ทำไมวาล์วสแตนเลสถึงขึ้นสนิมได้?

โดยทั่วไปคนส่วนใหญ่มักคิดว่าวาล์วทำจากสแตนเลสและจะไม่เป็นสนิม หากเป็นสนิม อาจเป็นปัญหาที่ตัวเหล็กเอง นี่เป็นความเข้าใจผิดที่เกิดจากความไม่เข้าใจเกี่ยวกับสแตนเลส ซึ่งก็สามารถเป็นสนิมได้ภายใต้สภาวะบางอย่าง

เหล็กกล้าไร้สนิมมีคุณสมบัติในการต้านทานการเกิดออกซิเดชันจากบรรยากาศ-กล่าวคือ มีคุณสมบัติทนทานต่อสนิม และยังมีความสามารถในการกัดกร่อนในตัวกลางที่มีกรด ด่าง และเกลือ-นั่นคือ ความต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนนั้นจะเปลี่ยนแปลงไปตามองค์ประกอบทางเคมีของเหล็ก สภาพการป้องกัน สภาวะการใช้งาน และประเภทของสภาพแวดล้อม

เหล็กกล้าไร้สนิมโดยทั่วไปแบ่งออกเป็น:

โดยทั่วไป ตามโครงสร้างทางโลหะวิทยา เหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติก และเหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก บนพื้นฐานของโครงสร้างทางโลหะวิทยาพื้นฐานทั้งสามนี้ เพื่อตอบสนองความต้องการและวัตถุประสงค์เฉพาะ จึงมีการผลิตเหล็กกล้าสองเฟส เหล็กกล้าไร้สนิมเสริมความแข็งด้วยการตกตะกอน และเหล็กกล้าผสมสูงที่มีปริมาณเหล็กน้อยกว่า 50% ขึ้นมา

1. เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก

โครงสร้างหลักของเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดนี้คือออสเทนไนต์ (เฟส CY) ซึ่งมีโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ศูนย์กลางหน้า ไม่เป็นแม่เหล็ก และเสริมความแข็งแรงโดยการขึ้นรูปเย็นเป็นหลัก (และอาจทำให้มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กบางอย่าง) สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งสหรัฐอเมริกาได้กำหนดหมายเลขไว้ในซีรี่ส์ 200 และ 300 เช่น 304

2. เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติก

เมทริกซ์คือ โครงสร้างส่วนใหญ่เป็นเฟอร์ไรต์ (เฟสหนึ่งของโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ศูนย์กลางตัว ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก และโดยทั่วไปไม่สามารถทำให้แข็งขึ้นได้ด้วยการอบชุบความร้อน แต่สามารถทำให้แข็งแรงขึ้นเล็กน้อยได้ด้วยการขึ้นรูปเย็น สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งอเมริกาใช้รหัส 430 และ 446)

3. เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติก

เมทริกซ์มีโครงสร้างแบบมาร์เทนไซต์ (ลูกบาศก์ศูนย์กลางตัวหรือลูกบาศก์) มีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก และสามารถปรับคุณสมบัติทางกลได้ด้วยการอบชุบความร้อน สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งอเมริกาได้กำหนดหมายเลข 410, 420 และ 440 ไว้ มาร์เทนไซต์มีโครงสร้างแบบออสเทนไซต์ที่อุณหภูมิสูง และเมื่อเย็นตัวลงจนถึงอุณหภูมิห้องในอัตราที่เหมาะสม โครงสร้างออสเทนไซต์สามารถเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ได้ (กล่าวคือ แข็งตัวขึ้น)

4. เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก-เฟอร์ริติก (ดูเพล็กซ์)

เหล็กกล้าชนิดนี้มีโครงสร้างสองเฟส คือ ออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์ โดยทั่วไปแล้วปริมาณของเฟสที่ไม่ใช่ออสเทนไนต์จะมากกว่า 15% มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กและสามารถเพิ่มความแข็งแรงได้ด้วยการขึ้นรูปเย็น เหล็กกล้า 329 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ทั่วไป เมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนไนต์แล้ว เหล็กกล้าสองเฟสนี้มีความแข็งแรงสูง และมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน การกัดกร่อนจากความเค้นของคลอไรด์ และการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมได้ดีขึ้นอย่างมาก

5. เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งด้วยการตกตะกอน

โครงสร้างของเมทริกซ์เป็นออสเทนไนต์หรือมาร์เทนไซต์ และสามารถเพิ่มความแข็งได้ด้วยการชุบแข็งแบบตกตะกอน สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งอเมริกาจะกำหนดหมายเลขซีรี่ส์ 600 กำกับไว้ เช่น 630 ซึ่งก็คือ 17-4PH

โดยทั่วไปแล้ว นอกจากโลหะผสมแล้ว เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกมีความต้านทานการกัดกร่อนค่อนข้างดีเยี่ยม ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนน้อย สามารถใช้เหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติกได้ ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนปานกลาง หากต้องการวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงหรือความแข็งสูง สามารถใช้เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกและเหล็กกล้าไร้สนิมที่แข็งตัวด้วยการตกตะกอนได้

เกรดและคุณสมบัติทั่วไปของเหล็กกล้าไร้สนิม

01 304 สแตนเลสสตีล

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกชนิดนี้เป็นหนึ่งในชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนขึ้นรูปด้วยแรงดึงสูง ท่อส่งกรด ภาชนะบรรจุ ชิ้นส่วนโครงสร้าง ตัวเรือนเครื่องมือต่างๆ เป็นต้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการผลิตอุปกรณ์และชิ้นส่วนที่ไม่เป็นแม่เหล็กและทนอุณหภูมิต่ำได้อีกด้วย

02 304L สแตนเลสสตีล

เพื่อแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นกับเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกคาร์บอนต่ำมาก ซึ่งเกิดจากการตกตะกอนของ Cr23C6 ทำให้เกิดแนวโน้มการกัดกร่อนตามขอบเกรนอย่างรุนแรงในเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ภายใต้เงื่อนไขบางประการ เหล็กกล้าไร้สนิมชนิดนี้จึงมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรนในสภาวะที่ไวต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304 อย่างเห็นได้ชัด ยกเว้นความแข็งแรงที่ต่ำกว่าเล็กน้อย คุณสมบัติอื่นๆ จะเหมือนกับเหล็กกล้าไร้สนิม 321 โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับอุปกรณ์และชิ้นส่วนที่ทนต่อการกัดกร่อนซึ่งไม่สามารถผ่านกระบวนการอบชุบหลังการเชื่อมได้ และสามารถใช้ในการผลิตตัวเรือนเครื่องมือต่างๆ ได้

03 304H สแตนเลสสตีล

เหล็กกล้าไร้สนิม 304 ที่มีโครงสร้างภายในมีปริมาณคาร์บอน 0.04%-0.10% และมีประสิทธิภาพในการทนความร้อนสูงดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ทั่วไป

04 316 สแตนเลสสตีล

การเติมโมลิบเดนัมลงในเหล็กกล้า 10Cr18Ni12 ทำให้เหล็กกล้าชนิดนี้มีความต้านทานต่อตัวกลางรีดิวซ์และการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมได้ดีขึ้น ในน้ำทะเลและตัวกลางอื่นๆ ความต้านทานการกัดกร่อนดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 304 และส่วนใหญ่ใช้สำหรับวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนแบบเป็นหลุม

05 316L สแตนเลสสตีล

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำพิเศษมีความต้านทานต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนได้ดี และเหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนและอุปกรณ์เชื่อมที่มีขนาดหน้าตัดหนา เช่น วัสดุทนการกัดกร่อนในอุปกรณ์ปิโตรเคมี

06 เหล็กกล้าไร้สนิม 316H

เหล็กกล้าไร้สนิม 316 ที่มีโครงสร้างภายในมีปริมาณคาร์บอน 0.04%-0.10% และมีประสิทธิภาพในการทนความร้อนสูงดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316 ทั่วไป

