
โหมดความล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุดในน้ำทะเล-เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบระบายความร้อนและหน้าแปลนแบบสลักเกลียว |
|
ความเครียด-การแตกร้าวจากการกัดกร่อน (SCC) |
ความเค้นดึง + สภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ทำให้เกิดการแตกร้าวแบบเปราะฉับพลัน - แม้ในโลหะผสมที่มีความต้านทานการเกิดรูพรุนที่ดี |
Common at elevated temperatures (>60 องศา ); เกรดออสเทนนิติกที่อ่อนแอที่สุด |
|
การกัดกร่อนของกัลวานิก |
โลหะที่ไม่เหมือนกันเมื่อสัมผัสทางไฟฟ้าในน้ำทะเลจะสร้างเซลล์เคมีไฟฟ้า โลหะมีตระกูลน้อยกว่าจะกัดกร่อนเป็นพิเศษ |
สำคัญสำหรับ-ส่วนประกอบโลหะผสม - เหล็กกล้าคาร์บอน อะลูมิเนียม และโลหะผสมทองแดงที่จับคู่กับสแตนเลส |
ตารางที่ 1: โหมดการกัดกร่อนที่สำคัญสี่โหมดในน้ำทะเล ที่มา: NACE International (AMPP), "การกัดกร่อนในสิ่งแวดล้อมทางทะเล" TPC Publication 19, 2018; คู่มือ ASM เล่ม. 13A, "การกัดกร่อน: ความรู้พื้นฐาน การทดสอบ และการป้องกัน" 2003
นอกจากนี้ อุณหภูมิของน้ำทะเลจะสูงขึ้นในภูมิภาคเขตร้อนและภายในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และการปนเปื้อนทางชีวภาพสามารถสร้างสภาพแวดล้อมจุลภาคแบบไม่ใช้ออกซิเจน-ที่เร่งการโจมตีของรอยแยก ความเร็วก็มีความสำคัญเช่นกัน น้ำทะเลนิ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนมากกว่าน้ำทะเลที่ไหลเร็ว-
ทำความเข้าใจกับ PREN: ดัชนีหลักสำหรับความเหมาะสมของน้ำทะเล
ที่หมายเลขเทียบเท่าความต้านทานแบบหลุม (PREN)เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดเพียงตัวเดียวในการทำนายความต้านทานของสเตนเลสต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการกัดกร่อนตามรอยแยกในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ คำนวณจากปริมาณโครเมียม โมลิบดีนัม และไนโตรเจนของโลหะผสม:
|
เพรน=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N
สำหรับเหล็กสเตนเลสดูเพล็กซ์ (ซึ่งมีทั้งเฟสออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์) บางครั้งอาจใช้สูตรอื่น:
PRENᵀ=%Cr + 3.3 × (%Mo + 0.5 × %W) + 16 × %N
โดยที่ %W=เปอร์เซ็นต์น้ำหนักของทังสเตน (เกี่ยวข้องกับเกรดที่มีทังสเตน เช่น Zeron 100) |
ค่า PREN ที่สูงขึ้นหมายถึงความต้านทานต่อการเกิดรูพรุนได้ดีขึ้น อุตสาหกรรมได้กำหนดเกณฑ์สำคัญสามค่าที่กำหนดความเหมาะสมของน้ำทะเล:
|
เพรนเรนจ์ |
การจำแนกประเภท |
ความเหมาะสมของน้ำทะเล |
เกรดทั่วไป |
|
<25 |
น้ำทะเลไม่เพียงพอ |
ไม่แนะนำ บ่ออย่างรวดเร็วในน้ำทะเล แม้ในอุณหภูมิแวดล้อม |
304, 304L, 430 |
|
25–35 |
การใช้น้ำทะเลเพียงเล็กน้อย/จำกัด |
น้ำทะเลที่มีความเค็มระยะสั้น-หรือ-ต่ำเท่านั้น ไม่ใช่สำหรับการแช่อย่างต่อเนื่องหรือโซนที่มีคลอไรด์สูง- |
316ลิตร (พรีน ~24–26), 317ลิตร |
|
35–40 |
