盾工閥門（上海）有限公司
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閱讀：9發布時間：2025-4-18
生產制造廠家已經逐漸認識到, 只有采用性能的材料才能防止Z苛刻環境條件下的事故，降低維修和停工時間，并且降低壽命周期成本。正因如此，雙相不銹鋼的應用范圍已從管材、板材、棒材擴大到了閥門和泵。過去雙相不銹鋼存在焊接和成型困難的問題，但現在這些問題逐漸得到了解決。各種雙相和超級雙相不銹鋼在泵和閥門的制造中得到了應用，并且有可能還會增加，它們將在電廠、海水淡化、造紙，石油化工和化工等加工和能源行業起到越來越重要的作用。
為什么要使用雙相不銹鋼
近年來， 幾家閥門和泵制造廠已開始將雙相和超級雙相不銹鋼作為制造閥門和泵的材料，或在生產制造閥門和泵時增加了使用雙相不銹鋼的比例。Z近的例子是在2014 年11 月，W?rtsil? Shipham Valves 公司宣布采用雙相和超級雙相不銹鋼制造壓力等級更高的閥門，擴大了雙相和超級雙相不銹鋼的使用范圍。現在該公司生產的尺寸范圍從15~1200mm，壓力可以達到ANSI 1500lbs 的閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥等所有閥門都可以使用雙相和超級雙相不銹鋼制造。其它閥門制造廠家也能夠提供雙相和超級雙相不銹鋼產品，如Emerson、Flowserve、GEMü、Kitz、KSB、Metso、Parker Hannifi n、Sitecna 和Victaulic 等，泵的制造廠家包含有Cornell Pump、Goulds pumps（ITT）、Grundfos、KSB、Pioneer Pump、PSG、Sulzer 和Torishima。多數公司都是根據介質的腐蝕程度對閥門和泵進行選材，材料主要包含：普通奧氏體、6Mo 合金、蒙內爾合金、哈氏合金、雙相和超級雙相不銹鋼。
如果Shipham 的發展目標是采用雙相或超級雙相不銹鋼來制造MAX壓力等級的閥門和泵，那么選擇雙相不銹鋼有以下理由：
1）耐腐蝕性能。
雙相不銹鋼比普通奧氏體不銹鋼有更好的耐應力腐蝕開裂和點腐蝕性能，而且鎳基合金和超級合金，這使其成為海洋環境以及海水淡化行業Z理想的材料。
2）高硬度和耐侵蝕。
雙相不銹鋼能很好經受住木屑、粗砂、泥漿、沙子和其它腐蝕性介質侵蝕，并有很好的耐磨性，可以考慮其在礦石開采、廢水處理和造紙行業的使用。
3）緊湊性。
由于有較高的強重比（強度和重量的比值），相比于普通鋼種，采用雙相不銹鋼時，可使閥門和泵的壁厚更薄，占用的空間更小，當空間有，這是一大優勢。這同時意味著采用雙相不銹鋼制造的體積較小的泵和閥門就能達到其他材料制造的體積更大的泵和閥門的傳輸功率，在改造時可以使用功率更大的雙相不銹鋼泵替代舊型號的泵。
缺點
