การพัฒนาและการประยุกต์ใช้แผ่นต้านทานการสึกหรอสำหรับโรงงานแยกเกลือออกจากน้ำทะเล
1. แผ่นสวมสำหรับอุปกรณ์กรองน้ำทะเล
วัสดุโลหะที่ใช้ในอุปกรณ์แยกน้ำทะเลแบบแฟลชหลายขั้นตอนซึ่งสามารถกรองน้ำทะเลในปริมาณมากได้อย่างมีประสิทธิภาพแสดงไว้ในตารางที่ 1 ตามความเข้มข้นของเกลือและสภาวะอุณหภูมิของกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล แผ่นที่ทนทานต่อการสึกหรอซึ่งมีความต้านทานการกัดกร่อนที่แตกต่างกันจะถูกนำมารวมกัน ในแผ่นกันสึกระบบออสเทนนิติก จะใช้ 316L ที่มีความต้านทานการเกิดรูพรุนสูง และในส่วนที่มีความเข้มข้นของเกลือสูงและสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนที่รุนแรง จะใช้แผ่นกันสึกแบบสองเฟส ลักษณะของแผ่นทนการสึกหรอแบบสองเฟสคือจากมุมมองขององค์ประกอบของโลหะความต้านทานต่อการกัดกร่อนของรอยแตกที่เกิดจากความเครียดที่เกิดจากคลอไรด์ไอออนนั้นแข็งแกร่งกว่าแผ่นต้านทานการสึกหรอของระบบออสเทนนิติก แต่มีความต้านทานการกัดกร่อน จะแตกต่างกันไปตามปริมาณการเติมโลหะผสมที่มีประสิทธิภาพที่ทนต่อการกัดกร่อน เช่น Ni และ Mo เมื่อเปรียบเทียบกับมาตรฐานแผ่นต้านทานการสึกหรอแบบสองเฟส ASTMS31803(22%Cr-5%Ni-3%Mo) เหล็ก เกรด เช่น S32101(21%Cr-1.5%Ni-N) ที่มีธาตุอัลลอยด์น้อยกว่า เรียกว่าเหล็กกล้าอัลลอยต่ำแบบเฟสคู่
2. การพัฒนาและคุณลักษณะของแผ่นต้านทานการสึกหรอ
การเกิดขึ้นของเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำสองเฟสที่มีการเติมโลหะมีค่าเพียงเล็กน้อย เช่น Ni และ Mo ได้ขยายขอบเขตการใช้งานของแผ่นเพลทต้านทานการสึกหรอแบบสองเฟสเพิ่มเติม เหล็กดูเพล็กซ์โลหะผสมต่ำมีข้อดีสามประการ: (1) ความต้านทานการกัดกร่อนจะเหมือนกับแผ่นต้านทานการสึกหรอออสเตนนิติกทั่วไปที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือปานกลาง; 2 ต้นทุนโลหะผสมต่ำ การเปลี่ยนแปลงราคามีน้อย (3) ความแข็งแรงของผลผลิตมีค่าประมาณสองเท่าของเหล็กกล้าออสเทนนิติกเดียวกัน ดังนั้นเหล็กสองเฟสโลหะผสมต่ำจึงสามารถขยายเป็นเหล็กสองเฟสทางเศรษฐกิจเพื่อทดแทนแผ่นต้านทานการสึกหรอออสเทนนิติกธรรมดา อย่างไรก็ตาม ในอดีต เหล็กดูเพล็กซ์โลหะผสมต่ำที่แสดงโดย S32101 มีปัญหาความต้านทานการกัดกร่อนและความเหนียวต่ำในระหว่างการเชื่อมด้วยพลังงานสูง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะใช้วิธีการเชื่อมอาร์กแบบจุ่มใต้น้ำกับการเชื่อมชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีประสิทธิภาพ องค์ประกอบทางเคมีหลักของแผ่นต้านทานการสึกหรอคือ 21%Cr-2%Ni-N ซึ่งแก้ปัญหาการเชื่อมโดยการปรับอัตราส่วนองค์ประกอบให้สมดุล และสามารถนำไปใช้กับการเชื่อมด้วยพลังงานแนวเส้นขนาดใหญ่ได้
จากการเปรียบเทียบความต้านทานการกัดกร่อนของแผ่นเหล็กที่ทนต่อการสึกหรอ เหล็กสองเฟสอื่น ๆ และเหล็กระบบออสเทนนิติกในการทดสอบ CCT น้ำทะเลเทียม แผ่นที่ทนต่อการสึกหรอมีความต้านทานแบบรูพรุนเช่นเดียวกับ TY304 นอกจากนี้ ในแง่ของความต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น เนื่องจากโครงสร้างผสมและความแข็งแรงสูงของเหล็กสองเฟส ความต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นจึงดีกว่า TY304