บริการน้ำทะเลทั่วไปที่ดี - |
เหมาะสำหรับโครงสร้างน้ำทะเล ท่อ เรือนปั๊มที่อุณหภูมิแวดล้อม |
ดูเพล็กซ์ 2205 (PREN ~34–36), S31803 |
|
มากกว่าหรือเท่ากับ 40 |
บริการน้ำทะเลครบวงจรที่ยอดเยี่ยม - |
การแช่อย่างต่อเนื่อง ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน การกรองน้ำทะเล นอกชายฝั่ง เกณฑ์มาตรฐานอุตสาหกรรม-สำหรับการบริการน้ำทะเล |
2507, 254 SMO, AL-6XN, ซีรอน 100 |
ตารางที่ 2: การจำแนกประเภท PREN และความเหมาะสมของน้ำทะเล ที่มา: NACE MR0175/ISO 15156; DNV-RP-F112 "การออกแบบอุปกรณ์ใต้ทะเลสแตนเลสดูเพล็กซ์"; EFC Publication No. 32, "Guidelines on Material Requirements for Carbon and Low Alloy Steels" (ดัดแปลงสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม)
เกรดสแตนเลสสำหรับน้ำทะเล: โปรไฟล์เกรดโดยละเอียด
แหล่งที่มาของข้อมูลองค์ประกอบทั้งหมด: ASTM A240 (แผ่น/แผ่น), ASTM A276 (แท่ง), ASTM A312 (ท่อ), ASTM A789/A790 (ท่อดูเพล็กซ์) ค่า PREN คำนวณจากองค์ประกอบที่ระบุ ข้อมูลการกัดกร่อนจาก NACE International และ Special Metals Corp., 2023
|
เกรด (UNS) |
พิมพ์ |
%Cr |
%เดือน |
%N |
เพรน |
ระดับน้ำทะเล |
ต้นทุนสัมพัทธ์ |
ดีที่สุดสำหรับ |
|
304L (S30403) |
ออสเตนนิติก |
18–20% |
- |
- |
~18 |
หลีกเลี่ยง |
ต่ำสุด |
น้ำจืดในร่ม |
|
316L (S31603) |
ออสเตนนิติก |
16–18% |
2.0–3.0% |
- |
~25 |
ชายขอบ |
ต่ำ |
สาดแสงกร่อย |
|
317L (S31703) |
ออสเตนนิติก |
18–20% |
3.0–4.0% |
- |
~28 |
จำกัด |
ต่ำ+ |
กระบวนการทางเคมี |
|
904L (N08904) |
ออสเตนนิติก |
19–23% |
4.0–5.0% |
- |
~34 |
ยุติธรรม |
ปานกลาง |
กรดซัลฟิวริก |
|
2205 (S32205) |
ดูเพล็กซ์ |
22–23% |
3.0–3.5% |
0.14–0.20% |
~35 |
ดี |
ปานกลาง+ |
โครงสร้างน้ำทะเล |
|
254 สโม (S31254) |
6โมออสเตนิติก |
19.5–20.5% |
6.0–6.5% |
0.18–0.22% |
~43 |
ยอดเยี่ยม |
สูง |
หลอด HX การแยกเกลือออกจากน้ำ |
|
AL-6XN (N08367) |
6โมออสเตนิติก |
20.0–22.0% |
6.0–7.0% |
0.18–0.25% |
~46 |
ยอดเยี่ยม |
สูง |
นอกชายฝั่ง FGD |
|
2507 (S32750) |
ซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ |
24–26% |
3.0–5.0% |
0.24–0.32% |
~43 |
ยอดเยี่ยม |
สูง |
ปั๊มน้ำทะเลนอกชายฝั่ง |
|
ซีรอน 100 (S32760) |
ซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ |
24–26% |
3.0–4.0% |
0.20–0.30% |
~41 |
ยอดเยี่ยม |
สูง |
ใต้ทะเลผู้ตื่น |
ตารางที่ 3: การเปรียบเทียบหลักเกรดสแตนเลสสำหรับน้ำทะเล องค์ประกอบจาก ASTM A240/A276/A312/A790 PREN คำนวณเป็น %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N โดยใช้องค์ประกอบจุดกึ่งกลางที่ระบุ ดัชนีต้นทุนสัมพัทธ์ตามข้อมูลการจัดซื้อจัดจ้างของ JN Alloy, H1 2026. การให้คะแนนน้ำทะเลต่อ NACE International และหมายเลขสิ่งพิมพ์ของ EFC. 32.
