Medzi v súčasnosti bežne používanéskrutky odolné voči vysokým{0}}teplotám, výrobky vyrobené z duplexnej nehrdzavejúcej ocele 2205 sú široko používané. Dvojité skrutky z nehrdzavejúcej ocele 2205 majú vynikajúcu prispôsobivosť vysokým a nízkym teplotám: ich nepretržitá stabilná prevádzková teplota je zvyčajne 250-300 stupňov (krátkodobo vydržia okolo 400 stupňov) a dokážu tolerovať nízke teploty -60 stupňov , vďaka čomu sú vhodné pre scenáre s náhlymi zmenami teploty. Napríklad skrutky z chróm-molybdénovej zliatiny 42CrMo môžu krátkodobo pracovať stabilne pri teplote okolo 360 stupňov, ale ich mechanické vlastnosti majú tendenciu kolísať, keď teplota okolia prudko klesne alebo sa vráti do normálu; naproti tomu duplexné skrutky z nehrdzavejúcej ocele 2205 si zachovávajú stabilný výkon v takýchto striedavých prostrediach s vysokou a nízkou teplotou.
Ako rozlíšiť skrutky z nehrdzavejúcej ocele z rôznych materiálov? Bežné skrutky z nehrdzavejúcej ocele 304 sú označené "A2-70" na hlave, skrutky 316 z nehrdzavejúcej ocele sú označené "A4-70" alebo "A4-80" a duplexné skrutky z nehrdzavejúcej ocele 2205 sú väčšinou priamo označené "2205" na hlave (niektoré môžu byť označené aj zodpovedajúcimi štandardnými kódmi, ako napríklad ASTM A195 Gr. S32), čo používateľom umožňuje rýchlu identifikáciu
Rozdiely medzi skrutkami odolnými proti vysokej teplote- a obyčajnými skrutkami
Mnoho ľudí sa mylne domnieva, že skrutky odolné voči vysokej teplote- musia mať vyššiu pevnosť v ťahu a krútiaci moment ako bežné skrutky s vysokou{1}}pevnosťou, ale nie je to tak. Hlavný rozdiel medzi nimi spočíva skôr v materiálových vlastnostiach než v základnej pevnosti: 42CrMo chróm-molybdénová legovaná oceľ sa v tuzemsku bežne používa na výrobu skrutiek odolných voči vysokej teplote, ktorých indikátory sú podobné štandardným skrutkám 12,9-vysokej{13}}pevnosti. Materiál 42CrMo však zostáva stabilný pri vysokých teplotách (okolo 360 stupňov) bez zníženia krútiaceho momentu alebo zníženia tvrdosti; obyčajné skrutky (ako napríklad skrutky z uhlíkovej ocele alebo konvenčné skrutky z nehrdzavejúcej ocele) môžu zvyčajne fungovať len pod uhlom 200 stupňov, pri prekročení ktorých nespĺňajú navrhnuté požiadavky na mechanickú výkonnosť. Preto sa skrutky odolné voči vysokým teplotám vyrobené z 42CrMo široko používajú vo vysokoteplotných pracovných podmienkach, ako sú tlakové nádoby a kotly.
Okrem toho v prostredí s vysokou-teplotou je anti-výkon konvenčných skrutiek s vysokou{2}}pevnosťou oveľa nižší ako u skrutiek odolných voči vysokej-teplote: za rovnakých špecifikácií a teplotných podmienok môžu skrutky z bežnej legovanej ocele s vysokou pevnosťou-vydržať iba 80 °C, vysoké {2}teplotné vibrácie pred {zrejmým uvoľnením 4}} odolné skrutky vydržia pred uvoľnením približne 200 vibrácií. Túto charakteristiku skrutiek odolných voči vysokej teplote{10} nemožno nahradiť bežnými skrutkami; svojvoľná výmena môže ľahko spôsobiť poruchy zariadenia v dôsledku uvoľnenia skrutiek a takýmto potenciálnym rizikám sa nedá vopred úplne vyhnúť pomocou núdzových stratégií.
