نمرات فولاد ضد زنگ برای پروژه های انرژی تجدیدپذیر: راهنمای انتخاب و خوردگی

یک ردیاب خورشیدی ساحلی 5 مگاواتی سه موقعیت باربری خود را در هجدهمین ماه خدمت خود از دست داد. 304 گیره‌های ضد زنگ که هر بلوک بالشی را نگه می‌داشتند در امتداد خط تماس شیار فرو رفته بودند و شناور محوری که به دنبال آن می‌آمد قبل از اینکه کسی آن را بگیرد به دو یاتاقان آسیب رساند. انتقال این قطعات به 316 لیتر تقریباً 40 درصد به قیمت قطعه افزود و نتیجه اسپری نمک خنثی را از مرز 2000 ساعت عبور داد. این تصمیم بر اساس یک نقشه گرفته شد، نه در میدان، که دقیقاً همان جایی است که اکثر انتخاب‌های درجه انرژی تجدیدپذیر موفق یا اشتباه می‌شوند.

پاسخ کوتاه: انتخاب درجه به دنبال قرار گرفتن در معرض اول، تابع قطعه دوم، و هزینه آخر است. برای بادهای خورشیدی داخلی و باد خشکی، 304 یا 304 لیتر معمولاً کافی است. در حدود 5 کیلومتری خط ساحلی، 316 لیتر به کف عملی تبدیل می شود. در جایی که کلریدها، بارهای پایدار و فواصل خدمات طولانی با هم تداخل دارند، 2205 دوبلکس حق بیمه خود را کسب می کند. برای نگه‌داری روی محور که به استحکام بالا در مقاومت خوردگی متوسط ​​نیاز دارد، 17-4PH اغلب معامله بهتری نسبت به پرش مستقیم به دوبلکس است.

چرا انرژی های تجدیدپذیر درجه های ضد زنگ را فراتر از صنعت عمومی می برد؟

مجموعه های انرژی های تجدیدپذیر صرفاً ماشین آلات فضای باز نیستند. چندین محدودیت روی هم چیده می‌شوند و هر کدام فهرست نمره را کمی بیشتر محدود می‌کند.

• عمر سرویس. یک گیره در بلبرینگ ردیاب یا فلنج برج به ندرت برای جایگزینی برنامه ریزی شده است. باید بدون مداخله برنامه ریزی شده از عمر کامل دارایی زنده بماند.
• هزینه دسترسی جایگزینی یک حلقه نگهدارنده در ردیف ردیاب، چه رسد به داخل ناسل، در زمان توقف و بلند کردن آن بسیار بیشتر از خود قطعه هزینه دارد. اقتصاد به سمت پرداخت بیشتر به ازای هر قطعه پیش می رود.
• بار کلرید. بادهای فراساحلی و خورشیدی ساحلی رسوب کلرید سنگینی را مشاهده می کنند. سایت های داخلی هنوز با نمک های یخ زدایی، رانش آبیاری و کلریدهای ناشی از گرد و غبار مواجه هستند و این ها در شکاف های شیارهایی که کمترین میزان اکسیژن را دارند، متمرکز می شوند.
• چرخه حرارتی. سازه های ردیاب از نزدیک به 0 درجه سانتیگراد در طول شب به 70 درجه سانتیگراد یا بیشتر در قاب نور خورشید نوسان می کنند. انبساط مکرر دیفرانسیل بین حلقه و شیار باعث ایجاد فرسودگی می‌شود و فرتینگ فیلم غیرفعال را به صورت محلی حذف می‌کند.
• سرویس هیدروژن سخت‌افزار ذخیره‌سازی الکترولیز و هیدروژن، شکنندگی را وارد بازی می‌کند. استانداردهایی مانند ISO 11114-4 فولادهای مارتنزیتی با استحکام بالا را محدود کرده و مشخصات را به سمت گریدهای آستنیتی یا دوبلکس سوق می دهد.

درجاتی که در واقع در نقشه های انرژی های تجدید پذیر ظاهر می شوند

پنج خانواده مواد اکثریت بزرگی از مشخصات اتصالات خورشیدی، باد و هیدروژن را پوشش می دهند. دانستن اینکه هر کدام برای شما چه چیزی می خرند سریعتر از خواندن گواهی کارخانه است.