เมทริกซ์สภาพแวดล้อมของน้ำทะเล: จับคู่เกรดกับการสัมผัส
สภาพแวดล้อมของน้ำทะเลไม่ได้ทั้งหมดจะมีความก้าวร้าวเท่ากัน เมทริกซ์ต่อไปนี้จะแมปเงื่อนไขการบริการกับเกรดที่แนะนำ ช่วยให้ตัดสินใจเลือกได้อย่างแม่นยำ

ที่มา: รายงานทางเทคนิคของ NACE 6J187, "ประสิทธิภาพของเหล็กกล้าไร้สนิมในน้ำทะเลและสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้อง" 2019; คู่มือสแตนเลส Outokumpu ฉบับที่ 13, 2021
|
เงื่อนไขการให้บริการ |
อุณหภูมิ ( ระดับ ) |
เกรดขั้นต่ำที่แนะนำ |
เกรดที่ต้องการ |
หมายเหตุ/ข้อควรระวัง |
|
บรรยากาศชายฝั่ง (ละออง, หมอก) |
สิ่งแวดล้อม |
316L |
2205 |
316L ยอมรับได้สำหรับการเปิดรับแสง ทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอเพื่อขจัดคราบคลอไรด์ |
|
น้ำกร่อย (ความเค็มต่ำ ปากแม่น้ำ) |
<30 |
316L |
2205 |
คลอไรด์ < 1,000 ppm; เส้นเขตแดน 316L เลือกใช้ 2205 เพื่อความน่าเชื่อถือ-ในระยะยาว |
|
ท่อน้ำทะเล (โดยรอบ, ไหล) |
<30 |
2205 |
2507 / 254 สโม |
Flow velocity >1.5 ม./วินาที ป้องกันการปนเปื้อนทางชีวภาพ สำคัญอย่างยิ่งเพื่อหลีกเลี่ยงขาที่ตายแล้วซึ่งเกิดความเมื่อยล้า |
|
ท่อน้ำทะเล (อุณหภูมิสูง) |
30–60 |
254 สโม/AL-6XN |
2507 |
อุณหภูมิเร่งการเกิดรูพรุน PREN ต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 40 สำหรับช่วงนี้ |
|
ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน (น้ำทะเล-ระบายความร้อน) |
20–60 |
254 สโม/AL-6XN |
2507/ไทเทเนียม |
การใช้งานน้ำทะเลที่มีความต้องการมากที่สุด รอยแยกที่ข้อต่อท่อ-ถึง-ท่อเป็นความเสี่ยงหลัก |
|
ใบพัด/เพลาของปั๊มน้ำทะเล |
สิ่งแวดล้อม |
2205 |
2507/ดูเพล็กซ์ CD4MCu |
การกัดเซาะ-การกัดกร่อนจากทรายที่กักไว้ เกรดดูเพล็กซ์ที่มีความแข็งแรงสูง-มีประสิทธิภาพเหนือกว่า 316L อย่างมาก |
|
โครงสร้างนอกชายฝั่ง (โซนสาด) |
สิ่งแวดล้อม |
2205 |
2507 / ซีรอน 100 |
โซนสาดรวมคลอไรด์ ออกซิเจน และวงจรเปียก - โซนทางทะเลที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมากที่สุด |
|
การแยกเกลือออกจากน้ำ (เยื่อ RO, น้ำเกลือ) |
20–45 |
254 สโม/AL-6XN |
2507 |