07 317 สแตนเลสสตีล

ความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมและความต้านทานต่อการคืบตัวดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316L ซึ่งใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่ทนต่อการกัดกร่อนจากกรดอินทรีย์และปิโตรเคมี

08 321 สแตนเลสสตีล

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกเสริมไทเทเนียม การเติมไทเทเนียมเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรน และมีคุณสมบัติทางกลที่ดีที่อุณหภูมิสูง สามารถใช้แทนเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกคาร์บอนต่ำพิเศษได้ ยกเว้นในกรณีพิเศษ เช่น อุณหภูมิสูงหรือความต้านทานการกัดกร่อนจากไฮโดรเจน โดยทั่วไปแล้วไม่แนะนำให้ใช้

09 347 สแตนเลสสตีล

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกที่เสถียรด้วยไนโอเบียม การเติมไนโอเบียมเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรน ความต้านทานการกัดกร่อนในกรด ด่าง เกลือ และสารกัดกร่อนอื่นๆ เทียบเท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิม 321 มีคุณสมบัติการเชื่อมที่ดี สามารถใช้เป็นวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนและเหล็กกล้าทนไฟต้านการกัดกร่อนได้ โดยส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมพลังงานความร้อนและปิโตรเคมี เช่น การทำภาชนะ ท่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เพลา ท่อเตาในเตาเผาอุตสาหกรรม และเทอร์โมมิเตอร์ท่อเตา

10 904L สแตนเลสสตีล

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกซูเปอร์คอมพลีทเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกชนิดพิเศษที่คิดค้นโดยบริษัท OUTOKUMPU ในประเทศฟินแลนด์ มีคุณสมบัติทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีในกรดที่ไม่ก่อให้เกิดออกซิเดชัน เช่น กรดซัลฟิวริก กรดอะซิติก กรดฟอร์มิก และกรดฟอสฟอริก อีกทั้งยังทนทานต่อการกัดกร่อนตามรอยแตกและการกัดกร่อนจากความเค้นได้ดี เหมาะสำหรับกรดซัลฟิวริกที่มีความเข้มข้นต่างๆ ต่ำกว่า 70°C และมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในกรดอะซิติกและกรดผสมระหว่างกรดฟอร์มิกและกรดอะซิติกที่ความเข้มข้นและอุณหภูมิใด ๆ ภายใต้ความดันปกติ

11 440C เหล็กกล้าไร้สนิม

เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกมีความแข็งสูงสุดในบรรดาเหล็กกล้าไร้สนิมที่สามารถชุบแข็งได้และเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไป โดยมีความแข็งอยู่ที่ HRC57 ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตหัวฉีด ตลับลูกปืน เป็นต้นผีเสื้อวาล์ว แกนกลางผีเสื้อวาล์ว ที่นั่ง, แขนเสื้อ,วาล์ว ลำต้น ฯลฯ

12 17-4PH สแตนเลสสตีล

เหล็กกล้าไร้สนิมชนิดมาร์เทนซิติกที่ผ่านกระบวนการชุบแข็งด้วยการตกตะกอน มีความแข็งระดับ HRC44 มีความแข็งแรง ความแข็ง และความต้านทานการกัดกร่อนสูง แต่ไม่สามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 องศาเซลเซียส°ค. มีความทนทานต่อการกัดกร่อนจากบรรยากาศและกรดเจือจางหรือเกลือได้ดี ความทนทานต่อการกัดกร่อนเทียบเท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิม 304 และ 430 ใช้ในการผลิตแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง ใบพัดกังหัน ฯลฯผีเสื้อวาล์ว (แกนวาล์ว, บ่าวาล์ว, ปลอกวาล์ว, ก้านวาล์ว) wเอต.

In วาล์ว ในการออกแบบและการเลือกใช้เหล็กกล้าไร้สนิมนั้น มักพบเห็นระบบ รุ่น และเกรดต่างๆ มากมาย เมื่อเลือกใช้ ควรพิจารณาจากหลายแง่มุม เช่น สภาพแวดล้อมในการใช้งาน อุณหภูมิ ความดัน ชิ้นส่วนที่รับแรง การกัดกร่อน และต้นทุน