L'acciaio inossidabile è onnipresente nella vita di tutti i giorni e ne esistono tantissimi modelli, tanto che è difficile distinguerli. Oggi vi proponiamo un articolo per fare chiarezza su questo argomento.
L'acciaio inossidabile è l'abbreviazione di acciaio inossidabile resistente agli acidi, all'aria, al vapore, all'acqua e ad altri agenti corrosivi deboli; l'acciaio inossidabile è noto come acciaio inossidabile e sarà resistente agli agenti corrosivi chimici (acidi, alcali, sali e altre sostanze chimiche). La corrosione dell'acciaio è chiamata acciaio resistente agli acidi.
L'acciaio inossidabile è un acciaio resistente alla corrosione da aria, vapore, acqua e altri agenti corrosivi deboli, nonché da acidi, alcali, sali e altri agenti chimici corrosivi. In pratica, spesso si usa il termine acciaio inossidabile per indicare un acciaio resistente alla corrosione da agenti corrosivi deboli, mentre si usa semplicemente acciaio inossidabile per indicare un acciaio resistente alla corrosione da agenti chimici. A causa delle differenze nella composizione chimica, il primo non è necessariamente resistente alla corrosione da agenti chimici, mentre il secondo è generalmente inossidabile. La resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile dipende dagli elementi di lega contenuti nella sua composizione.
Classificazione comune
Secondo l'organizzazione metallurgica
In generale, secondo la classificazione metallurgica, gli acciai inossidabili comuni si dividono in tre categorie: acciai inossidabili austenitici, acciai inossidabili ferritici e acciai inossidabili martensitici. Sulla base di questa classificazione metallurgica di base, per esigenze e scopi specifici, si ricavano acciai duplex, acciai inossidabili a indurimento per precipitazione e acciai altolegati con un contenuto di ferro inferiore al 50%.
1. Acciaio inossidabile austenitico
La matrice della struttura cristallina cubica a facce centrate dell'organizzazione austenitica (fase CY) è dominata da materiali non magnetici, principalmente attraverso la lavorazione a freddo per renderla più resistente (e può portare a un certo grado di magnetismo) dell'acciaio inossidabile. L'American Iron and Steel Institute la classifica nelle serie 200 e 300 con etichette numeriche, come ad esempio 304.
2. Acciaio inossidabile ferritico
La matrice della struttura cristallina cubica a corpo centrato dell'organizzazione ferritica (fase a) è dominante, magnetica, generalmente non può essere indurita mediante trattamento termico, ma la lavorazione a freddo può renderla un acciaio inossidabile leggermente rinforzato. American Iron and Steel Institute per l'etichetta 430 e 446.
3. Acciaio inossidabile martensitico
La matrice è un'organizzazione martensitica (cubica a corpo centrato o cubica), magnetica, che, tramite trattamento termico, può regolare le sue proprietà meccaniche dell'acciaio inossidabile. American Iron and Steel Institute per le figure 410, 420 e 440 contrassegnate. La martensite ha un'organizzazione austenitica ad alte temperature, che può essere trasformata in martensite (cioè indurita) quando raffreddata a temperatura ambiente a una velocità adeguata.
4. Acciaio inossidabile austenitico di tipo ferritico (duplex)
La matrice presenta un'organizzazione bifasica sia austenitica che ferritica, di cui il contenuto della fase minore è generalmente superiore al 15%, è magnetica e può essere rinforzata mediante lavorazione a freddo dell'acciaio inossidabile; il 329 è un tipico acciaio inossidabile duplex. Rispetto all'acciaio inossidabile austenitico, l'acciaio duplex presenta un'elevata resistenza, una resistenza alla corrosione intergranulare, alla corrosione sotto sforzo da cloruri e alla corrosione per vaiolatura significativamente migliorate.
5. Acciaio inossidabile a indurimento per precipitazione
La matrice ha un'organizzazione austenitica o martensitica e può essere indurita mediante trattamento di indurimento per precipitazione per ottenere acciaio inossidabile temprato. L'American Iron and Steel Institute la classifica con etichette digitali della serie 600, come la 630, ovvero 17-4PH.
In generale, oltre alle leghe, la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile austenitico è superiore; in ambienti meno corrosivi, si può utilizzare l'acciaio inossidabile ferritico, mentre in ambienti moderatamente corrosivi, se il materiale deve avere elevata resistenza o elevata durezza, si possono utilizzare l'acciaio inossidabile martensitico e l'acciaio inossidabile a indurimento per precipitazione.