น้ำเกลือเข้มข้นสามารถมีระดับคลอไรด์ของน้ำทะเลปกติได้ 2 เท่า ต้องใช้ซูเปอร์อัลลอยด์- |
|
ใต้ทะเล (แช่เต็มที่ ป้องกันแคโทด) |
<20 |
2205 (พร้อมซีพี) |
2507 / ซีรอน 100 |
การป้องกัน Cathodic ช่วยลดความเสี่ยงจากรอยแยก ตรวจสอบว่าการแตกตัวของไฮโดรเจนไม่ได้เป็นปัญหาสำหรับส่วนประกอบที่มีความเครียดสูง- |
|
High-temp seawater (>80 องศา) |
>60 |
โลหะผสมไทเทเนียม / Ni |
ฮาสเตลลอย C-276 |
ไม่มีเกรด SS มาตรฐานใดที่ปลอดภัยเชื่อถือได้เหนือ 80 องศาในน้ำทะเล ความเสี่ยงของ SCC นั้นรุนแรง |
ตารางที่ 4: เมทริกซ์สภาพแวดล้อมน้ำทะเล ที่มา: รายงานทางเทคนิคของ NACE 6J187 (2019); คู่มือสแตนเลส Outokumpu ฉบับที่ 13 (2021); DNV-RP-F112 (ดูเพล็กซ์ SS ใต้ทะเล); คู่มือการกัดกร่อนของแซนด์วิค (2020)
เกรดโดยละเอียด-โดย-โปรไฟล์เกรด
เกรด 316L (UNS S31603) - ส่วนขอบสำหรับน้ำทะเล
|
บรรทัดล่าง:316L เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมอุตสาหกรรมที่พบมากที่สุด แต่ค่า PREN ที่ ~25 ถือว่าต่ำกว่าเกณฑ์ที่แนะนำสำหรับการให้บริการน้ำทะเล ใช้เฉพาะกับ-บรรยากาศชายฝั่งระยะสั้นหรือน้ำกร่อยที่มีคลอไรด์ต่ำมาก- งบประมาณในการตรวจสอบสม่ำเสมอและไม่ระบุให้แช่ต่อเนื่องหรือบริการแลกเปลี่ยนความร้อนในน้ำทะเลเต็ม
คุณสมบัติหลัก: UTS ~485 MPa|อัตราผลตอบแทน ~ 170 MPa|การยืดตัว 40%|เชื่อมได้ดี|ASTM A312 TP316L สำหรับท่อ |
ดูเพล็กซ์เกรด 2205 (UNS S32205 / S31803) - แนะนำสำหรับน้ำทะเลทั่วไป
|
บรรทัดล่าง:2205 เป็นเกรดดูเพล็กซ์ที่ใช้ได้จริงและเป็นเกรดขั้นต่ำที่แนะนำสำหรับการใช้งานโครงสร้างน้ำทะเลส่วนใหญ่ ค่า PREN ที่ ~35 ทำให้มันอยู่ที่เกณฑ์ที่เหมาะสม ทำให้เหมาะสำหรับท่อ ตัวเรือนปั๊ม เปลือกตัวแลกเปลี่ยนความร้อน และส่วนประกอบโครงสร้างนอกชายฝั่งที่อุณหภูมิแวดล้อม โครงสร้างจุลภาคของออสเทนไนต์-เฟอร์ไรต์ทำให้มีความแข็งแรงมากกว่าสองเท่าของ 316L ทำให้สามารถออกแบบผนังที่บางกว่า-ได้
คุณสมบัติหลัก: UTS ~620 MPa นาที|ผลผลิต ~450 MPa นาที|การยืดตัวมากกว่าหรือเท่ากับ 25%|ต้านทาน SCC ได้ดีเยี่ยม (เทียบกับออสเทนนิติก)|ASTM A790 สำหรับท่อ, ASTM A789 สำหรับท่อ