在過去，成型性能不足和難以焊接兩大因素抑制了雙相不銹鋼在閥門和泵制造行業的使用。在2009 年時有些閥門的供應商不愿意根據NACE MR0103 標準去生產雙相不銹鋼閥門，主要原因是雙相不銹鋼鑄件焊接困難，同時焊接過程質量控制不好也會使雙相不銹鋼泵和閥門在安裝后不久就產生腐蝕失效。在科威特的一家煉油廠，由于在制造階段采用了不正確的熱處理工藝，雙相不銹鋼泵使用三年后失效。雙相不銹鋼的延展性一般都低于奧氏體不銹鋼，為解決該問題， 在2013 年5 月，Outkumpu 公司開發了兩種新的雙相不銹鋼鋼種。在測試中，FDX25TM和FDX27TM 的耐腐蝕性分別優于奧氏體不銹鋼304L 和316L，并且擁有更高的機械強度和更好的耐應力腐蝕開裂性能，然而，他們像奧氏體不銹鋼一樣易于成型加工。這些雙相不銹鋼可進行冷成型誘發的TRIP（相變誘導塑性），可以提高材料的強度和成型性能。Outkumpu 公司認為這些既有強度又有延展性的合金非常適合泵殼的制造需求。
材料
閥門和泵可由雙相不銹鋼制造出來（通常是鑄造），或者僅僅是接觸腐蝕性介質的部件采用雙相不銹鋼制造。例如Victaulic 公司開發了一種帶溝槽的端口球閥726D 系列，使用超級雙相不銹鋼制作了閥球、閥體和端蓋。雙相和超級雙相不銹鋼通常用于泵殼和葉片的制作，常見的組合是使用奧氏體鑄鐵件作為殼體，使用雙相不銹鋼作為葉片，但Z后在鑄鐵殼體上產生大量失效，所以現在所有部件使用雙相不銹鋼已成為慣例。經濟型雙相不銹鋼一般不會當作閥門和泵的制作材料，但是從理論上講，經濟型雙相不銹鋼可以用來制造泵，但標準的缺乏阻止了它的發展。然而，Outkumpu 公司的Forta LDX2101(1.4162) 經濟型雙相不銹鋼可以滿足ASTMA 961/A 961M 標準中閥門的要求，中國江蘇良一有限公司可以供由LDX2101 和2304 制作的泵的葉片。從上世紀八十年代起北海油氣田所用的鑄泵殼體就開始使用超級雙相不銹鋼Zeron100。與雙相不銹鋼相比，奧氏體不銹鋼制作的泵存在尺寸太大以及耐腐蝕性能差的缺點，而超級雙相不銹鋼不僅可以提供足夠的耐腐蝕性能并可減輕重量。Zeron 100（A995-6A，超級雙相不銹鋼F55）已經成功應用于噴射泵、海水提升泵和消防泵。為了滿足鑄造泵和閥門的要求，鋼鐵生產企業開發了大量雙相和超級雙相不銹鋼，這里介紹一些常見的鋼種：
ASTM A890-1A（CD4MCu）。一種雙相不銹鋼，廣泛使用在泵的制作，特別是在磨蝕行業的殼體和葉片。
ASTM A890-1B、ASTM A995-1B（CD4MCuN）。同上，一種加氮雙相不銹鋼，化學成分與Wilfl eyWCD4TM 相似，但機械性能和耐腐蝕性能大幅提高。
ASTM A890-3A（1.4468）。應用于加工業和海水領域的雙相不銹鋼。在含氯離子的介質中具有較強的耐點蝕性能，用于制造化工和原油設備中的閥門和泵。加入銅是為了提高耐弱硫酸的腐蝕，加入鉬是為了提高耐一般腐蝕性介質的耐腐。
ASTM A890-4A、ASTM A995-4A（1.4462）。即大家熟知的2205 雙相不銹鋼，Z普通的雙相不銹鋼之一。
ASTM A890-5A、ASTM A995-5A（1.4410、合金2507）。超級雙相不銹鋼，廣泛應用于耐氯化物腐蝕的加工工業，在海水中具有良好的耐腐蝕性能，主要用于制造泵和泵的葉片。法國優勁特（Ugltech）公司新開發的超級雙相不銹鋼UGI® 4410 與其非常相似，它也滿足NORSOK標準，適用于油氣和石化工業的閥門、法蘭、過濾系統的制造，這種雙相不銹鋼可在高溫高壓的氯化物環境中使用。