Caratteristiche e usi
Processo di superficie
Distinzione di spessore
1. Poiché nei macchinari dell'acciaieria, durante il processo di laminazione, i rulli vengono riscaldati e subiscono una leggera deformazione, si verifica una deviazione dello spessore della lamiera durante la laminazione; generalmente, la lamiera è più spessa al centro e più sottile ai lati. Per misurare lo spessore della lamiera, secondo le normative vigenti, la misurazione deve essere effettuata al centro della parte superiore della lamiera.
2. La motivazione della tolleranza si basa sulla domanda del mercato e dei clienti, e generalmente si distingue in tolleranze ampie e ridotte.
V. Requisiti di produzione e ispezione
1. Piastra per tubi
① Giunzioni testa a testa di piastre tubolari giuntate per ispezione a raggi X al 100% o UT, livello di qualifica: RT: II livello UT: I livello;
② Oltre all'acciaio inossidabile, trattamento termico di distensione delle tensioni della piastra del tubo giuntato;
③ Deviazione della larghezza del ponte del foro della piastra tubolare: secondo la formula per il calcolo della larghezza del ponte del foro: B = (S - d) - D1
Larghezza minima del ponte del foro: B = 1/2 (S - d) + C;
2. Trattamento termico della scatola tubiera:
Acciaio al carbonio, acciaio basso legato saldato con una partizione a gamma divisa della scatola dei tubi, così come la scatola dei tubi delle aperture laterali più di 1/3 del diametro interno della scatola dei tubi del cilindro, nell'applicazione della saldatura per trattamento termico di distensione, la flangia e la superficie di tenuta della partizione devono essere lavorate dopo il trattamento termico.
3. Prova di pressione
Quando la pressione di progetto del processo del mantello è inferiore alla pressione di processo del tubo, al fine di verificare la qualità dei collegamenti tra il tubo dello scambiatore di calore e la piastra tubiera
① Aumentare la pressione di prova del programma del mantello con il programma del tubo, in modo coerente con la prova idraulica, per verificare l'eventuale presenza di perdite nelle giunzioni del tubo. (Tuttavia, è necessario garantire che la sollecitazione primaria del film del mantello durante la prova idraulica sia ≤0,9ReLΦ)
② Qualora il metodo di cui sopra non sia appropriato, il guscio può essere sottoposto a prova idrostatica secondo la pressione originale dopo il passaggio, e successivamente a prova di tenuta di ammoniaca o di tenuta di alogeni.
Quale tipo di acciaio inossidabile non arrugginisce facilmente?
Esistono tre fattori principali che influenzano la formazione di ruggine sull'acciaio inossidabile:
1. Il contenuto di elementi di lega. In generale, un acciaio con un contenuto di cromo del 10,5% non tende a arrugginire facilmente. Maggiore è il contenuto di cromo e nichel, migliore è la resistenza alla corrosione; ad esempio, l'acciaio inossidabile 304 con un contenuto di nichel dell'85-10% e un contenuto di cromo del 18-20% generalmente non arrugginisce.
2. Anche il processo di fusione del produttore influisce sulla resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile. Una buona tecnologia di fusione, attrezzature avanzate e un grande impianto siderurgico, con un controllo preciso degli elementi di lega, della rimozione delle impurità e della temperatura di raffreddamento delle billette, garantiscono una qualità del prodotto stabile e affidabile, con buone caratteristiche intrinseche e una scarsa tendenza alla ruggine. Al contrario, alcuni piccoli impianti siderurgici, con attrezzature e tecnologie obsolete, processi di fusione arretrati e un'insufficiente rimozione delle impurità, producono inevitabilmente prodotti soggetti a ruggine.
3. Ambiente esterno. In un ambiente asciutto e ventilato, la ruggine non si forma facilmente, mentre in presenza di umidità, piogge continue o aria con acidità e alcalinità, la formazione di ruggine è più frequente. L'acciaio inossidabile 304, se esposto a condizioni ambientali sfavorevoli, tende ad arrugginire.
Come eliminare le macchie di ruggine dall'acciaio inossidabile?