ข้อสำคัญ: ควรใช้ 2205 ด้วยความระมัดระวังเหนืออุณหภูมิน้ำทะเล 25 องศา และไม่แนะนำสำหรับการใช้งานท่อแลกเปลี่ยนความร้อนที่ใช้ค่า PREN มากกว่าหรือเท่ากับ 40 |
Super Duplex 2507 (UNS S32750) - ตัวเลือกพรีเมียร์สำหรับน้ำทะเลเต็มรูปแบบ
|
บรรทัดล่าง:2507 เป็นเกรดซูเปอร์ดูเพล็กซ์ที่ได้รับการระบุไว้อย่างกว้างขวางที่สุดสำหรับการใช้งานกับน้ำทะเลที่มีความต้องการสูง ด้วยค่า PREN ที่ ~43 และความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ (ความแข็งแรงของผลผลิตมากกว่าหรือเท่ากับ 550 MPa) สามารถรับมือกับการแช่อย่างต่อเนื่อง อุณหภูมิที่สูงขึ้นถึง 60 องศา การไหลความเร็วสูง- และน้ำเกลือเข้มข้น เป็นวัสดุอ้างอิงสำหรับสายฉีด/กำจัดน้ำมันและก๊าซน้ำทะเลนอกชายฝั่ง และส่วนประกอบปั๊มแรงดันสูง-แยกเกลือออกจากน้ำทะเล
คุณสมบัติหลัก: UTS มากกว่าหรือเท่ากับ 795 MPa|ผลผลิตมากกว่าหรือเท่ากับ 550 MPa|การยืดตัว มากกว่าหรือเท่ากับ 15%|ASTM A790 / A789 สำหรับท่อ/ท่อ|ASTM A276 สำหรับบาร์
หมายเหตุ: ต้องมีขั้นตอนการเชื่อมอย่างระมัดระวัง (การป้อนความร้อนต่ำ การเติมที่ถูกต้อง ไม่มีการอุ่นก่อน) เพื่อรักษาสมดุลของเฟส ใช้ตัวเติมที่ตรงกัน ER2594 (AWS A5.9) |
254 SMO / AL-6XN (ออสเทนนิติก 6Mo) - เหนือกว่าสำหรับท่อแลกเปลี่ยนความร้อน
|
บรรทัดล่าง:เกรดออสเทนนิติก 6Mo (254 SMO / AL-6XN) ผสมผสาน PREN มากกว่าหรือเท่ากับ 43 เข้ากับความสามารถในการขึ้นรูป การเชื่อมได้ดีเยี่ยม และความสามารถในการสร้างท่อผนังบาง-ของเกรดออสเทนนิติก สิ่งนี้ทำให้พวกเขาทางเลือกที่ต้องการสำหรับท่อแลกเปลี่ยนความร้อนในการให้บริการน้ำทะเล ซึ่งความเหนียวที่จำกัดของเกรดดูเพล็กซ์ทำให้การขยายท่อ-ถึง-แผ่นท่อมีความท้าทายมากขึ้น นอกจากนี้ยังระบุไว้สำหรับเครื่องฟอก-การกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชันของก๊าซ (FGD) และโรงงานเคมีชายฝั่งอีกด้วย
คุณสมบัติหลัก (254 SMO): UTS ~650 MPa|ผลผลิต ~300 MPa|การยืดตัวมากกว่าหรือเท่ากับ 35%|ASTM B673 (ท่อ/ท่อ, UNS N08367)|ASTM B676 (ท่อไร้รอยต่อ AL-6XN) |
ข้อมูลอัตราการกัดกร่อนในน้ำทะเล
