Izstrādājot piedziņas sistēmu, pareizā materiāla izvēle nav tikai izvēles jautājums-, tas ir fizikas un ķīmijas aprēķins. Lai gan plaša sabiedrība uzskata "nerūsējošo tēraudu" par vienu vienību, kuģu inženieri zina, ka sakausējuma sastāvs nosaka kuģa kalpošanas laiku.
Šajā rokasgrāmatā ir sniegta dziļa informācija par jūras piedziņas metalurģiju, jo īpaši salīdzinot divus nozares standartus: izturīgu pret koroziju{0}}316L jūras šahtaun augstais{0}}spēks17-4PH nerūsējošā tērauda vārpsta.
Kāpēc ar standarta nerūsējošo materiālu okeānam nepietiek?
Okeāns ir skarba elektroķīmiskā vide. Hlorīda jonu klātbūtne jūras ūdenī uzbrūk pasīvajam oksīda slānim, kas aizsargā nerūsējošo tēraudu. Standarta markas, piemēram, 304 nerūsējošais tērauds, bieži nedarbojas iegremdētās vietās punktveida un plaisu korozijas dēļ.
Lai izturētu šos spēkus, mums ir jāizmanto sakausējumi ar specifiskiem ķīmiskajiem līdzsvariem,{0}}galvenokārt ietverot molibdēnu (Mo) un niķeli (Ni){1}}. Tas mūs noved pie diviem kuģniecības nozares titāniem: 316L un 17-4PH.
316L nerūsējošais tērauds: korozijas čempions
316L ir austenīta nerūsējošais tērauds, ko bieži dēvē par "jūras kvalitātes" nerūsējošo tēraudu. "L" apzīmē "Low Carbon", kas samazina karbīda nokrišņus metināšanas laikā, samazinot korozijas risku metināšanas zonās.
- Ķīmiskais sastāvs:Tas satur aptuveni 16–18% hroma, 10–14% niķeļa un, galvenais, 2–3% molibdēna.
- Molibdēna loma:Šis elements ievērojami palielina izturību pret punktveida un plaisu koroziju hlorīdu vidē.
- Labākais pielietojums: A 316L jūras šahtair ideāla izvēle kuģiem, kas ilgu laiku pavada sālsūdenī, piemēram, komerciālās zvejas laivas vai okeāna{0}}jahtas, kur izturība pret koroziju ir svarīgāka par ārkārtēju stiepes izturību.
17-4PH nerūsējošais tērauds: stiprības speciālists
17-4PH (pazīstams arī kā 630. tips) ir nokrišņos cietošs martensīta nerūsējošais tērauds. Atšķirībā no 316L, kas balstās uz austenīta struktūru, 17-4PH sasniedz savas īpašības, izmantojot īpašu termiskās apstrādes procesu, ko sauc par "novecošanos".
- "PH" koeficients:Vara (Cu) un niobija (Nb) pievienošana ļauj tēraudam karsējot izgulsnēt sacietēšanas fāzes mikrostruktūrā.
- Mehāniskās īpašības:H900 stāvoklī a17-4PH nerūsējošā tērauda vārpstavar sasniegt stiepes izturību, kas pārsniedz 1300 MPa, kas ir vairāk nekā divas reizes vairāk nekā 316L.
- Labākais pielietojums:Šis sakausējums ir lieliski piemērots augstas -veiktspējas lietojumiem-, piemēram, patruļlaivām, sacīkšu jahtām vai lieljaudas -rūpnieciskām piedziņām-, kur vārpstai ir jāiztur liels griezes moments, trieciena slodze un nogurums bez liekšanas.
Salīdzinājums: 316 L pret . 17-4PH
Lai saprastu, kurš sakausējums atbilst jūsu projektam, mums ir jāaplūko kompromiss starp izturību un izturību pret koroziju.
| Funkcija | 316 L (austenīts) | 17-4PH (martensīta PH) |
|---|---|---|
| Primārais spēks | Izturība pret koroziju | Augsta mehāniskā izturība |
| Stiepes izturība | ~520 MPa | ~1000–1300 MPa |
| Izturība pret koroziju | Lieliski (augsts Mo saturs) | Labs (līdzīgs 304) |
| Termiskā apstrāde | Rūdīts (nevar sacietēt ar karstumu) | Nokrišņu sacietēšana (H900, H1025 utt.) |
| Magnētiskās īpašības | Parasti nav{0}}magnētisks | Magnētisks |
Dupleksā nerūsējošā tērauda loma
Ekstrēmās vidēs inženieri dažreiz skatās tālāk par standarta pakāpēmdupleksa nerūsējošā tērauda dzenskrūves vārpstasakausējumi (piemēram, 2205).
Dupleksais tērauds apvieno labāko no abām pasaulēm: mikrostruktūra satur gan austenītu, gan ferītu. Tas nodrošina:
- Divkāršojiet tecēšanas robežuno 316L.
- Izcila pretestībalai uzsvērtu korozijas plaisāšanu.
Lai gan dupleksie sakausējumi ir dārgāki, tos arvien vairāk izmanto naftas un gāzes platformās jūrā un specializētos jūras lietojumos.
Kā noteikt kvalitatīvu vārpstas materiālu
Iegādājoties šahtas, ar vizuālu pārbaudi nepietiek. Lai pārliecinātos, ka saņemat pareizo sakausējumu, jums ir jāpārbauda dokumentācija.
1. Pieprasiet MTR:Vienmēr pieprasiet materiāla pārbaudes ziņojumu (MTR) vai fabrikas sertifikātu. Šajā dokumentā ir norādīts konkrētās tērauda partijas ķīmiskais sastāvs.
2. Pārbaudiet elementus:
- 316L: pārbaudiet, vai molibdēns ir no 2,0 līdz 3,0%.
- 17-4PH: pārbaudiet, vai vara saturs ir no 3,0 līdz 5,0% un niobijs.
3.PMI pārbaude:Pozitīvā materiāla identifikācija (PMI), izmantojot rentgena fluorescences pistoli, var nekavējoties pārbaudīt gatavās vārpstas elementāro uzbūvi.
Secinājums
Izvēloties starp a316L jūras šahtaun a17-4PH nerūsējošā tērauda vārpstapilnībā atkarīgs no jūsu kuģa darbības profila. Ja jūs cīnāties ar koroziju, 316L ir jūsu vairogs. Ja jūs cīnāties ar griezes momentu un nogurumu, 17-4PH ir jūsu zobens.