1. Metodo chimico
Con pasta o spray decapante per favorire la ripassificazione delle parti arrugginite e la formazione di una pellicola di ossido di cromo per ripristinare la resistenza alla corrosione, dopo il decapaggio, al fine di rimuovere tutti i contaminanti e i residui acidi, è molto importante effettuare un risciacquo accurato con acqua. Dopo che il tutto è stato trattato e rilucidato con un'apposita lucidatrice, si può applicare una cera lucidante. Per piccole macchie di ruggine localizzate si può anche utilizzare una miscela di benzina e olio in rapporto 1:1, strofinando con un panno pulito le macchie di ruggine.
2. Metodi meccanici
Sabbiatura, sabbiatura con particelle di vetro o ceramica, obliterazione, spazzolatura e lucidatura. I metodi meccanici hanno il potenziale di rimuovere la contaminazione causata da materiali precedentemente asportati, materiali di lucidatura o materiali obliterati. Tutti i tipi di contaminazione, in particolare le particelle di ferro estranee, possono essere fonte di corrosione, soprattutto in ambienti umidi. Pertanto, le superfici pulite meccanicamente dovrebbero preferibilmente essere pulite successivamente in condizioni asciutte. L'uso di metodi meccanici pulisce solo la superficie e non modifica la resistenza alla corrosione del materiale stesso. Pertanto, si raccomanda di rilucidare la superficie con un'apposita lucidatrice e di applicare una cera lucidante dopo la pulizia meccanica.
Strumentazione comunemente utilizzata, gradi e proprietà dell'acciaio inossidabile
Acciaio inossidabile 1.304. È uno degli acciai inossidabili austenitici con ampia applicazione e utilizzo, adatto alla produzione di pezzi stampati a freddo, tubazioni per acidi, contenitori, componenti strutturali, vari tipi di corpi di strumenti, ecc. Può essere utilizzato anche per la produzione di apparecchiature e componenti non magnetici e per basse temperature.
Acciaio inossidabile 2.304L. Per risolvere il problema della precipitazione di Cr23C6 causata dall'acciaio inossidabile 304, che in alcune condizioni presenta una seria tendenza alla corrosione intergranulare, è stato sviluppato l'acciaio inossidabile austenitico a bassissimo tenore di carbonio. La sua resistenza alla corrosione intergranulare è significativamente migliore rispetto all'acciaio inossidabile 304. Oltre a una resistenza leggermente inferiore, le altre proprietà sono simili a quelle dell'acciaio inossidabile 321. Viene utilizzato principalmente per apparecchiature e componenti resistenti alla corrosione che non possono essere sottoposti a trattamento di solubilizzazione mediante saldatura e può essere impiegato per la produzione di vari tipi di corpi di strumentazione.
Acciaio inossidabile 3.304H. Ramo interno in acciaio inossidabile 304, frazione di massa di carbonio tra lo 0,04% e lo 0,10%, prestazioni ad alta temperatura migliori rispetto all'acciaio inossidabile 304.
Acciaio inossidabile 4.316. Nell'acciaio 10Cr18Ni12, grazie all'aggiunta di molibdeno, presenta una buona resistenza agli agenti riducenti e alla corrosione per vaiolatura. In acqua di mare e in altri ambienti, la resistenza alla corrosione è superiore a quella dell'acciaio inossidabile 304, ed è utilizzato principalmente per materiali resistenti alla corrosione per vaiolatura.
Acciaio inossidabile 5.316L. Acciaio a bassissimo tenore di carbonio, con buona resistenza alla corrosione intergranulare sensibilizzata, adatto alla produzione di parti e attrezzature saldate di grande spessore, come ad esempio le apparecchiature petrolchimiche, tra i materiali resistenti alla corrosione.
Acciaio inossidabile 6.316H. Ramo interno dell'acciaio inossidabile 316, frazione di massa di carbonio dello 0,04%-0,10%, prestazioni ad alta temperatura migliori dell'acciaio inossidabile 316.
Acciaio inossidabile 7.317. La resistenza alla corrosione per vaiolatura e allo scorrimento viscoso è superiore a quella dell'acciaio inossidabile 316L, ed è utilizzato nella produzione di apparecchiature resistenti alla corrosione da acidi organici e petrolchimici.
Acciaio inossidabile 8.321. Acciaio inossidabile austenitico stabilizzato al titanio, con aggiunta di titanio per migliorare la resistenza alla corrosione intergranulare e buone proprietà meccaniche ad alta temperatura; può sostituire l'acciaio inossidabile austenitico a bassissimo tenore di carbonio. Ad eccezione di casi particolari di resistenza alle alte temperature o alla corrosione da idrogeno, in generale non è raccomandato.