ที่มา: คู่มือ ASM เล่ม. 13B, "การกัดกร่อน: วัสดุ" 2005; ข้อมูลการทดสอบการแช่ระดับนานาชาติของ NACE สิ่งพิมพ์วิจัยของ Outokumpu "ประสิทธิภาพของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกและดูเพล็กซ์ในน้ำทะเล" 2018 เงื่อนไขการทดสอบ: น้ำทะเลธรรมชาติ 25 องศา การแช่ 90 วัน เว้นแต่จะระบุไว้
|
ระดับ |
เพรน |
บ่อ (น้ำทะเล 25 องศา) |
รอยแยก (25 องศา ) |
อุณหภูมิบ่อ (พท. ปริญญา )* |
อายุการใช้งานของน้ำทะเล |
|
304L |
~18 |
หลุมรุนแรงภายในไม่กี่สัปดาห์ |
โจมตีอย่างรวดเร็ว |
<10°C |
ไม่เหมาะสม - ห้ามใช้ |
|
316L |
~25 |
เกิดเป็นหลุมภายใน 1-3 เดือนในสภาพแวดล้อม |
การโจมตีรอยแยกที่สำคัญ |
~15–20 องศา |
ส่วนเพิ่ม - ระยะสั้นเท่านั้น |
|
2205 |
~35 |
ไม่มีบ่อที่น้ำทะเล 25 องศา (แช่) |
ความเสี่ยงต่อรอยแยกเล็กน้อยที่อุณหภูมิสูงขึ้น |
~30 องศา |
ดี - เหมาะสำหรับการใช้งานทางทะเลส่วนใหญ่ |
|
254 เอสเอ็มโอ |
~43 |
ไม่มีบ่อน้ำทะเลสูงถึง 40 องศา |
น้อยที่สุดถึงศูนย์ |
~60 องศา |
มาตรฐานอุตสาหกรรมที่ยอดเยี่ยม - |
|
AL-6XN |
~46 |
ไม่มีบ่อน้ำทะเลสูงถึง 50 องศา |
น้อยที่สุดถึงศูนย์ |
~65 องศา |
น้ำทะเลที่ดีเยี่ยม - + FGD |
|
2507 |
~43 |
ไม่มีบ่อน้ำทะเลสูงถึง 40 องศา |
น้อยที่สุดถึงศูนย์ |
~50 องศา |
ตัวเลือกชั้นนำนอกชายฝั่งที่ยอดเยี่ยม - |
ตารางที่ 5: ประสิทธิภาพการกัดกร่อนในน้ำทะเล *CPT (อุณหภูมิบ่อวิกฤต) วัดใน NaCl 3% โดยวิธีเคมีไฟฟ้า ASTM G150 การประเมินอายุการใช้งานตามกรณีศึกษาภาคสนามในคู่มือ ASM เล่ม. 13B และรายงานทางเทคนิคของ Outokumpu ปี 2018 อัตราการกัดกร่อน "ไม่มีรูพรุน" =<0.025 mm/yr in immersion test.
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
Q1: สแตนเลส 316L สามารถใช้กับน้ำทะเลได้หรือไม่?
|
สแตนเลส 316L (UNS S31603) มีค่า PREN ประมาณ 25 ซึ่งต่ำกว่าค่า PREN มากกว่าหรือเท่ากับ 40 เกณฑ์ที่แนะนำสำหรับการให้บริการน้ำทะเลเต็มรูปแบบ. 316ดังนั้น L จึงเหมาะสำหรับการสัมผัสน้ำทะเลโดยไม่ได้ตั้งใจหรือระยะสั้น- - เช่น ละอองน้ำในชั้นบรรยากาศชายฝั่ง น้ำกร่อยที่มีคลอไรด์คลอไรด์ต่ำ - (<1,000 ppm Cl⁻), or splash zones where the surface is regularly rinsed.