304 و 304 لیتر (1.4301 / 1.4307)

بدون مولیبدن، بنابراین عدد معادل مقاومت حفره‌ای نزدیک به 18 است. مناسب برای قفسه‌های خورشیدی داخلی، قسمت‌های داخلی ناسل‌های محافظت‌شده، و مکان‌های بیابانی خشک. برای رسوب گذاری در ساحل یا برای هر شکافی که مرطوب بماند، درجه اشتباه است. تله این است که 304 در هنگام تحویل روشن و تمیز به نظر می رسد و دو زمستان بعد بی سر و صدا از کار می افتد.

316 و 316L (1.4401 / 1.4404)

تقریباً 2 تا 3 درصد مولیبدن مقاومت حفره‌ای را نزدیک به 24 به 25 افزایش می‌دهد. این خط پایه برای ردیاب‌های خورشیدی، توربین‌های خشکی در معرض دید دریا و هر براکت در فضای باز است که در معرض نمک یخ‌زدایی قرار دارد. به طور پیش‌بینی‌شده ماشین‌کاری و مهر می‌کند، خواص فنر را پس از شکل‌گیری حفظ می‌کند، و درجه‌ای است که اکثر پروژه‌ها باید مشخص کنند، مگر اینکه دلیل خاصی برای عدم وجود آن وجود داشته باشد.

2205 دوبلکس (1.4462)

دوبلکس تقویت شده با نیتروژن با مقاومت حفره ای در حدود 34 و قدرت تسلیم نزدیک به دو برابر 316 لیتر. این برای مناطق پاشش آب دریا، اتصالات فلنج با بار بالا، و اجزای فنری که در آن مقاومت در برابر خوردگی و ظرفیت بار اهمیت دارند، مناسب است. معاوضه‌ها عبارتند از پنجره‌های باریک‌تر، سایش ابزار بیشتر، و قیمتی که تنها زمانی منطقی به نظر می‌رسد که بخش تعمیر و نگهداری را حذف کند. همچنین نسبت به درجه های آستنیتی نسبت به عملیات حرارتی نامناسب حساس تر است، به همین دلیل است که کنترل فرآیند تامین کننده به اندازه نام درجه اهمیت دارد.

17-4PH (1.4542 / AISI 630)

مارتنزیتی ضد زنگ رسوب سخت با استحکام کششی حدود 1100 مگاپاسکال پس از پیری. مقاومت حفره‌ای آن فقط در حدود 17 است که با 304 قابل مقایسه است، با این حال بارهای نگهدارنده محوری را ارائه می‌کند که 316L نمی‌تواند در ضخامت بخش یکسان به آن برسد. برای حلقه های نگهدارنده نصب شده روی شفت در پیشرانه های با لرزش بالا معمول است. در سرویس های ترش یا غنی از هیدروژن باید از مصرف آن اجتناب شود.

1.4122 و فولاد کربنی پوشش داده شده

ضد زنگ مارتنزیتی سخت شده تا تقریباً 45 تا 50 HRC، برای مقاومت در برابر سایش در مکان‌های با خوردگی کم، یا فولاد کربنی با پوشش روی یا فسفات که در آن هزینه غالب است، انتخاب شده است. هر دو برای زنده ماندن نیاز به یکپارچگی پوشش دارند، و هر دو کاندیدای ضعیفی هستند که در آن پوشش می تواند در حین نصب تراشه شود.

دایره های خارجی DIN471 برای شفت ها از کربن و فولاد ضد زنگ گیره های خارجی DIN471 از کربن یا فولاد ضد زنگ با گزینه های پوشش، اندازه 3 تا 1000 میلی متر، قابل تنظیم برای موقعیت محوری شفت و کنترل لرزش. مشاهده محصول →

مقایسه نمرات رایج در کنار هم

اعداد برای شما نمره ای انتخاب نمی کنند، اما مبادلات را قبل از مرحله نقل قول قابل مشاهده می کنند. جدول زیر یک صفحه شروع است، نه مشخصات نهایی.

دو مورد ارزش خواندن با دقت در آن جدول را دارد. اولاً، 17-4PH مقاومت حفره‌ای کمتری نسبت به 316 لیتر دارد، اما هزینه بسیار بیشتری دارد، زیرا برای استحکام خریداری می‌شود، نه خوردگی. دوم، تقسیم هزینه بین 316L و 2205 تدریجی نیست. این یک مرحله است، به همین دلیل است که تصمیمات دوطرفه باید با یک حالت شکست نامگذاری شده به جای ترجیح عمومی برای مواد بهتر هدایت شوند.

نشانگر پنهان: چه مدت هر درجه از اسپری نمک زنده می ماند

آزمایش اسپری نمک خنثی به ASTM B117 یا ISO 9227 یک آزمایش غربالگری است، نه یک پیش بینی زندگی. همچنان گریدها را به طور مفیدی از هم جدا می‌کند، زیرا زمان اولین زنگ‌زدگی قرمز یا فرورفتن در زیر مه نمکی مداوم، همان مکانیسمی را دنبال می‌کند که باعث خرابی‌های میدانی در تاسیسات ساحلی می‌شود.

