ทำไมวาล์วสแตนเลสถึงเป็นสนิมได้ด้วย?

คนทั่วไปมักคิดว่าวาล์วของสแตนเลสและจะไม่เกิดสนิม หากเกิดสนิม อาจเป็นปัญหาที่ตัวเหล็กเอง นี่เป็นความเข้าใจผิดเพียงด้านเดียวเกี่ยวกับการขาดความเข้าใจเกี่ยวกับสแตนเลส ซึ่งอาจเกิดสนิมได้ภายใต้สภาวะบางอย่าง

สเตนเลสมีคุณสมบัติต้านทานการเกิดออกซิเดชันในบรรยากาศ-นั่นคือ ทนทานต่อสนิม และยังสามารถกัดกร่อนในสื่อที่มีกรด ด่าง และเกลือได้อีกด้วย-นั่นคือ ความต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการป้องกันการกัดกร่อนของเหล็กจะเปลี่ยนแปลงไปตามองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กเอง สถานะการป้องกัน สภาวะการใช้งาน และประเภทของสภาพแวดล้อม

สแตนเลสโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น:

โดยทั่วไป สเตนเลสธรรมดาจะแบ่งตามโครงสร้างทางโลหะวิทยาออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ สเตนเลสออสเทนนิติก สเตนเลสเฟอร์ริติก และสเตนเลสมาร์เทนซิติก จากโครงสร้างทางโลหะวิทยาพื้นฐานทั้งสามนี้ เหล็กกล้าสองเฟส สเตนเลสชุบแข็งแบบตกตะกอน และเหล็กกล้าผสมสูงที่มีปริมาณเหล็กน้อยกว่า 50% จะถูกนำมาผลิตเป็นเหล็กกล้าสำหรับใช้งานเฉพาะด้านและวัตถุประสงค์เฉพาะ

1. เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก

เมทริกซ์นี้มีโครงสร้างออสเทไนต์ (เฟส CY) ของโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่หน้า ไม่เป็นแม่เหล็ก และเสริมความแข็งแรงด้วยสเตนเลสสตีลที่ผ่านการขึ้นรูปเย็นเป็นหลัก (ซึ่งอาจนำไปสู่คุณสมบัติทางแม่เหล็กบางประการ) สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งอเมริกา (American Iron and Steel Institute) ถูกกำหนดโดยหมายเลขในซีรีส์ 200 และ 300 เช่น 304

2.สแตนเลสเฟอร์ริติก

เมทริกซ์คือ มีโครงสร้างเฟอร์ไรต์ ((เฟส) ของโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตัว (body-centered) เป็นหลัก ซึ่งเป็นแม่เหล็กและโดยทั่วไปไม่สามารถทำให้แข็งตัวได้ด้วยการอบด้วยความร้อน แต่สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้เล็กน้อยด้วยการขึ้นรูปเย็น สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งอเมริกา (American Iron and Steel Institute) มีหมายเลข 430 และ 446

3.สแตนเลสมาร์เทนซิติก

เมทริกซ์นี้มีโครงสร้างแบบมาร์เทนไซต์ (body-centered cubic หรือ cubic) มีคุณสมบัติทางแม่เหล็ก และสามารถปรับคุณสมบัติเชิงกลได้โดยการอบชุบด้วยความร้อน สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งอเมริกา (American Iron and Steel Institute) กำหนดหมายเลข 410, 420 และ 440 มาร์เทนไซต์มีโครงสร้างออสเทไนต์ที่อุณหภูมิสูง และเมื่อเย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้องในอัตราที่เหมาะสม โครงสร้างออสเทไนต์สามารถเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ (หรือที่เรียกว่า มาร์เทนไซต์) ได้

4. เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก-เฟอร์ริติก (ดูเพล็กซ์)

เมทริกซ์นี้มีโครงสร้างแบบสองเฟสทั้งออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์ และโดยทั่วไปแล้วจะมีปริมาณเมทริกซ์เฟสน้อยกว่ามากกว่า 15% เมทริกซ์นี้มีสมบัติทางแม่เหล็กและสามารถเสริมความแข็งแรงได้ด้วยการขึ้นรูปเย็น 329 เป็นสเตนเลสสตีลดูเพล็กซ์ทั่วไป เมื่อเปรียบเทียบกับสเตนเลสสตีลออสเทนนิติกแล้ว เหล็กกล้าแบบสองเฟสมีความแข็งแรงสูง ความต้านทานต่อการกัดกร่อนระหว่างเกรน การกัดกร่อนจากความเค้นคลอไรด์ และการกัดกร่อนแบบหลุมมีการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ

5. การชุบแข็งสแตนเลสแบบตกตะกอน

เมทริกซ์นี้มีโครงสร้างแบบออสเทไนต์หรือมาร์เทนไซต์ และสามารถแข็งตัวได้โดยการตกตะกอน สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งอเมริกา (American Iron and Steel Institute) มีหมายเลขซีรีส์ 600 เช่น 630 ซึ่งก็คือ 17-4PH

โดยทั่วไปแล้ว สเตนเลสออสเทนนิติกมีความต้านทานการกัดกร่อนค่อนข้างดีเยี่ยม นอกเหนือจากโลหะผสม ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนน้อย สามารถใช้สเตนเลสเฟอร์ริติกได้ แต่ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเล็กน้อย หากต้องการวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงหรือความแข็งสูง สามารถใช้สเตนเลสมาร์เทนซิติกและสเตนเลสแบบชุบแข็งแบบตกตะกอนได้

เกรดและคุณสมบัติสแตนเลสทั่วไป

01 304 สแตนเลส

เป็นหนึ่งในสเตนเลสออสเทนนิติกที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนดึงลึก ท่อส่งกรด ภาชนะบรรจุ ชิ้นส่วนโครงสร้าง ตัวเรือนเครื่องมือต่างๆ และอื่นๆ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ผลิตอุปกรณ์และชิ้นส่วนที่ไม่ใช่แม่เหล็กและใช้งานที่อุณหภูมิต่ำได้อีกด้วย

02 304L สแตนเลส

เพื่อแก้ปัญหาสเตนเลสออสเทนนิติกคาร์บอนต่ำพิเศษที่เกิดจากการตกตะกอนของ Cr23C6 ซึ่งก่อให้เกิดการกัดกร่อนระหว่างเกรนอย่างรุนแรงในสเตนเลส 304 ในบางสภาวะ สเตนเลส 304 ที่มีสภาวะไวต่อการกัดกร่อนระหว่างเกรนจึงมีประสิทธิภาพดีกว่าสเตนเลส 304 อย่างมาก นอกจากความแข็งแรงที่ต่ำกว่าเล็กน้อยแล้ว คุณสมบัติอื่นๆ ก็เหมือนกับสเตนเลส 321 สเตนเลส 321 ส่วนใหญ่ใช้สำหรับอุปกรณ์และส่วนประกอบที่ทนต่อการกัดกร่อนที่ไม่สามารถผ่านกระบวนการชุบแข็งหลังจากการเชื่อม และสามารถใช้ผลิตตัวเครื่องมือต่างๆ ได้

03 304H สแตนเลส

กิ่งภายในของสแตนเลส 304 มีเศษส่วนมวลคาร์บอน 0.04%-0.10% และประสิทธิภาพการทนอุณหภูมิสูงดีกว่าสแตนเลส 304

04 316 สแตนเลส

การเติมโมลิบดีนัมลงบนเหล็กกล้า 10Cr18Ni12 ทำให้เหล็กกล้ามีความต้านทานต่อตัวกลางรีดักชันและการกัดกร่อนแบบหลุมได้ดี ความต้านทานการกัดกร่อนในน้ำทะเลและในวัสดุอื่นๆ ดีกว่าสเตนเลส 304 ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนแบบหลุม

05 316L สแตนเลส

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำพิเศษมีความทนทานต่อการกัดกร่อนระหว่างเม็ดเกรนที่ไวต่อความรู้สึกได้ดี และเหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนเชื่อมและอุปกรณ์ที่มีขนาดหน้าตัดหนา เช่น วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนในอุปกรณ์ปิโตรเคมี

06 316H สแตนเลส

กิ่งภายในของสแตนเลส 316 มีเศษส่วนมวลคาร์บอน 0.04%-0.10% และประสิทธิภาพการทนอุณหภูมิสูงดีกว่าสแตนเลส 316

