Unter den derzeit am häufigsten verwendetenhochtemperaturbeständige Schrauben, Produkte aus Duplex-Edelstahl 2205 sind weit verbreitet. Schrauben aus Duplex-Edelstahl 2205 sind hervorragend an hohe und niedrige Temperaturen anpassbar: Ihre dauerhaft stabile Betriebstemperatur beträgt normalerweise 250 {8}}300 Grad (kann kurzzeitig etwa 400 Grad aushalten), und sie können niedrige Temperaturen von -60 Grad vertragen, wodurch sie für Szenarien mit plötzlichen Temperaturschwankungen geeignet sind. Beispielsweise können Schrauben aus 42CrMo-Chrom-Molybdän-legiertem Stahl für kurze Zeiträume stabil bei etwa 360 Grad arbeiten, ihre mechanischen Eigenschaften neigen jedoch dazu, zu schwanken, wenn die Umgebungstemperatur stark abfällt oder auf den Normalwert zurückkehrt. Im Gegensatz dazu sorgen Duplex-Schrauben aus Edelstahl 2205 für eine stabile Leistung in solch wechselnden Umgebungen mit hohen und niedrigen Temperaturen.
Wie unterscheidet man Edelstahlschrauben aus verschiedenen Materialien? Herkömmliche Schrauben aus Edelstahl 304 sind auf dem Kopf mit „A2-70“ gekennzeichnet, Schrauben aus Edelstahl 316 sind mit „A4-70“ oder „A4-80“ gekennzeichnet, und Duplex-Schrauben aus Edelstahl 2205 sind meist direkt auf dem Kopf mit „2205“ gekennzeichnet (einige können auch mit entsprechenden Standardcodes wie ASTM A193 Gr. S32205 gekennzeichnet sein), sodass Benutzer sie schnell identifizieren können.
Unterschiede zwischen hochtemperaturbeständigen Schrauben und gewöhnlichen Schrauben
Viele Menschen glauben fälschlicherweise, dass hochtemperaturbeständige Schrauben höhere Zugfestigkeits- und Drehmomentparameter aufweisen müssen als gewöhnliche hochfeste Schrauben, aber das ist nicht der Fall. Der Hauptunterschied zwischen ihnen liegt eher in den Materialeigenschaften als in der Grundfestigkeit: Im Inland wird 42CrMo-Chrom--Molybdän-Legierungsstahl üblicherweise zur Herstellung von hochtemperaturbeständigen Schrauben verwendet, deren Festigkeitsindikatoren denen hochfester Schrauben der Standardklasse 12,9- ähneln. Allerdings bleibt das 42CrMo-Material bei hohen Temperaturen (ca. 360 Grad) stabil, ohne dass das Drehmoment abnimmt oder die Härte abnimmt. Gewöhnliche Schrauben (z. B. Kohlenstoffstahl- oder herkömmliche Edelstahlschrauben) können in der Regel nur unter 200 Grad normal funktionieren, darüber hinaus erfüllen sie nicht mehr die vorgesehenen mechanischen Leistungsanforderungen. Daher werden hochtemperaturbeständige Schrauben aus 42CrMo häufig in Hochtemperatur-Arbeitsbedingungen wie Druckbehältern und Kesseln eingesetzt.
Darüber hinaus ist die Schwingungsdämpfungsleistung herkömmlicher hoch{2}}fester Schrauben in Umgebungen mit hohen -Temperaturen weitaus geringer als die von hoch-temperaturbeständigen Schrauben: Unter den gleichen Spezifikationen und Temperaturbedingungen können gewöhnlich hoch{4}}legierte Stahlschrauben nur etwa 80 Vibrationen standhalten, bevor sie sich offensichtlich lösen, während hochtemperaturbeständige 42CrMo-Schrauben ungefähr aushalten 200 Vibrationen vor dem Lösen. Diese Eigenschaft hochtemperaturbeständiger Schrauben kann nicht durch gewöhnliche Schrauben ersetzt werden; Ein willkürlicher Austausch kann aufgrund von Schraubenlockerung leicht zu Geräteausfällen führen, und solche potenziellen Risiken können durch Notfallstrategien nicht im Voraus vollständig vermieden werden.