สำหรับการแช่น้ำทะเล เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน หรือการใช้งานใดๆ ที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 20 องศาในน้ำทะเล วิศวกรควรระบุค่าขั้นต่ำของ Duplex 2205 (PREN ~35) และควรใช้เกรด super duplex หรือ 6Mo (PREN มากกว่าหรือเท่ากับ 40) |
Q2: สแตนเลสที่ดีที่สุดสำหรับท่อแลกเปลี่ยนความร้อนน้ำทะเลคืออะไร?
|
เหล็กกล้าไร้สนิมที่ดีที่สุดสำหรับท่อแลกเปลี่ยนความร้อนระบายความร้อนด้วยน้ำทะเล-คือเกรดออสเทนนิติก 6-โมลิบดีนัม: 254 SMO (UNS S31254, ASTM B673) และ AL-6XN (UNS N08367, ASTM B676)
ทั้งสองค่ามีค่า PREN มากกว่าหรือเท่ากับ 43 ซึ่งให้ความต้านทานที่เชื่อถือได้ต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกในน้ำทะเลสูงถึงประมาณ 60 องศา เกรดออสเทนนิติกเหล่านี้เป็นที่ต้องการมากกว่าเกรดดูเพล็กซ์สำหรับการใช้งานกับท่อ เนื่องจากความเหนียวที่สูงกว่าช่วยให้ท่อ-ขยาย-แผ่นท่อได้โดยไม่แตกร้าว สำหรับอุณหภูมิน้ำทะเลที่สูงกว่า 60 องศา ไทเทเนียมเกรด 2 (ASTM B338) ถือเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม |
คำถามที่ 3: PREN หมายถึงอะไร และค่า PREN ที่จำเป็นสำหรับน้ำทะเลคือเท่าใด
|
PREN (หมายเลขเทียบเท่าความต้านทานแบบหลุม) เป็นสูตร - PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N - ที่คาดการณ์ความต้านทานของสแตนเลสต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ ตัวเลขที่สูงกว่าหมายถึงความต้านทานที่ดีขึ้น
The critical threshold for seawater service is PREN ≥40: at this level, the alloy resists pitting in natural seawater at ambient temperatures. For elevated-temperature seawater (>30 องศา ) หรือน้ำเกลือเข้มข้น แนะนำให้ใช้ PREN มากกว่าหรือเท่ากับ 43 เกรดทั่วไปที่ตรงตามเกณฑ์ PREN มากกว่าหรือเท่ากับ 40 ได้แก่ Super Duplex 2507 (PREN ~43), 254 SMO (PREN ~43) และ AL-6XN (PREN ~46) |
คำถามที่ 4: ดูเพล็กซ์สแตนเลสดีกว่า 316L สำหรับน้ำทะเลหรือไม่
|
ใช่ - สำหรับการใช้งานน้ำทะเลส่วนใหญ่ Duplex 2205 และ Super Duplex 2507 มีประสิทธิภาพเหนือกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316L อย่างมาก Duplex 2205 มี PREN ที่ ~35 (เทียบกับ ~25 สำหรับ 316L) ทำให้เหมาะสำหรับท่อน้ำทะเล ตัวเรือนปั๊ม และการใช้งานเชิงโครงสร้างที่อุณหภูมิแวดล้อม Super Duplex 2507 (PREN ~43) เหมาะสำหรับการแช่อย่างต่อเนื่อง บริการที่อุณหภูมิสูง- และน้ำเกลือเข้มข้น
นอกจากนี้ เกรดดูเพล็กซ์ยังมีความแข็งแรงของผลผลิตประมาณสองเท่าของ 316L (~450 MPa เทียบกับ ~170 MPa) ช่วยให้การออกแบบผนังที่บางลง- ซึ่งบางส่วนชดเชยต้นทุนวัสดุที่สูงขึ้น เกรดดูเพล็กซ์ยังมีความต้านทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียด-ได้ดีกว่าอย่างเห็นได้ชัด เมื่อเทียบกับเกรดออสเทนนิติก เช่น 316L |
Q5: สแตนเลสชนิดใดที่ใช้ในโรงงานแยกเกลือออกจากน้ำทะเล?
