物位测量产品中常用不锈钢的防腐特性及其应用
随着工业技术的发展，物位测量仪表在过程控制中被广泛地应用。为保证生产的连续性，物位测量仪表应具有高工作可靠性，而且必须保证在恶劣的环境下工作时仪表不被腐蚀损坏。
目前一些用于物位测量的仪表包括音叉液位开关、振动棒料位开关、射频导纳料位开关、磁翻板液位计、阻旋料位开关、超声波物位计和雷达物位计等，仪表的主体材料大多都选用304不锈钢、316L不锈钢、2205双相不锈钢和钛合金等等，以满足工业上绝大多数工况和介质的测量。因此，了解各种不锈钢材料的抗腐蚀特性，对物位产品的生产、选型和成本的控制具有重要的意义。下面就介绍常用于物位测量产品的几种不锈钢防腐特性及其应用。
304不锈钢，是一种通用性的铬–镍不锈钢材料，密度约为7.93g/cm³，具有优良的耐腐蚀、耐高温性能，冲压、弯曲热加工性好，有良好的焊接性能。304不锈钢在干燥清洁的大气中有绝对的抗锈蚀能力。但在使用不当或清洁不及时的情况下，其表面的钝化膜将遭到破坏，仍然会发生均匀腐蚀或局部腐蚀。空气或液体中的氧原子或氯原子不断渗入，或铁原子不断析出形成氧化铁，金属表面就不断受到锈蚀；同时304不锈钢的耐腐蚀能力还与其表面状况有关，光洁度低，表面粗造吸附力大，则耐锈蚀能力低；光洁度高，表面光滑吸附力小，则耐锈蚀能力高。一般应用于普通化工设备、仪表、汽车配件、建材、农业、船舶部件等。同时，304不锈钢为国家认可的食品级不锈钢，适用于食品工业、医疗器具、餐具、橱柜、卫浴用品等。
316不锈钢，是含钼不锈钢种，密度为8.03g/cm³。由于钢中含有钼，提高了对还原性盐、各种无机酸和有机酸、碱、盐类的耐腐蚀能力，其总的防腐性能高于304不锈钢。316L不锈钢，是316不锈钢的变种，它的含碳量低于316，其耐温性能和抗腐蚀性能均优于316不锈钢，可使用于恶劣环境中。316L不锈钢在大气环境下和其他温和环境下具有更佳的耐腐蚀性。一般来说，不会腐蚀304不锈钢的媒介，都不会腐蚀含钼等级的不锈钢，唯一例外的是高氧化性酸，如硝酸，含钼的不锈钢对这种酸的耐腐蚀性较弱。316L含有Mo元素，也提高了抗点腐蚀性，从而更耐氯化物的侵蚀，所以通常用于海洋环境和侵蚀性工业大气工况。316L不锈钢因含碳量低，耐碳化物析出的性能比316更好，提高了抗晶间腐蚀能力，高温下耐腐蚀性更好。316不锈钢具有良好的焊接性能，可采用所有标准的焊接方法进行焊接；为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢的焊接端面需要进行焊后退火处理；如果使用316L不锈钢，不需要进行退火处理。316和316L不锈钢常用于海水里用设备、化学、染料、造纸、肥料等生产设备。
2205双相不锈钢作为一种加N双相不锈钢，是一种铁素体相和奥氏体相共存的不锈钢，密度为7.88g/cm³；具有优良的综合性能、高强度、高抗疲劳强度，它的屈服强度比普通奥氏体不锈钢304和316L高一倍多；同时具有优良的耐腐蚀性能，对氯离子的应力腐蚀断裂的抵抗性要比316L好得多。
下表是304和2205在几种沸腾溶液中的腐蚀性能试验结果：
应力腐蚀断裂试验情况
| 合金 | 沸腾42%MgC12 | 沸腾33%LiC1 | 沸腾26%NaC1 |
| 304L（8%Ni） | 失败（20h） | 失败（96h） | 失败（850h） |
| 439（铁素体型） | 通过（2000h） | 通过（2000h） | 通过（1000h） |
| 2205 | 失败（89h） | 通过（1000h） | 通过（1000h） |
| 2205（焊接） | 失败（89h） | 通过（1000h） | 通过（1000h） |
2205双相不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀的能力也比304和316L好；对稀的还原性酸和高浓度的氧化性酸有抵抗性，对醋酸、蚁酸、硝酸、盐酸、草酸、磷酸和氢氧化钠等有较好的抗腐蚀作用，但在高温高浓度下使用要小心。下表是316和2205普通状态和焊接状态腐蚀试验对比情况。
腐蚀对比试验数据
|
试验溶液（沸腾） |
腐蚀率（mm/a） |
|||
|
典型316L |
2205 |
|||
|
基材 |
焊接材料 |
基材 |
焊接材料 |
|
|
20%醋酸 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
|
45蚁酸 |
0.60 |
0.53 |
0.01 |
0.01 |
|
1%盐酸 |
0.02 |
1.61 |
0.02 |
0.02 |
|
65%硝酸 |
0.56 |
0.46 |
0.52 |
0.49 |
|
10%草酸 |
1.22 |
1.13 |
0.20 |
0.13 |
|
20%磷酸 |
0.02 |
0.03 |
0.02 |
0.03 |
|
10%硫酸氢钠 |
1.82 |
1.43 |
0.65 |
0.51 |
|
50%氢氧化钠 |
1.97 |
2.17 |
0.61 |
0.57 |
|
10%氨基磺酸 |
3.15 |
3.03 |
0.56 |
0.44 |
|
10%硫酸 |
16.1 |
16.7 |
5.23 |
5.08 |
|
硫酸铁+50%硫酸（A262B） |
0.66 |
0.59 |
0.51 |
0.45 |
2205双相不锈钢应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，其使用温度必须控制在250℃以下，当双相不锈钢长期承受300℃以上高温时，其微组织会发生变化。2205双相不锈钢可焊性好，适合常用的焊接方法，一般不推荐自熔焊，需填充焊丝，焊接性能也远优于铁素体不锈钢，焊后不需热处理。2205双相不锈钢被广泛应用在炼油、造纸、石油、化工领域和海水处理设备中。
钛，具有密度低（4.51g/cm³）、比强度高、抗腐蚀性能好等优点，是一种重要的结构金属，被广泛应用在航空、航天、舰船、化工、医疗等各个领域。钛具有优异的耐腐蚀性能，是由于钛和氧有很大的亲和力，在空气或氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。它的抗腐蚀性远优于不锈钢。在大多数的氧化环境中，例如盐溶液，包括氯化物、次氯酸、硫酸盐、亚硫酸盐、稀碱液、硝酸和铬酸溶液，具有较好的耐腐蚀性；钛在海水中完全耐腐蚀，胜过316L不锈钢，在废水、王水、硫化氢、硫、氨水中，都有较好的耐蚀性能。但不耐还原性无机酸的腐蚀，如硫酸、盐酸、磷酸、含氟化物的溶液、以及无水的液态氯、液溴等，钛在氢氟酸中能很快溶解。为解决纯钛的不足，通过加入少量的贵金属，出现了钛合金，提高了工业纯钛在还原性酸中的耐蚀性，对酸碱、海水、污水等有较好的耐蚀性。
深圳计为自动化技术有限公司根据每款产品的性能特点和现场工况，合理选材，既保证仪表的工作性能稳定，又确保产品高质量情况下的高性价比。