Auch hochtemperaturbeständige Schrauben stellen besondere Anforderungen an die Oberflächenbehandlung: Am Beispiel von 42CrMo ähnelt die Härte der von Schrauben der Güteklasse 12,9-. Nach der Produktion muss es einer Wärmebehandlung und einer schwarzen Oxidbeschichtung unterzogen werden. Eine Verzinkung oder Vernickelung ist in der Regel nicht erforderlich, da die Beschichtung unter Arbeitsbedingungen mit hohen Temperaturen nicht nur keinen Schutz bietet, sondern auch die Leistung der Schrauben aufgrund von Ausfällen bei hohen Temperaturen beeinträchtigt.
Bei der Annahme von hochtemperaturbeständigen Schrauben hat die Materialbestätigung oberste Priorität. Darüber hinaus muss überprüft werden, ob ihre Spannungsdaten und mechanischen Eigenschaften den Konstruktionsanforderungen entsprechen. -Beides ist unabdingbar. Wenn das Material selbst bei hoher Härte minderwertig ist, kann es in Umgebungen mit hohen Temperaturen nicht die Leistung von 42CrMo- oder 2205-Duplexstahl erreichen. Daher ist es bei der Abnahme unerlässlich, von den Lieferanten die Bereitstellung von Materialchargennummern und Materialanalyseberichten zu verlangen; Für unterschiedliche Installationsumgebungen muss das entsprechende Personal eine professionelle Schulung erhalten, um die Verwendungsvorkehrungen und die entsprechenden Standardanforderungen hochtemperaturbeständiger Schrauben zu beherrschen.
Eigenschaften und Anwendungen von Duplex-Edelstahlschrauben (am Beispiel 2205)
Duplex-Edelstahlbolzen haben bereits beim Bau der Hongkong-Zhuhai-Macau-Brücke eine wichtige Rolle gespielt. Am 23. Oktober 2018 wurde die Hongkong-Zhuhai-Macau-Brücke für den Verkehr freigegeben. Diese 55 - Kilometer lange, supergroße Brücke über das Meer, die Hongkong, Zhuhai und Macau verbindet, hat einen 30-minütigen Lebenskreis zwischen den drei Orten geschaffen, wodurch die Logistikkosten erheblich gesenkt und eine koordinierte Entwicklung der drei Regionen gefördert wurden. Bei diesem Projekt erreichte der Einsatz von im Inland entwickelten und produzierten Duplex-Edelstahlbolzen 1.200 Tonnen, wodurch die bisherige Abhängigkeit von importierten Duplex-Edelstahlbolzen für den Brückenbau vollständig aufgehoben wurde.
Vorher,Duplex-EdelstahlschraubenDie bei inländischen Brückenprojekten verwendeten Materialien mussten größtenteils importiert werden. Unternehmen, die am Bau der Hong Kong-Zhuhai-Macau-Brücke beteiligt waren, stellten jedoch durch Grundlagenforschung zu Duplex-Edelstahlmaterialien und Kontrolle der Endproduktleistung Schrauben her, deren Qualität der von importierten Produkten entsprach. Dies setzte nicht nur einen Maßstab für inländische Konkurrenten, sondern stärkte auch ihre eigene technische Stärke und legte den Grundstein für die Entwicklung der Unternehmen im Rahmen der „Belt and Road Initiative“.
Duplex-Edelstahlschrauben (z. B. 2205) können Szenarien mit hohen -Anforderungen wie Brücken erfüllen, hauptsächlich aufgrund dreier Kernmerkmale:
Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit: Seine Korrosionsbeständigkeit ist der von 304-Edelstahlschrauben weit überlegen. Brücken befinden sich in Meeresumgebungen, in denen die Korrosionsintensität von Meerwasser und Luft mit hohem -Salznebel viel höher ist als in alltäglichen Szenarien. . 304 Bolzen aus rostfreiem Stahl können die langfristigen Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit nicht erfüllen, während Duplexstahl 2205, der etwa 22 % Chrom und 3 % Molybdän enthält, einen stabilen Passivfilm bilden kann, der Korrosion in Meeresumgebungen wirksam widersteht.