Skrutky odolné voči vysokým teplotám majú tiež špeciálne požiadavky na povrchovú úpravu: ak vezmeme ako príklad 42CrMo, jeho tvrdosť je podobná tvrdosti skrutiek triedy 12,9-. Po výrobe potrebuje tepelné spracovanie a potiahnutie čiernym oxidom; galvanizácia alebo poniklovanie je zvyčajne zbytočné, pretože v pracovných podmienkach pri vysokých{5}}teplotách povlak nielenže neposkytuje ochranu, ale v dôsledku zlyhania pri vysokej teplote ovplyvňuje aj výkon skrutiek.
Pri akceptovaní skrutiek odolných voči vysokým{0}}teplotám je najvyššou prioritou potvrdenie materiálu a je tiež potrebné skontrolovať, či sú ich údaje o namáhaní a mechanické vlastnosti v súlade s konštrukčnými požiadavkami-oba sú nepostrádateľné. Ak je materiál neštandardný, dokonca aj pri vysokej tvrdosti, nemôže dosiahnuť výkon duplexnej ocele 42CrMo alebo 2205 v prostredí s vysokou-teplotou. Preto je nevyhnutné počas preberania vyžadovať od dodávateľov, aby poskytli čísla šarží materiálu a správy o analýze materiálu; pre rôzne inštalačné prostredia musia príslušní pracovníci absolvovať odborné školenie, aby zvládli preventívne opatrenia pri používaní a zodpovedajúce štandardné požiadavky na skrutky odolné voči vysokým teplotám-.
Charakteristiky a aplikácie duplexných skrutiek z nehrdzavejúcej ocele (ako príklad 2205)
Obojstranné skrutky z nehrdzavejúcej ocele už zohrali dôležitú úlohu pri výstavbe mosta Hong Kong-Zhuhai-Macao. 23. októbra 2018 bol most Hong Kong-Zhuhai-Macao otvorený pre premávku. Tento 55-kilometrový super veľký most cez more spájajúci Hongkong, Zhuhai a Macao vytvoril 30-minútový životný kruh medzi týmito tromi miestami, čím sa výrazne znížili náklady na logistiku a podporil sa koordinovaný rozvoj týchto troch regiónov. V tomto projekte dosiahlo využitie v tuzemsku vyvinutých a vyrobených duplexných svorníkov z nehrdzavejúcej ocele 1 200 ton, čím sa úplne prelomila predchádzajúca závislosť od importovaných duplexných svorníkov z nehrdzavejúcej ocele na stavbu mostov.
predtýmduplexné skrutky z nehrdzavejúcej ocelepoužívané v domácich projektoch mostov bolo väčšinou potrebné dovážať; podniky, ktoré sa podieľali na výstavbe mosta Hong Kong-Zhuhai{1}}Macao, však prostredníctvom základného výskumu materiálov z duplexnej nehrdzavejúcej ocele a kontroly výkonu hotového výrobku vyrábali skrutky s kvalitou ekvivalentnou dovážaným výrobkom. To nielenže stanovilo meradlo pre domácich partnerov, ale tiež zvýšilo ich vlastnú technickú silu a položilo základ pre rozvoj podnikov v rámci „Iniciatívy pásu a cesty“.