FDX 25TM（1.4635）和FDX 27TM（1.4637）。這些雙相不銹鋼是Outkumpu 公司為解決成型問題而開發的鋼種。
應用行業
雙相不銹鋼的閥門和泵廣泛應用于能源和加工行業的高腐蝕、高侵蝕和高壓的環境中。這些行業包括海上油氣開采、發電（包括核電）、工業廢水處理、海水淡化、造紙、化工肥料的生產等。這些行業共同特點是與高氯化物的環境，特別是與海水有關，這里我們關注三個領域：海水淡化、造紙、化肥。
（1）海水淡化
由于干旱和氣候反常，各種水處理的需求飛速增長。在世界Z干旱的地區飲用水特別短缺，包括非洲、中東和東亞。海水淡化行業以每年9%的速度快速增長，2014 年中國的海水淡化能力增長了16%。
在海水淡化工廠中，腐蝕性Z強的地方發生在海水淡化的Z初階段，即海水入口處。經驗表明，普通奧氏體不銹鋼無法應對含鹽海水的腐蝕條件，因此在選材上有使用更高級別合金鋼傾向，例如6Mo 合金或鎳基合金，但雙相不銹鋼由于成本優勢而逐漸得到了人們認可。目前雙相不銹鋼制造的泵，如水源泵、過濾器供液泵、增壓泵和高壓供水泵（雙相和超級雙相不銹鋼）和高壓增壓泵，已在Z苛刻條件下得到應用。海水淡化也給雙相不銹鋼閥門提高了新的發展機遇，例如GEMü 公司新開發的閥門C480，就是一種超級雙相不銹鋼制成的帶閥盤的蝶閥，可以使用在水處理、海水淡化、電廠等。
8寸150lb 級的雙相不銹鋼蝶閥
(2）造紙
像海水淡化一樣，當碳鋼和普通的奧氏體不銹鋼無法滿足造紙廠的腐蝕和侵蝕環境條件后，造紙行業開始采用雙相不銹鋼。造紙行業的環境非常惡劣，前部工序存在腐蝕性的化學物質、漂白劑及木屑。此外，造紙工業也隨著時間不斷發展進步，以前的造紙廠簡單地將處理過的水進行排放，而現在水須閉路循環使用。這些水含有大量的化學物質，具有很高的腐蝕性。
所有這些考量都使雙相不銹鋼和其它高合金材料或多或少成為材料的首要選擇。雙相不銹鋼可以用于造紙行業的蒸煮器、反應器、清洗器、篩選器、氧化反應器、管道系統、化學回收設備、紙漿處理以及流漿箱和吸水輥等設備。2205 雙相不銹鋼早在十九世紀八十年代就在閥門和泵得到應用，現在仍然在用。用于制造閥門和泵的其它鋼種包括CD-6MN（3A）（鍛造的稱之為329）和CD-4MCuN（1B），前者應用在含氯和二氧化氯化物地方的漿料閥中。Metso 公司向造紙廠提供各種自動化閥門，自動化閥門的材質有普通不銹鋼、雙相不銹鋼、6Mo 合金、哈氏合金和鈦合金。
（3）化肥
雙相不銹鋼制造的泵和閥門大量使用在化工行業，包括化肥生產行業。為應對異常惡劣的介質，Sandvik 與Stbon 一道合作開發了Safurex 超級雙相不銹鋼，這種雙相不銹鋼在包括閥門在內的設備中的用途非常廣泛。印度公司BHDT 開發出一種用Safurex 制成的高壓用途的取樣閥，LESER 公司用同種材料開發出尿素合成塔用的安全閥門。
結論
雙相不銹鋼在閥門和泵的應用前景取決于很多因素，包括對材料的認知、新標準的采用和技術進步（可能是Z重要的）。同時雙相不銹鋼的焊接和成型也比其他不銹鋼更加困難，雖然這些認知是由于簡單的習慣和思維定式造成的。但隨著延展性好和焊接性能優良的雙相不銹鋼開發出來，雙相不銹鋼在泵和閥門行業的使用有可能還會增加。
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