Среди широко используемых в настоящее времяболты,-стойкие к высоким температурамШирокое распространение получили изделия из дуплексной нержавеющей стали 2205. Болты из дуплексной нержавеющей стали 2205 обладают превосходной адаптируемостью к высоким и низким температурам: их постоянная стабильная рабочая температура обычно составляет 250-300 градусов (выдерживают около 400 градусов в течение коротких периодов времени), и они могут выдерживать низкие температуры до -60 градусов, что делает их подходящими для сценариев с внезапными изменениями температуры. Например, болты из хромомолибденовой стали 42CrMo могут стабильно работать при температуре около 360 градусов в течение коротких периодов времени, но их механические свойства имеют тенденцию колебаться, когда температура окружающей среды резко падает или возвращается к норме; Напротив, болты из дуплексной нержавеющей стали 2205 сохраняют стабильную работу в условиях чередующихся высоких и низких температур.
Как отличить болты из нержавеющей стали из разных материалов? Обычные болты из нержавеющей стали 304 имеют маркировку «A2-70» на головке, болты из нержавеющей стали 316 имеют маркировку «A4-70» или «A4-80», а болты из дуплексной нержавеющей стали 2205 в основном имеют прямую маркировку «2205» на головке (некоторые также могут быть маркированы соответствующими стандартными кодами, например ASTM A193 Gr. S32205), что позволяет пользователям быстро их идентифицировать.
Различия между болтами, устойчивыми к высоким-температурам, и обычными болтами
Многие ошибочно полагают, что жаростойкие-болты должны иметь более высокие параметры прочности на разрыв и крутящий момент, чем обычные высоко-болты, но это не так. Основное различие между ними заключается в свойствах материала, а не в базовой прочности: на отечественном рынке хромом-молибденовая легированная сталь 42CrMo обычно используется для производства высоко-температуростойких болтов, показатели прочности которых аналогичны стандартным высокопрочным-болтам марки 12,9-. Однако материал 42CrMo остается стабильным при высоких температурах (около 360 градусов) без снижения крутящего момента или снижения твердости; Обычные болты (например, из углеродистой стали или обычные болты из нержавеющей стали) обычно могут нормально работать только при температуре ниже 200 градусов, за пределами которой они не соответствуют проектным требованиям к механическим характеристикам. Поэтому жаропрочные болты из 42CrMo, устойчивые к высоким температурам, широко используются в условиях работы при высоких температурах, например, в сосудах под давлением и котлах.
Кроме того, в условиях высоких-температурных условий анти-вибрационные характеристики обычных высоко-прочных болтов значительно уступают характеристикам болтов, устойчивых к-температуре: при тех же технических характеристиках и температурных условиях болты из обычной легированной стали выдерживают лишь около 80 вибраций до очевидного ослабления, в то время как болты из 42CrMo,-термостойкие, выдерживают приблизительно 200 вибраций перед ослаблением. Эту характеристику болтов, устойчивых к высоким-температурам, нельзя заменить обычными болтами; Произвольная замена может легко привести к поломке оборудования из-за ослабления болтов, и таких потенциальных рисков невозможно заранее полностью избежать с помощью экстренных стратегий.
Болты, устойчивые к высоким-температурам, также предъявляют особые требования к обработке поверхности: если взять в качестве примера 42CrMo, то его твердость аналогична твердости болтов марки 12,9-. После производства требуется термообработка и покрытие черным оксидом; в цинковании или никелировании обычно нет необходимости, поскольку в условиях работы при высоких-температурах покрытие не только не обеспечивает защиту, но и влияет на работоспособность болтов из-за выхода из строя при высоких температурах.
При приемке болтов, устойчивых к высоким-температурам, подтверждение материала является главным приоритетом, а также необходимо проверить, соответствуют ли их данные по напряжению и механические свойства проектным требованиям.-И то, и другое обязательно. Если материал некачественный, даже при высокой твердости, он не сможет достичь характеристик дуплексной стали 42CrMo или 2205 в условиях высоких-температур. Поэтому во время приемки важно требовать от поставщиков предоставления номеров партий материалов и отчетов об анализе материалов; для различных условий установки соответствующий персонал должен пройти профессиональную подготовку, чтобы освоить меры предосторожности при использовании и соответствующие стандартные требования к болтам, устойчивым к высоким-температурам.
Характеристики и применение болтов из дуплексной нержавеющей стали (на примере 2205)
Болты из дуплексной нержавеющей стали уже сыграли важную роль при строительстве моста в Гонконге-Чжухай-Макао. 23 октября 2018 г. мост в Гонконге-Чжухай-Макао был открыт для движения транспорта. Этот сверхбольшой мост через море длиной 55-километров, соединяющий Гонконг, Чжухай и Макао, позволил реализовать 30-минутный жизненный цикл между тремя местами, что значительно снизило затраты на логистику и способствовало скоординированному развитию трех регионов. В этом проекте использование отечественных болтов из дуплексной нержавеющей стали достигло 1200 тонн, что полностью сломало предыдущую зависимость от импортных болтов из дуплексной нержавеющей стали для строительства мостов.