Dvojité skrutky z nehrdzavejúcej ocele (napríklad 2205) môžu spĺňať vysoké-požiadavky, ako sú mosty, najmä vďaka trom základným charakteristikám:
Vynikajúca odolnosť proti korózii: Jeho odolnosť proti korózii je oveľa lepšia ako u skrutiek z nehrdzavejúcej ocele 304. Mosty sú v morskom prostredí, kde je intenzita korózie morskej vody a vzduchu s vysokou-slanou hmlou oveľa vyššia ako v každodenných scenároch. 304 skrutky z nehrdzavejúcej ocele nedokážu splniť dlhodobé-požiadavky na odolnosť proti korózii, zatiaľ čo duplexná oceľ 2205 obsahujúca približne 22 % chrómu a 3 % molybdénu dokáže účinne odolávať stabilnej korózii v morskom prostredí,
Výkon s vysokou pevnosťou: Pevnosť v ťahu duplexných skrutiek z nehrdzavejúcej ocele 2205 je približne 800 MPa a medza klzu je približne 550 MPa-1,5- 2-násobok v porovnaní s bežnými skrutkami z nehrdzavejúcej ocele 304 (pevnosť v ťahu približne 515 MPa, medza klzu približne 205 MPa). Jeho skutočná testovaná pevnosť prevyšuje pevnosť skrutiek z uhlíkovej ocele triedy 8,8 (pevnosť v ťahu väčšia alebo rovná 800 MPa, medza klzu väčšia alebo rovná 640 MPa), čo poskytuje spoľahlivú záruku pevnosti pre mostné spojenia. Vysoká pevnosť duplexnej nehrdzavejúcej ocele pochádza z jej austeniticko-feritickej duplexnej štruktúry, bez vysokého obsahu uhlíka - v skutočnosti má duplexná oceľ 2205 extrémne nízky obsah uhlíka (menej ako alebo rovný 0,03%), nižší ako nehrdzavejúca oceľ 304 (menej ako alebo sa rovná 0,08%), čím sa predchádza riziku medzikryštalickej korózie spôsobenej vysokým obsahom uhlíka.
Dobrá znášanlivosť zvárania: Pri stavbe mostov je potrebné niektoré spojené komponenty upevniť zváraním. Duplexné skrutky z nehrdzavejúcej ocele môžu byť kompatibilné so zváranými oblasťami bez zníženia výkonu v dôsledku vplyvu tepla pri zváraní; obyčajné skrutky z nehrdzavejúcej ocele, ak sú v blízkosti zváraných oblastí, sú náchylné na štrukturálnu transformáciu v dôsledku tepelného vplyvu, čo vedie k zníženiu pevnosti a odolnosti proti korózii a nespĺňaniu požiadaviek na pevnosť spoja. Táto výhoda pramení z primeraného podielu legujúcich prvkov (ako je dusík) v duplexnej oceli 2205, čo jej dodáva dobrú tepelnú stabilitu.
Okrem mostov 2205 mezonetovýchnerezové skrutkysú tiež široko používané v ropných zariadeniach, rafinácii biopalív, zariadeniach na balenie potravín atď.: pri ropnom vŕtaní môže ich dobrá galvanická kompatibilita spĺňať potreby pripojenia vrtných potrubí; v biopalivách a potravinárskom priemysle ich vynikajúca odolnosť proti korózii a nízke zrážacie vlastnosti môžu spĺňať hygienické požiadavky a zabrániť kontaminácii produktov.
Doplnkové poznámky
Objasnenie prevádzkovej teploty materiálu: Predchádzajúce tvrdenie, že „duplexná nehrdzavejúca oceľ 2205 vydrží 600 stupňov alebo 800 stupňov“ je nesprávne. V skutočnosti by trvalá prevádzková teplota duplexnej ocele 2205 nemala presiahnuť 300 stupňov a maximálna krátkodobá- prevádzková teplota je približne 400 stupňov . Prekročenie tohto rozsahu spôsobí nerovnováhu duplexnej štruktúry, čím sa výrazne zníži odolnosť proti korózii a pevnosť.
Oprava pri zváraní skrutiek: Pri konštrukcii mostov samotné skrutky zvyčajne nie sú priamo zvárané, ale dosahujú spoľahlivé spojenie prispôsobením sa zváraným spojeným komponentom, čím sa zabráni poškodeniu vlastného výkonu skrutiek v dôsledku vysokých teplôt zvárania.
Korekcia obsahu uhlíka: Jednou z hlavných výhod duplexnej nehrdzavejúcej ocele (ako je 2205) je jej nízky obsah uhlíka, nie „relatívne vysoký“. Nízky obsah uhlíka je kľúčom k jeho vynikajúcej odolnosti voči medzikryštalickej korózii, ktorú je potrebné odlíšiť od rozsahu obsahu uhlíka bežnej nehrdzavejúcej ocele (ako je 304).