3 การใช้อุปกรณ์กลั่นน้ำทะเล
ตามลักษณะของแผ่นต้านทานการสึกหรอ ได้มีการประเมินคุณสมบัติของมันเป็นวัสดุสำหรับโรงงานแยกเกลือ และผลลัพธ์ก็คือสามารถนำไปใช้ในโรงงานแยกเกลือที่ใหญ่ที่สุดในกาตาร์ได้ อุปกรณ์แยกเกลือใช้แผ่นป้องกันการสึกหรอแบบสองเฟสรวม 3200t ซึ่ง 700t เป็นแผ่นป้องกันการสึกหรอ เนื่องจากสามารถปรับปรุงความสามารถในการทำงานการเชื่อมได้อย่างมาก จึงสามารถใช้แทน S32101 ได้ ในอนาคต แผ่นที่ทนต่อการสึกหรอสามารถขยายไปยังโรงงานแยกเกลือขนาดใหญ่ในตะวันออกกลางได้
4. การนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอื่นๆ
แผ่นต้านทานการสึกหรอเริ่มมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอื่นๆ อุตสาหกรรมการต่อเรือของญี่ปุ่นได้ใช้แผ่นเพลทที่ทนทานต่อการสึกหรอจำนวนมากในการผลิตเรือบรรทุกน้ำมันนอกชายฝั่ง แทนที่ TY304 และแผ่นเหล็กคาร์บอนเคลือบ ซึ่งไม่เพียงแต่รับประกันความต้านทานการกัดกร่อนเท่านั้น แต่ยังมีกระบวนการแปรรูปและการเชื่อมที่ดีอีกด้วย และยังสามารถลดความซับซ้อนในการบำรุงรักษาใน การนำทาง ในอนาคต แผ่นเพลทที่ทนทานต่อการสึกหรอสามารถขยายไปยังเรือบรรทุกน้ำมันที่เดินทะเลได้ นอกจากนี้ แผ่นเพลทที่ทนต่อการสึกหรอยังสามารถใช้กับประตูอ่างเก็บน้ำและอุปกรณ์บำบัดน้ำได้อีกด้วย เนื่องจากแผ่นดินไหวและสึนามิครั้งใหญ่ในญี่ปุ่นตะวันออก โครงสร้างพื้นฐานของชายฝั่งตะวันออกเฉียงเหนือของญี่ปุ่นได้รับความเสียหายอย่างหนัก และประตูระบายน้ำและอุปกรณ์บำบัดน้ำจำนวนมากจำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาและสร้างขึ้นใหม่ในระยะกลางและระยะยาว
Nippon Steel ได้ยื่นขอจดทะเบียนทางเทคนิคของเหล็กสองเฟสโลหะผสมต่ำที่มีความแข็งแรงสูงกับ New Technology Intelligence Agency ของกระทรวงที่ดิน โครงสร้างพื้นฐาน และการขนส่งของญี่ปุ่น เพื่อเร่งการประยุกต์ใช้ในการก่อสร้างโครงการโครงสร้างพื้นฐานสาธารณะ เช่น ประตู อ่างเก็บน้ำ และเขื่อนด้วยเทคโนโลยีใหม่ๆ
5. สรุป
เนื่องจากแผ่นที่ทนต่อการสึกหรอมีข้อดีเช่นเดียวกับความต้านทานการกัดกร่อนและมีความแข็งแรงสูงเช่นเดียวกับ TY304 ในสภาพแวดล้อมที่มีคาร์บอนต่ำ จึงคาดว่าไม่เพียงแต่จะสามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์พลังงานในอนาคตเท่านั้น แต่ยังสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านอื่น ๆ อุตสาหกรรม ในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง แผ่นที่ทนต่อการสึกหรอมีข้อดีคือมีน้ำหนักเบาและไม่ต้องบำรุงรักษา จึงสามารถทดแทนชิ้นส่วนโครงสร้างและอุปกรณ์เสริมที่เคยใช้เหล็กชุบสังกะสีได้ เนื่องจากคุณสมบัติยืดหยุ่นของพลาสติกที่สอดคล้องกับความเค้นดึงนั้นใกล้เคียงกับเหล็กกล้าคาร์บอนมากกว่าออสเทนไนต์ธรรมดา จึงสามารถขยายเป็นชิ้นส่วนโครงสร้างได้ในอนาคต เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการใช้แผ่นที่ทนต่อการสึกหรอแทนเหล็กชุบสังกะสีสำหรับขายึดพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ นอกจากลักษณะของแผ่นสึกหรอที่ไม่ต้องบำรุงรักษาแล้ว ยังมีข้อดีคือมีน้ำหนักเบาและลดต้นทุน ซึ่งเป็นเหตุผลสำคัญที่สุดในการนำมาใช้