Ранее,дуплексные болты из нержавеющей сталииспользуемые в отечественных проектах мостов, в основном необходимо было импортировать; однако предприятия, участвующие в строительстве моста в Гонконге-Чжухай-Макао, посредством фундаментальных исследований материалов из дуплексной нержавеющей стали и контроля характеристик готовой продукции произвели болты, качество которых эквивалентно импортной продукции. Это не только установило ориентир для отечественных коллег, но и повысило их собственную техническую мощь, заложив основу для развития предприятий в рамках «Инициативы «Пояс и путь».
Болты из дуплексной нержавеющей стали (например, 2205) могут соответствовать высоким-сценариям, таким как мосты, главным образом благодаря трем основным характеристикам:
Отличная коррозионная стойкость: Его коррозионная стойкость намного превосходит устойчивость болтов из нержавеющей стали 304. Мосты устанавливаются в морской среде, где интенсивность коррозии в морской воде и воздухе с высоким содержанием-соленого тумана намного выше, чем в ежедневных сценариях.. 304 болты из нержавеющей стали не могут соответствовать долгосрочным-требованиям по устойчивости к коррозии, а дуплексная сталь 2205, содержащая примерно 22 % хрома и 3 % молибдена, может образовывать стабильную пассивную пленку, эффективно противостоящую коррозии в морской среде.
Высокая прочность: Предел прочности болтов из дуплексной нержавеющей стали 2205 составляет около 800 МПа, а предел текучести около 550 МПа - в 1,5 - 2 раза больше, чем у обычных болтов из нержавеющей стали 304 (предел прочности около 515 МПа, предел текучести около 205 МПа). Его фактическая испытанная прочность превышает прочность болтов из углеродистой стали марки 8,8 (прочность на растяжение не менее 800 МПа, предел текучести не менее 640 МПа), что обеспечивает надежную гарантию прочности мостовых соединений. Высокая прочность дуплексной нержавеющей стали обусловлена ее аустенитно-ферритной дуплексной структурой, а не высоким содержанием углерода. Фактически, дуплексная сталь 2205 имеет чрезвычайно низкое содержание углерода (менее или равно 0,03%), ниже, чем нержавеющая сталь 304 (менее или равно 0,08%), что позволяет избежать риска межкристаллитной коррозии, вызванной высоким содержанием углерода.
Хорошая совместимость со сваркой: При строительстве мостов некоторые соединяемые компоненты необходимо крепить сваркой. Дуплексные болты из нержавеющей стали могут быть совместимы со свариваемыми участками без ухудшения характеристик из-за воздействия тепла при сварке; обычные болты из нержавеющей стали, находящиеся вблизи мест сварки, склонны к структурным изменениям под воздействием тепла, что приводит к снижению прочности и коррозионной стойкости, а также несоответствию требованиям прочности соединения. Это преимущество обусловлено разумным содержанием легирующих элементов (таких как азот) в дуплексной стали 2205, что придает ей хорошую термическую стабильность.
Помимо мостов, 2205 дуплексболты из нержавеющей сталитакже широко используются на нефтяных предприятиях, в переработке биотоплива, в оборудовании для упаковки пищевых продуктов и т. д.: при бурении нефтяных скважин их хорошая гальваническая совместимость может удовлетворить потребности в соединениях бурильных труб; в биотопливной и пищевой промышленности их превосходная коррозионная стойкость и низкие характеристики осадков позволяют удовлетворить санитарные требования и избежать загрязнения продукции.
Дополнительные примечания
Разъяснение относительно рабочей температуры материала: предыдущее утверждение о том, что «дуплексная нержавеющая сталь 2205 выдерживает температуру 600 или 800 градусов», неверно. Фактически, температура непрерывной эксплуатации дуплексной стали 2205 не должна превышать 300 градусов, а максимальная кратковременная -температура эксплуатации составляет около 400 градусов. Превышение этого диапазона приведет к разбалансировке дуплексной конструкции, что значительно снизит коррозионную стойкость и прочность.
Поправка к сварке болтов: в конструкции мостов сами болты обычно не привариваются напрямую, но надежное соединение достигается за счет адаптации к свариваемым соединяемым компонентам, что позволяет избежать повреждения собственных характеристик болтов из-за высоких температур сварки.
Поправка на содержание углерода: одним из основных преимуществ дуплексной нержавеющей стали (например, 2205) является ее низкое содержание углерода, а не «относительно высокое». Низкое содержание углерода является ключом к превосходной стойкости к межкристаллитной коррозии, которую следует отличать от диапазона содержания углерода в обычной нержавеющей стали (например, 304).
