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海洋工程用双相不锈钢材料的应用及发展
双相不锈钢的优异特性
双相不锈钢是固溶组织中铁素体和奥氏体相各占约一半的不锈钢，具有优良的韧性、较高的强度和优异的耐氯化物腐蚀性能，还耐孔蚀、抗晶间腐蚀，尤其是在氯离子环境下耐应力腐蚀。
海洋环境复杂，海洋工程设计中除考虑承受各种自然因素引起的各种力的作用外，还需考虑海水腐蚀、微生物腐蚀等因素，因此包括近海岸建筑、围海、海港等的海岸工程和包括海上平台、人工岛、石油和天然气勘探开采平台等的近海工程这些领域中，大量采用钢铁材料，用于制造各种结构件和装备。双相不锈钢具有的高强度和优异的耐应力腐蚀性能等特点，决定了其尤其适合用于海洋工程领域。特别是随着近年来深海工程的蓬勃发展，对于深水、超深水环境，双相不锈钢成为了极具吸引力的备选材料之一。
双相不锈钢在海洋工程中的应用
海岸建筑和桥梁
海岸建筑面临着高湿、高盐的自然条件。对于波斯湾国家卡塔尔新建的新多哈国际机场来说，还要遭受紫外线强、高温、磨蚀等影响。传统的建筑材料耐点蚀性能不足，施工方最初建议使用钛合金来建造机场屋顶，但由于其施工困难、成本高昂，不得不放弃使用该材料，转而考虑采用经久耐用、全寿命周期成本更有优势的双相不锈钢。最终人们选用了ATI 2003 经济型双相不锈钢，高达1500多吨的双相不锈钢薄板经过表面亚光处理，建造出了世界上最大的波浪形不锈钢屋顶！双相不锈钢优势展现无疑。
新多哈国际机场
我国香港的昂船洲大桥，设计寿命120年并免维修。这座连接香港和深圳的跨海湾高速公路大桥共使用了约2000吨2205钢板制造桥塔上部的外表面结构，另外还使用了约1250吨2205和316作为高速路钢筋。今年全线贯通的世界上总体跨度最长的跨海大桥——港珠澳大桥中采用了8200吨双相不锈钢钢筋，主要应用在大桥的承台、塔座及墩身等多个部位。
另外，得益于良好的强韧性，经济型双相不锈钢UNS 32304在海洋平台已用于建造抗风和防火建筑。
昂船洲大桥 港珠澳大桥
油气开采
双相不锈钢在油气开采中，主要用于井下生产管道、油田气井的喷射装置、海上离心分离器、海底油气输送管道系统、海底缆线管道、海底深井柔性管线和补给管线、岸上和近海的管道系统以及热交换器、水面操作系统等，尤其适合应用在含Cl、CO2、H2S的没有缓蚀剂的酸性环境中。
挪威Statoll工程中采用了2500吨UR45N双相不锈钢从而实现了设备减重；英国北海油田工程中采用UR52N 超级双相不锈钢用于制造油气集合管和输送管线；美国阿拉斯加、墨西哥湾等地的油气井生产、海上采油平台设施以及油气输送管线等采用了SAF2507超级双相不锈钢。
另外，得益于铜的加入进一步提高了强度和耐蚀性，Ferralium225-SD50双相不锈钢更已用于制造7000米深海底设备和电缆的容器，还用于制造海底定位仪和可控深海声学释放应答器的压力外壳和承载部件。
海水淡化
由于海水氯离子浓度高，海水淡化系统设备、管路都将面临较严重的腐蚀，传统的奥氏体不锈钢经常发生点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等局部腐蚀破坏，双相不锈钢恰好在上述腐蚀类型中表现优异，成为主要材料之一。其中多级闪蒸海水淡化法中的蒸发器冷凝器管多采用2507超级双相不锈钢管代替钛或铜镍合金，闪蒸室外壳可用2205，后者已被利比亚的淡化工厂采用。反渗透法的高压管道和高氯化物环境的高压泵采用2507钢，可与含6Mo超级奥氏体不锈钢媲美，已用于以色列新建的Ashkelon厂。我国曹妃甸海水淡化项目采用了300吨2205钢板用于制造多级闪蒸设备。
铸造双相不锈钢应用现状
我国船舶行业应用双相不锈钢较早，也是我国应用双相不锈钢最主要的行业之一。我国船用双相不锈钢使用中，如货舱壁，管系等构件，其形状多为板、带、管等，适合采用轧制或锻造工艺，这方面的技术发展也比较成熟。但也有一些形状复杂的构件，如阀体、叶轮、导叶等，则适合采用铸造，而核电、船舶、海洋工程用铸造双相不锈钢研究和应用的报道则较少。
目前我国现有船用铸造双相不锈钢的牌号还比较少，现有牌号的双相不锈钢轧材和锻材的生产工艺技术已比较成熟，但铸造双相不锈钢的一些基本数据如化学成分的上下限、铸造性能（流动性、线收缩和体收缩等）、耐腐蚀性能、力学性能技术指标要求，甚至热处理工艺，都简单地套用双相不锈钢轧材和锻材的技术指标，需进一步开展铸造双相不锈钢尤其是含有高氮（0.2％～ 0.35％ N，有的也含 W 和 Cu）的具有更高的耐蚀性和力学性能的铸造超级双相不锈钢的研究工作，制定出符合铸件技术条件要求的化学成分和制备工艺。铸造双相不锈钢存在的一些问题，如气体敏感性，尚未完全弄清其作用机理，需进一步研究和分析。
伴随铸造双相不锈钢组织及相关耐蚀性研究的深入，以及对应该材质的造型材料、铸态焊补材料的开发，铸造双相不锈钢将广泛用于对耐蚀性要求较高的石化管道、化工、造纸、建筑、海洋平台、能源、淡水处理等工业领域。2019中国铸造活动周（10月28-31日，武汉·中国光谷科技会展中心）将特设“船舶及海洋工程关键铸件先进铸造技术论坛”，邀请国内外专家学者探讨船舶及海洋工程用关键铸件的应用情况及发展趋势。
2019世界铸造组织造型材料及工艺国际论坛、2019中国铸造工业展也将同期同地举办。
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发表于 2019-8-8 12:10:06
发表于 2019-8-10 09:43:21
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发表于 2019-8-10 12:00:59