این الگو رتبه بندی نمره را بهتر از هر مقدار صفحه داده منفرد توضیح می دهد. 316L تقریباً پنج برابر بیشتر از 304L در زیر مه نمک مداوم دوام می آورد، به همین دلیل است که جهش از 304 به 316L بسیار بیشتر از قیمت 30 تا 40 درصدی آن در استقرار ساحلی ارزش دارد. دوبلکس تقریباً دوباره آن را دو برابر می کند. در همین حال، 17-4PH در برابر خوردگی نزدیک به 304 لیتر می‌نشیند در حالی که چندین برابر استحکام دارد، بنابراین باید برای بار انتخاب شود، نه برای قرار گرفتن در معرض. توجه داشته باشید که 316 در شرایط آنیل شده بهتر از 316 در شرایط سخت کار سرد است، زیرا تغییر شکل باعث ایجاد مارتنزیت می شود که به محل شروع حفره تبدیل می شود.

جایی که تقاضا در بخش های انرژی های تجدیدپذیر قرار دارد

ترکیب درجه ای که یک تامین کننده در قفسه نگه می دارد نشان می دهد که بازار واقعاً پول خود را کجا خرج می کند. خورشید و باد بر حجم غالب هستند، در حالی که هیدروژن کوچکتر است اما سخت ترین نیازهای مواد را برای هر کیلوگرم دارد.

• خورشیدی، 40 درصد: بلبرینگ های ردیاب، براکت های لوله گشتاور، گیره های ماژول و سخت افزار اتصال به زمین. بیشتر 316L، با دوبلکس رزرو شده برای سایت های ساحلی.
• باد 35 درصد: پیچ و مهره فلنج برج و تیغه، یاتاقان های انحرافی و گام، نگهدارنده شفت گیربکس. مخلوط 316L، 2205، و 17-4PH.
• هیدروژن 15 درصد: واشرهای فشرده سازی پشته الکترولیز و اجزای شیر ذخیره سازی. عمدتاً 316L و دوبلکس، با گریدهای مارتنزیتی مستثنی شده است.
• سایر، 10 درصد: کمکی های آبی، زیست توده، و زمین گرمایی، که در آن درجه انتخاب، شیمی آب محلی را دنبال می کند تا مشخصات استاندارد.

انرژی خورشیدی حجم محورترین بخش و حساس ترین بخش به قیمت است، که آن را به مکانی تبدیل می کند که درجه بیش از حد مشخص شده بیشترین ضرر را دارد. هیدروژن برعکس است: مشخصات به ندرت قابل مذاکره است و گفتگوی تامین کننده در مورد اسناد و کنترل عملیات حرارتی به جای قیمت واحد است.

حلقه های نگهدارنده اسپلیت خاص و مقاوم در برابر خوردگی برای شفت ها و سوراخ ها حلقه‌های نگهدارنده تقسیم سفارشی در فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای نیکل مقاوم در برابر خوردگی، با پروفایل‌های متناسب برای حفظ شفت یا سوراخ‌های ایمن در محیط‌های سخت. مشاهده محصول →

دنباله انتخاب عملی

انتخاب یک توالی است، نه یک تصمیم واحد. انجام پنج مرحله به ترتیب از گرانترین اشتباه، یعنی انتخاب درجه قبل از درک نوردهی و بار جلوگیری می کند.

برای اتصالات فلنجی با بار بالا، واشرهای فنری دیسکی اغلب بخشی از یک تصمیم هستند، زیرا رفتار انحراف آنها تعیین می کند که چه مقدار پیش بار از چرخه حرارتی در یک برج یا یک قاب ردیاب زنده می ماند.

واشر فنری بلویل DIN2093 برای پیش بارگیری فلنجی فنرهای دیسکی DIN2093 در 51CrV4 و فولادهای مربوطه، با پوشش فسفات یا داکرومت، برای حفظ پیش بار پیچ در اتصالات فلنج. مشاهده محصول →

چرا سازگاری تولید تعیین می کند که آیا درجه کار می کند یا خیر؟

درجه یک نقشه تنها در صورتی ارائه می شود که قطعات ارسال شده با قطعات مشخص شده مطابقت داشته باشند. در سفارشات انرژی‌های تجدیدپذیر، این به معنای ثبات در دسته‌های عملیات حرارتی، برگشت فنری کنترل‌شده در طول شکل‌دهی، و بازرسی است که تنها به چشم انسان متکی نیست.

