第一節(jié) 雙相不銹鋼項(xiàng)目界定

雙相不銹鋼（Duplex Stainless Steel，簡(jiǎn)稱DSS），指鐵素體與奧氏體各約占50%，一般較少相的含量最少也需要達(dá)到30%的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無(wú)室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時(shí)還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高，具有超塑性等特點(diǎn)。與奧氏體不銹鋼相比，強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。

第二節(jié) 雙相不銹鋼應(yīng)用領(lǐng)域 分析

（1）紙漿和造紙工業(yè)

紙漿和造紙工業(yè)是最早使用雙相不銹鋼的加工工業(yè)，許多鋼種都是根據(jù)這些工業(yè)的需要而發(fā)展起來(lái)的。在制紙漿和造紙業(yè)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)幾乎是空白，硫酸鹽蒸煮法仍多采用低碳鋼制造的蒸煮鍋，而國(guó)外早已普及使用雙相不銹鋼的蒸煮、漂白等設(shè)備，目前國(guó)內(nèi)也有引進(jìn)，但數(shù)量極少。此時(shí)既耐腐蝕、強(qiáng)度又高的雙相不銹鋼就成了較理想的選擇。

（2）石油化學(xué)和化肥工業(yè)

一九七二年瑞典的醫(yī)藥工業(yè)為了解決蒸餾塔中的應(yīng)力腐蝕破裂問(wèn)題，采用3RE60型雙相不銹鋼制造了兩臺(tái)蒸餾塔（當(dāng)時(shí)2205還處在發(fā)展階段）。雙相不銹鋼的高強(qiáng)度特點(diǎn)在制造各種儲(chǔ)槽、運(yùn)輸罐和反應(yīng)釜器時(shí)，就能更好地反映出來(lái)。雙相不銹鋼在尿素和磷肥工業(yè)中的應(yīng)用在近幾年中也得到了很大的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，化肥生產(chǎn)設(shè)備中的一個(gè)冷凝器，如用雙相不銹鋼制造，費(fèi)用可降低到1/3左右?？梢婋p相不銹鋼在節(jié)省投資方面有著很大的優(yōu)勢(shì)。

（3）食品和輕工工業(yè)

食品和飲料生產(chǎn)裝置中含氯離子水的換熱設(shè)備使用較多，在這樣的環(huán)境里，加工設(shè)備很容易出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕破裂。啤酒廠的熱水槽和加熱器，因介質(zhì)溫度在100℃左右，同時(shí)又含有約100ppm的氯離子，在這類設(shè)備中，二十世紀(jì)七十年代初期用3RE60型雙相不銹鋼，二十世紀(jì)八十年代初以2205為主，22%鉻型雙相不銹鋼來(lái)代替，二十世紀(jì)九十年代初又開始用SAF2304型雙相不銹鋼。在選用不同雙相不銹鋼時(shí)，其中以SAF2304最為便宜，而2205可用于氯離子濃度大于500ppm的溶液中。

（4）運(yùn)輸業(yè)

在瑞典，早在一九七八年就根據(jù)雙相不銹鋼高強(qiáng)度和良好的抗疲勞性能，用雙相不銹鋼代替運(yùn)送牛奶的車用儲(chǔ)罐，其壽命增加了許多。雙相不銹鋼的高強(qiáng)度和優(yōu)良的耐腐蝕性，使得它在用于制造化學(xué)品船時(shí)，也有很大的優(yōu)勢(shì)?？梢杂幂^薄的鋼板，從而減輕了船艙的重量，降低了燃料的消耗。第一艘用2205型雙相不銹鋼制造的化學(xué)品船于一九八七年下水，更多的采用雙相不銹鋼的化學(xué)品船正在建造過(guò)程之中。

（5）煉油和天然氣工業(yè)

早在七十年代雙相不銹鋼就被用于腐蝕性很強(qiáng)的海洋油氣井套管，以及煉油廠許多有應(yīng)力腐蝕破裂問(wèn)題的設(shè)備。此外，架設(shè)在各油井和海岸間的高強(qiáng)度耐腐蝕的集輸油管等，也選用了雙相不銹鋼。近海油氣開發(fā)工業(yè)是雙相不銹鋼主要領(lǐng)域，超級(jí)雙相不銹鋼SAF2507被開發(fā)以后，首先就是用于海洋采油工業(yè)中。此外，一種新型海底輸水管就是用雙相不銹鋼制成的，其他在北海油田的一些電纜連接管都用雙相不銹鋼制造。