Acciaio inossidabile 9.347. Acciaio inossidabile austenitico stabilizzato al niobio, con aggiunta di niobio per migliorare la resistenza alla corrosione intergranulare, la resistenza alla corrosione in ambienti acidi, alcalini, salini e altri mezzi corrosivi, con buone prestazioni di saldatura, utilizzabile come materiale resistente alla corrosione e acciaio resistente al calore, impiegato principalmente in centrali termoelettriche e nel settore petrolchimico, ad esempio per la produzione di contenitori, tubazioni, scambiatori di calore, alberi, forni industriali, tubi del forno e termometri per tubi del forno, ecc.
Acciaio inossidabile 10.904L. Acciaio inossidabile austenitico super completo, un acciaio inossidabile super austenitico inventato dal finlandese Otto Kemp, con una frazione di massa di nichel dal 24% al 26%, una frazione di massa di carbonio inferiore allo 0,02%, eccellente resistenza alla corrosione, in acidi non ossidanti come acido solforico, acetico, formico e fosforico, e allo stesso tempo buona resistenza alla corrosione interstiziale e alla tensocorrosione. È adatto a varie concentrazioni di acido solforico al di sotto di 70℃ e ha una buona resistenza alla corrosione da acido acetico e da miscele di acido formico e acido acetico di qualsiasi concentrazione e a qualsiasi temperatura a pressione normale. Lo standard originale ASMESB-625 lo classificava come lega a base di nichel, mentre il nuovo standard lo classifica come acciaio inossidabile. In Cina si utilizza solo acciaio di grado approssimativo 015Cr19Ni26Mo5Cu2, mentre alcuni produttori europei di strumenti impiegano l'acciaio inossidabile 904L per i materiali chiave, come ad esempio il tubo di misurazione del flussometro di massa di E+H e la cassa degli orologi Rolex.
Acciaio inossidabile 11.440C. Acciaio inossidabile martensitico, acciaio inossidabile temprabile, acciaio inossidabile ad altissima durezza, HRC57. Utilizzato principalmente nella produzione di ugelli, cuscinetti, valvole, spola per valvole, sedi valvole, manicotti, steli per valvole, ecc.
Acciaio inossidabile 12.17-4PH. Acciaio inossidabile a indurimento per precipitazione martensitica, durezza HRC44, con elevata resistenza, durezza e resistenza alla corrosione, non utilizzabile a temperature superiori a 300 ℃. Presenta una buona resistenza alla corrosione sia atmosferica che da acidi o sali diluiti, e la sua resistenza alla corrosione è paragonabile a quella dell'acciaio inossidabile 304 e 430, ed è utilizzato nella produzione di piattaforme offshore, pale di turbine, spool, sedi, manicotti e steli di valvole.
Nel settore della strumentazione, considerando la generalità e i costi, l'ordine convenzionale di selezione degli acciai inossidabili austenitici è 304-304L-316-316L-317-321-347-904L, di cui il 317 è meno comunemente utilizzato, il 321 non è raccomandato, il 347 è utilizzato per applicazioni ad alta temperatura e corrosione, mentre il 904L è solo il materiale di serie per alcuni componenti di singoli produttori; in genere, la scelta del 904L non è una priorità nella progettazione.
Nella progettazione della strumentazione, i materiali per la strumentazione e per le tubazioni sono solitamente diversi, soprattutto in condizioni di alta temperatura. È fondamentale prestare particolare attenzione alla scelta dei materiali per la strumentazione, assicurandosi che soddisfino i requisiti di temperatura e pressione di progetto delle apparecchiature di processo o delle tubazioni. Ad esempio, se si sceglie una tubazione in acciaio al cromo-molibdeno per alte temperature, ma la strumentazione è realizzata in acciaio inossidabile, è molto probabile che si presentino problemi. È quindi necessario consultare un manometro specifico per la temperatura e la pressione del materiale.
Nella fase di selezione della strumentazione, si riscontra spesso una varietà di sistemi, serie e gradi di acciaio inossidabile diversi; la scelta dovrebbe basarsi su fattori quali il fluido di processo specifico, la temperatura, la pressione, le parti soggette a sollecitazioni, la corrosione, il costo e altre considerazioni.
Data di pubblicazione: 11 ottobre 2023