Hohe Festigkeitsleistung: Die Zugfestigkeit von 2205-Duplex-Edelstahlschrauben beträgt etwa 800 MPa und die Streckgrenze beträgt etwa 550 MPa-1,5-2-mal so viel wie bei herkömmlichen Schrauben aus 304-Edelstahl (Zugfestigkeit etwa 515 MPa, Streckgrenze etwa 205 MPa). Seine tatsächlich getestete Festigkeit übersteigt die von Schrauben aus Kohlenstoffstahl der Güteklasse 8,8 (Zugfestigkeit größer oder gleich 800 MPa, Streckgrenze größer oder gleich 640 MPa) und bietet eine zuverlässige Festigkeitsgarantie für Brückenverbindungen. Die hohe Festigkeit von Duplex-Edelstahl beruht auf seiner austenitisch-ferritischen Duplex-Struktur und nicht auf einem hohen Kohlenstoffgehalt. Tatsächlich hat 2205-Duplex-Stahl einen extrem niedrigen Kohlenstoffgehalt (weniger als oder gleich 0,03 %), niedriger als Edelstahl 304 (weniger als oder gleich 0,08 %), wodurch das Risiko einer durch hohen Kohlenstoffgehalt verursachten interkristallinen Korrosion vermieden wird.
Gute Schweißverträglichkeit: Im Brückenbau müssen einige verbundene Bauteile durch Schweißen befestigt werden. Duplex-Edelstahlschrauben können mit geschweißten Bereichen kompatibel sein, ohne dass die Leistung durch den Einfluss der Schweißwärme beeinträchtigt wird. Herkömmliche Edelstahlschrauben neigen in der Nähe von Schweißbereichen zu strukturellen Veränderungen aufgrund von Wärmeeinfluss, was zu einer verminderten Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit führt und die Anforderungen an die Festigkeit der Verbindung nicht mehr erfüllt. Dieser Vorteil ergibt sich aus dem angemessenen Anteil an Legierungselementen (z. B. Stickstoff) im Duplexstahl 2205, der ihm eine gute thermische Stabilität verleiht.
Zusätzlich zu Brücken, 2205 DuplexEdelstahlschraubenwerden auch häufig in Erdölanlagen, bei der Biokraftstoffraffinierung, in Lebensmittelverpackungsanlagen usw. eingesetzt: Bei Erdölbohrungen kann ihre gute galvanische Verträglichkeit die Anforderungen von Bohrgestängeverbindungen erfüllen; In der Biokraftstoff- und Lebensmittelindustrie können ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit und ihre geringen Niederschlagseigenschaften die Hygieneanforderungen erfüllen und eine Kontamination der Produkte verhindern.
Ergänzende Hinweise
Klarstellung zur Materialbetriebstemperatur: Die vorherige Aussage, dass „Duplex-Edelstahl 2205 600 oder 800 Grad standhalten kann“, ist falsch. Tatsächlich sollte die Dauerbetriebstemperatur von 2205-Duplexstahl 300 Grad nicht überschreiten, und die maximale Kurzzeitbetriebstemperatur beträgt etwa 400 Grad. Eine Überschreitung dieses Bereichs führt zu einem Ungleichgewicht der Duplexstruktur, was die Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit erheblich verringert.
Korrektur zum Bolzenschweißen: Im Brückenbau werden die Bolzen selbst in der Regel nicht direkt verschweißt, sondern erreichen eine zuverlässige Verbindung durch Anpassung an die verschweißten verbundenen Bauteile, wodurch eine Beeinträchtigung der Eigenleistung der Bolzen durch hohe Schweißtemperaturen vermieden wird.
Korrektur zum Kohlenstoffgehalt: Einer der Hauptvorteile von Duplex-Edelstahl (z. B. 2205) ist sein niedriger Kohlenstoffgehalt, nicht „relativ hoch“. Ein niedriger Kohlenstoffgehalt ist der Schlüssel zu seiner hervorragenden Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion, die sich vom Kohlenstoffgehaltsbereich herkömmlicher rostfreier Stähle (z. B. 304) unterscheiden muss.