|
โรงงานแยกเกลือสมัยใหม่จะระบุเกรดที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับโซนบริการ สำหรับท่อและภาชนะรับความดันที่จัดการน้ำเกลือเข้มข้นที่ 20–45 องศา Super Duplex 2507 (UNS S32750, ASTM A790) และ 254 SMO / AL-6XN เป็นตัวเลือกมาตรฐาน โดยทั้งหมดนี้มีค่า PREN มากกว่าหรือเท่ากับ 40
ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนใช้ท่อไร้รอยต่อ 254 SMO หรือ AL-6XN (ASTM B673/B676) สำหรับน้ำเกลือที่มีอุณหภูมิปานกลาง- และไทเทเนียมเกรด 2 (ASTM B338) สำหรับช่วงอุณหภูมิสูง- สำหรับส่วนประกอบปั๊มแรงดันสูงในระบบรีเวิร์สออสโมซิส (RO) Super Duplex 2507 เป็นโลหะผสมที่ต้องการเนื่องจากมีความแข็งแรงสูงและต้านทานการกัดกร่อน. 316L ไม่ได้ใช้ในกระบวนการแยกเกลือออกจากโรงงานสมัยใหม่เนื่องจากมี PREN ไม่เพียงพอ |
Q6: มาตรฐาน ASTM ในการสั่งซื้อสแตนเลสสำหรับบริการน้ำทะเลมีอะไรบ้าง?
|
316L: ASTM A312 TP316L (ท่อไร้รอยต่อ/เชื่อม), A240 ประเภท 316L (แผ่น), A276 ประเภท 316L (บาร์)
2205 ดูเพล็กซ์:ASTM A790 (ท่อไร้รอยต่อ/รอย), A789 (ท่อ), A240 UNS S32205 (แผ่น), A276 S32205 (บาร์)
2507 ซูเปอร์ดูเพล็กซ์:ASTM A790 UNS S32750 (ท่อ), A789 S32750 (ท่อ), A240 S32750 (จาน), A276 S32750 (บาร์)
254 สโม:ASTM B673 UNS S31254 (ท่อ/ท่อ), A240 S31254 (แผ่น), A276 S31254 (บาร์)
AL-6XN:ASTM B676 UNS N08367 (ท่อไร้รอยต่อ), B673 N08367 (ท่อ), A240 N08367 (แผ่น)
ซีรอน 100:ASTM A790 UNS S32760 (ท่อ), A240 S32760 (แผ่น) |
Q7: อุณหภูมิส่งผลต่อการเลือกสแตนเลสสำหรับน้ำทะเลอย่างไร?
|
อุณหภูมิเป็นตัวคูณที่สำคัญของการกัดกร่อนของน้ำทะเล เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อุณหภูมิวิกฤตของรูพรุน (CPT) ของโลหะผสมอาจสูงเกิน ทำให้เกิดรูพรุนอย่างรวดเร็ว กฎทั่วไป:
• <20°C (ambient coastal): 2205 is generally adequate for most seawater service.
• 20–40 องศา : PREN ต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 40 (2507, 254 SMO, AL-6XN)
• 40–60 องศา : PREN มากกว่าหรือเท่ากับ 43 แนะนำ; AL-6XN ที่มี CPT ~65 องศาที่ต้องการ
• >60 องศา : ไม่มีสแตนเลสมาตรฐานใดที่จะปลอดภัยในน้ำทะเลได้อย่างน่าเชื่อถือ ระบุไทเทเนียมเกรด 2 หรือ Hastelloy C-276 |