（6）海水環(huán)境下的建筑業(yè)

在建筑業(yè)方面，最關(guān)鍵的是材料的抗大氣腐蝕能力。在沿海地區(qū)這種海洋大氣中氯離子濃度要比內(nèi)陸的空氣高得多，此時(shí)就需要有耐“海水”腐蝕能力的材料。另外，材料的高強(qiáng)度則可以減輕重量，節(jié)省投資。雙相不銹鋼能建造海上采油平臺(tái)的防風(fēng)墻和阻擋天然氣爆炸產(chǎn)生壓力的防爆墻，就是說(shuō)，在八個(gè)北海采油平臺(tái)的海上部分，僅此一項(xiàng)就可以減重一千噸。海邊道路燈柱往往因海洋大氣的高氯離子含量和很高的潮濕性，采用2205雙相不銹鋼后，不僅耐腐蝕性好，延長(zhǎng)壽命，而且使燈柱重量約減輕百分之二十。

（7）海水淡化

2005年海水淡化國(guó)際會(huì)議上指出，當(dāng)前全球大約有13600座海水淡化廠，日淡化能力為3100萬(wàn)立方米，計(jì)劃到2015年翻一番。最常用的淡化方法有多級(jí)閃蒸法（MSF）和反滲透法（RO）。近年薄膜技術(shù)的進(jìn)步使RO法的使用有上升趨勢(shì)。MSF法蒸發(fā)器的冷凝器管宜采用2507超級(jí)雙相不銹鋼管代替鈦或銅鎳合金，閃蒸室外殼可用2205。RO法的高壓管道和高氯化物環(huán)境的高壓泵采用2507鋼，可與含6％Mo的奧氏體鋼媲美，已用于以色列新建的Ashkelon廠。我國(guó)曹妃甸項(xiàng)日中100m×25m×6m的多級(jí)閃蒸設(shè)備即是由Outokumpu供給的300噸2205鋼板制成的。通常120萬(wàn)噸級(jí)的處理設(shè)備需要1萬(wàn)噸6mm厚的鋼板。我國(guó)淡水資源不足，海岸線很長(zhǎng)，海水淡化將會(huì)提上日程，這將是雙相不銹鋼的潛在用途。

（8）能源與環(huán)保工業(yè)

煙氣脫硫（FGD）系統(tǒng)用來(lái)消除燃煤電廠煙氣中的SO2，減少向大氣中的排放，防止酸雨。預(yù)測(cè)顯示2020年以前，全球三分之二的燃煤電廠都將安裝FGD裝置。目前濕法FGD裝置占優(yōu)勢(shì)，在55oC，pH值>6，C1-濃度30000ppm以下就可以選用2205鋼，比317LMN效果要好。加拿大ColesonCove電廠是北美第一個(gè)在吸收塔頂部采用360噸2205雙相不銹鋼。中國(guó)大多數(shù)是燃煤電廠，國(guó)家不斷提出控制空氣污染的要求，大量的FGD系統(tǒng)上馬必將會(huì)開辟雙相不銹鋼新的市場(chǎng)。最近德國(guó)開發(fā)的1.4475耐磨耐蝕雙相不銹鋼GXl50CrNiMoCuN4l-6-2，利用其占體積25％～30％的網(wǎng)狀高鉻碳化物組成三相結(jié)構(gòu)，提高了耐磨損腐蝕性能。在Niederauβem電廠用于制造FGD再循環(huán)過(guò)濾泵的葉輪，在固體顆粒量高達(dá)25％，pH值>4，氯化物含量5.5％的條件下，使用效果很好。

第三節(jié) 雙相不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

雙相不銹鋼從20世紀(jì)40年代在美國(guó)誕生以來(lái)，已經(jīng)發(fā)展到第三代。它的主要特點(diǎn)是屈服強(qiáng)度可達(dá)400-550MPa，是普通不銹鋼的2倍，因此可以節(jié)約用材，降低設(shè)備制造成本。在抗腐蝕方面，特別是介質(zhì)環(huán)境比較惡劣（如海水，氯離子含量較高）的條件下，雙相不銹鋼的抗點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優(yōu)于普通的奧氏體不銹鋼，可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。