07 317 สแตนเลส

ความต้านทานการกัดกร่อนแบบหลุมและความต้านทานการไหลซึมนั้นดีกว่าสแตนเลส 316L ซึ่งใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่ทนต่อการกัดกร่อนจากปิโตรเคมีและกรดอินทรีย์

08 321 สแตนเลส

สเตนเลสออสเทนนิติกที่เสถียรด้วยไทเทเนียม ผสมไทเทเนียมเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรน และมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีที่อุณหภูมิสูง สามารถทดแทนสเตนเลสออสเทนนิติกคาร์บอนต่ำพิเศษได้ โดยทั่วไปไม่แนะนำให้ใช้ ยกเว้นในโอกาสพิเศษ เช่น อุณหภูมิสูงหรือทนต่อการกัดกร่อนจากไฮโดรเจน

09 347 สแตนเลส

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่เสถียรด้วยไนโอเบียม โดยการเติมไนโอเบียมเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนตามขอบเกรน ความต้านทานการกัดกร่อนในกรด ด่าง เกลือ และสื่อกัดกร่อนอื่นๆ จะเหมือนกับเหล็กกล้าไร้สนิม 321 มีประสิทธิภาพในการเชื่อมที่ดี สามารถใช้เป็นวัสดุที่ทนทานต่อการกัดกร่อนและป้องกันการกัดกร่อน เหล็กกล้าร้อนส่วนใหญ่ใช้ในพลังงานความร้อนและสาขาปิโตรเคมี เช่น การทำภาชนะ ท่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เพลา ท่อเตาในเตาอุตสาหกรรม และเทอร์โมมิเตอร์ท่อเตา

10 904L สแตนเลส

สเตนเลสออสเทนนิติกซูเปอร์คอมพลีท เป็นสเตนเลสออสเทนนิติกชนิดหนึ่งที่คิดค้นโดย OUTOKUMPU ในประเทศฟินแลนด์ สเตนเลสชนิดนี้มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีในกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ เช่น กรดซัลฟิวริก กรดอะซิติก กรดฟอร์มิก และกรดฟอสฟอริก อีกทั้งยังทนทานต่อการกัดกร่อนตามรอยแยกและการกัดกร่อนจากความเค้นได้ดี สเตนเลสชนิดนี้เหมาะสำหรับกรดซัลฟิวริกที่มีความเข้มข้นต่างๆ ต่ำกว่า 70°C และมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในกรดอะซิติกและกรดผสมของกรดฟอร์มิกและกรดอะซิติกที่ความเข้มข้นและอุณหภูมิใดๆ ภายใต้ความดันปกติ

11 440C สแตนเลส

เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกมีความแข็งสูงสุดในบรรดาเหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งและเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไป โดยมีความแข็ง HRC57 ส่วนใหญ่ใช้ทำหัวฉีด ตลับลูกปืนผีเสื้อวาล์ว แกนกลาง,ผีเสื้อวาล์ว ที่นั่ง, แขนเสื้อ,วาล์ว ลำต้น ฯลฯ

12 17-4PH สแตนเลส

เหล็กกล้าไร้สนิมชุบแข็งแบบตกตะกอนมาร์เทนซิติกที่มีความแข็ง HRC44 มีความแข็งแรง ความแข็ง และทนต่อการกัดกร่อนสูง และไม่สามารถใช้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 300°C. มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศและกรดหรือเกลือเจือจางได้ดี ทนทานต่อการกัดกร่อนเทียบเท่ากับสเตนเลส 304 และสเตนเลส 430 นิยมใช้ในการผลิตแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง ใบพัดกังหันผีเสื้อวาล์ว (แกนวาล์ว, ที่นั่งวาล์ว, ปลอก, ก้านวาล์ว) wเอไอที

In วาล์ว การออกแบบและการเลือกสรร มักพบปัญหาต่างๆ มากมาย ทั้งระบบ รุ่น และเกรดของสเตนเลส เมื่อเลือกสรร ควรพิจารณาปัญหาจากหลายแง่มุม เช่น ชนิดของวัสดุที่ใช้ในการผลิต อุณหภูมิ แรงดัน ชิ้นส่วนที่รับแรงดึง การกัดกร่อน และต้นทุน