全球雙相不銹鋼應用 - 機遇與挑戰

返回列表 來源：厚壁鋼管發布日期： 2022.09.05

一、全球雙相不銹鋼的發展背景

氮合金化獲得雙相不銹鋼于1970年市場應用以來，一直在探索諸多技術問題：問題之一：最低N含量需要提高，如2205最低N為0.08%，需要提高至0.14%；問題之二：減少板材表面缺陷；問題之三：如何生產熱軋盤條；問題之四：與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼酸洗更困難；問題之五：掌握冷，熱成型及焊接工藝。

經過多年發展，雙相不銹鋼品種開發也已取得許多進展，開發的雙相不銹鋼的品種繁多，有比2205耐腐蝕性能低的低經濟型雙相不銹鋼，也有比2205耐腐蝕性高的牌號等。這些雙相不銹鋼已納入相關標準，如今標準和牌號也近于完善。

目前雙相不銹鋼牌號有：經濟型/低成本、常規/標準型、超級雙相不銹鋼、特超級雙相不銹鋼。

雙相不銹鋼生產穩定增長，按照全球不銹鋼生產比例，雙相不銹鋼之前產量占比曾達1.6%，且預計占比會達2%之上（也有人預計占比會高達4%），而實際情況，現在雙相不銹鋼產量占比甚至不到1%。

今天和大家探討為什么雙相不銹鋼增長和發展會滯后于其他不銹鋼種類。

二、全球雙相不銹鋼的應用機遇

相比于奧氏體和鐵素體不銹鋼，雙相不銹鋼具有非常獨特性能/優勢：1)高屈服和抗拉強度，可有效減少設備/材料壁厚；2)-40℃或更低溫下的良好韌性；3)優異的抗氯化物應力腐蝕開裂性能SCC（SCC性能不及鐵素體不銹鋼，但明顯優于奧氏體不銹鋼）；4)良好的抗點蝕和縫隙腐蝕性能；5)許多化學物質環境下優良的均勻腐蝕性能；6)良好的抗沖刷腐蝕（抗腐蝕磨損）性能；7)運動部件的良好腐蝕疲勞性能；8)遍布全球的生產商；9)低成本合金元素。

由于雙相不銹鋼的優異性能，其應用領域也在不斷擴展。近年來，在鞏固石油、石化等主要應用領域的同時，在化學品船、海上工程、化學容器、醫藥和造紙等許多工業領域得到廣泛應用:

石油天然氣

為什么雙相不銹鋼沒有獲得更多應用?我們認為至少有：用戶、加工制造商、合金生產商、合金本身元素等主要影響因素。

1、用戶

1）雙相不銹鋼確實可解決許多應用問題，但用戶需要確保雙相不銹鋼能夠正確加工制造，以及從分銷商或廠家采購到合適的板、帶、棒、管、接頭等。這會涉及到諸多技術標準和規范（須滿足特定應用要求）以及檢測檢驗。這不僅會增加成本，也要求檢驗人員具備相關知識，技能和資質等。

2）采購更傾向于低價中標。而投標方經常對技術標準要求缺乏相關知識和全面深刻理解，從而會低估生產制造的實際要求和工作量。

3）缺乏雙相不銹鋼腐蝕數據，部分原因為雙相不銹鋼種類較多。

4）用戶大多希望材料及設備性能既好也易于安裝，使用，免維護。同時在他們需要改造設備時易于改造或維修，如給設備增加新的噴嘴等。而雙相不銹鋼很難滿足所有特殊要求。

5）出現問題后會帶來糟糕的經驗，而大多情況，這是由不良生產安裝帶來的后果。

2、加工制造商

1）盡管板材相對易于采購，但有時會難于購得數量較少的棒材，或非常規尺寸的管，接頭和法蘭等。另外，這些材料會比相當規格的奧氏體不銹鋼貴很多。

2）有些雙相不銹鋼，如經濟型，無法獲得某些部件，這種情況下，就不得不選擇其他牌號的經濟型或高合金型的雙相不銹鋼，這會給制造商帶來更多工作量。

3）制造商需要認真研讀并理解客戶的技術規范，并理解技術規范和要求對生產成本等影響。而使用標準奧氏體不銹鋼則不需要類似復雜的技術規范，從而會比較容易。

4）必須培訓焊工避免使用不合適的焊接奧氏體不銹鋼的工藝來焊接雙相不銹鋼。TIG (GTAW) 修整焊道，用TIG焊接平整焊道；修復焊接時確保焊接低熱輸入。

5）用酸洗（硝酸、氫氟酸）來清理標準和超級雙相不銹鋼焊接回火色的。標準奧氏體不銹鋼建議做酸洗，但對高合金的雙相不銹鋼則是必要的處理。

3、合金生產商

1）無縫鋼管廠家希望量產標準合金，而不希望小批量生產需要更多關注和投入的特殊牌號鋼。

2）雙相不銹鋼高的氮含量通常會導致更多的材料表面缺陷，因而可能帶來更多返工生產。

3）市場和銷售人員通常希望自己產品獨特且少有他供應商，這樣一旦產品獲得規范，更利于市場銷售。基于此，可能導致市場存在太多雙相不銹鋼牌號。

4）無縫鋼管廠家通常沒有足夠的知識和精力對技術規范細節，成型和焊接技術等提供培訓給加工制造商和用戶。特別是當雙相不銹鋼牌號是由多家無縫鋼管廠家生產供應時。

5）另外，質量不過關的雙相不銹鋼在苛刻應用服役時很容易失效。這類情況經常是由不完美的熱處理造成的。

4、合金因素

雙相不銹鋼使用的一些限制：氫脆（如硫化氫）、低溫服役、有限的抗氯致應力腐蝕考慮、還原性化學環境下的高腐蝕率、在成型制造中高強度是缺點；對薄壁罐，容器，結構件扣壓性能可能更為關鍵，高強度不一定體現出優勢；在退火溫度，雙相不銹鋼會變得脆弱，因此，可對薄壁鏈接部件等帶來一些問題。確保用戶了解雙相不銹鋼應用的局限和優缺點。

四、全球雙相不銹鋼發展的展望

發展雙相不銹鋼的應用領域，建議從以下三個方面著手:

1、在全球減少重復的雙相不銹鋼牌號種類，同時確保需要時，各種材質的雙相不銹鋼產品覆蓋各種產品形式，如管，接頭和法蘭等。讓客戶更易于選用。

2、無縫鋼管廠家要禁止未經基本質量水平檢測的雙相不銹鋼流入市場，即使采購規范中沒有要求。如必要的最低氮含量的要求。

3、對加工制造商和最終用戶的必要培訓，包括確保使用合適的技術規范等。

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