اینجاست که یکپارچگی عمودی در نتایج خوردگی خود را نشان می دهد. تامین کنندگانی که نگه می دارند نورد، مهر زنی، عملیات حرارتی، و مرتب سازی نوری خودکار زیر یک سقف نسبت به مونتاژ قطعات تکمیل شده از منابع خارجی، کنترل فرآیند بیشتری را حفظ می کند. آلودگی سطحی ناشی از ماشین‌کاری، تنش‌های باقی‌مانده کوبیدن، و غیرفعال‌سازی ناسازگار از دلایل معمول شکست قطعه 316 لیتری در تست مشابهی است که قطعه 316 لیتری رقیب با موفقیت پشت سر می‌گذارد. قابلیت ردیابی دسته‌ای و کنترل موجودی اولین بار نیز اهمیت دارد، زیرا موجودی ضد زنگ که در فضای باز در یک انبار ساحلی باقی می‌ماند می‌تواند قبل از تشکیل حفره‌ها شروع شود.

یادداشت های نگهداری و انطباق که ارزش نگهداری در فایل را دارد

خطاهای نصب که نمره خوب را خنثی می کند

فولاد ضد زنگ یک ماده غیرفعال فیلم است، نه یک ماده ذاتا ضد زنگ. باز کردن بیش از حد یک حلقه نگهدارنده در حین کار نصب، نوک ها را سفت می کند و محل های مارتنزیتی ایجاد می کند که ابتدا گودال را ایجاد می کند. نمره دادن به سطح در برابر یک شیار سوراخ شده همان نتیجه را ایجاد می کند. جفت کردن قطعات ضد زنگ به طور مستقیم با فولاد کربنی با روکش آلومینیوم یا روی در یک مکان مرطوب باعث حمله گالوانیکی به فلز کمتر نجیب می شود. بررسی کوتاهی از اشتباهات رایج هنگام استفاده از گیره های فولادی ضد زنگ ارزش گنجاندن در دستورالعمل کار نصب را دارد تا اینکه آن را به دانش قبیله ای بسپارید.

استانداردهایی برای ارجاع در مشخصات

• مواد: EN 10088-2 و EN 10088-3 برای محصولات تخت و نوار ضد زنگ. ASTM A276 برای استوک میله.
• هندسه بخش: DIN 471 و DIN 472 برای حلقه های نگهدارنده شفت و سوراخ؛ DIN 2093 برای فنرهای دیسکی; DIN 988 برای واشرهای توزیع کننده بار.
• تست خوردگی: ISO 9227 یا ASTM B117 برای اسپری نمک؛ ASTM G48 برای مقاومت در برابر حفره و شکاف در کلرید آهن.
• خاص بخش: IEC 61400-1 برای شرایط طراحی توربین بادی؛ ISO 11114-4 برای سازگاری هیدروژنی مواد فلزی.

دو عادت مستندسازی هزینه خود را پرداخت می کند. اول، یک گواهی تجزیه و تحلیل قابل ردیابی را در قسمت تمام شده نگه دارید، نه فقط به سیم پیچ ورودی. دوم، شرایط عملیات حرارتی را در کنار درجه ثبت کنید، زیرا یک حلقه 316 لیتری در شرایط سخت کاری، عملکرد متفاوتی با همان درجه در حالت آنیل دارد، و این تفاوت فقط در میدان نشان داده می‌شود. هنگامی که یک پروژه بیش از 25 سال تعهد می شود، کاغذبازی بخشی از محصول است.

انتخاب درجه در انرژی های تجدیدپذیر در نهایت یک تمرین انتقال ریسک است. مواد روی نقشه نویدی است در مورد دو یا سه دهه آینده آب و هوا، چرخه حرارتی و ارتعاش که هیچ کس در اطراف نخواهد بود تا آنها را بررسی کند. پرداخت 30 درصد بیشتر برای 316L به جای 304 در کنار تعویض بلبرینگ در آرایه ردیاب ساحلی ارزان است. پرداخت هزینه دوبلکس که در آن 316 لیتر از قبل آستانه کلرید را پاک می کند، هدر می رود. نظم مفید این است که ابتدا حالت شکست را نامگذاری کنید، سپس ماده ای را انتخاب کنید که به آن پاسخ می دهد، و سپس سازنده ای را انتخاب کنید که کنترل فرآیندش بتواند آن مواد را به طور مداوم، دسته به دسته تحویل دهد.