Welche Hauptelemente beeinflussen die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahlgussrohren?
Gussrohre aus Edelstahl werden aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Festigkeit, thermischen Stabilität und hervorragenden Korrosionsbeständigkeit häufig in Petrochemie-, Wärmebehandlungsanlagen, Metallurgie- und Hochtemperaturverbrennungssystemen eingesetzt. Insbesondere in Umgebungen mit hohen Temperaturen, hohem Druck und starker Korrosion ist die Korrosionsbeständigkeit von Materialien einer der Hauptindikatoren, die sich auf die Produktstabilität und -lebensdauer auswirken.
Wuxi Dongmingguan Special Metal Manufacturing Co., Ltd. mit Sitz am Ufer des wunderschönen Taihu-Sees verfügt über eine fundierte technische Grundlage im Bereich hitzebeständiger, verschleißfester und korrosionsbeständiger Gussteile mit einer jährlichen Gusskapazität von 5.000 Tonnen und einer fortschrittlichen Prozessplattform. Seine hochlegierten Schleudergussrohrserien wie Strahlungsrohre, Senkwalzen, Papiermaschinenwalzen usw. werden häufig in der Wärmebehandlung, Glas-, Papierherstellung, Metallurgie und anderen Industrien eingesetzt und nach Europa, Südamerika, Japan und in andere Länder und Regionen exportiert.
Chrom (Cr) – das Kernelement für die Bildung des Passivierungsfilms
Chrom ist das Kernelement, das die grundlegende Eigenschaft von Edelstahl „Korrosionsbeständigkeit“ bestimmt. Normalerweise hat Stahl mit einem Chromgehalt von mehr als 10,5 % die Fähigkeit, einen stabilen Passivierungsfilm zu bilden. Dieser chromreiche Oxidfilm kann die Oberfläche des Materials schnell bedecken und die weitere Oxidationsreaktion wirksam verhindern.
Wuxi Dongmingguan verwendet hitzebeständige Legierungen mit hohem Chromgehalt, um sicherzustellen, dass der Chromgehalt bei der Herstellung von Strahlungsrohren, Senkwalzen und anderen Produkten über 18 % liegt. Selbst in oxidierenden Atmosphären mit hoher Temperatur oder schwefelhaltigen Umgebungen kann ein stabiler Oxidschutzfilm auf der Oberfläche aufrechterhalten werden, was die Lebensdauer erheblich verlängert. Die Kompaktheit und Selbstheilungseigenschaften des Passivierungsfilms sind der Schlüssel zur Verbesserung der Stabilität von Rohrverbindungen in stark korrosiven Medien.
Nickel (Ni) – Stabilisiert die Austenitstruktur und verbessert die Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit
Nickel ist ein Austenitstabilisator, der nicht nur die Korrosionsbeständigkeit in Edelstahlgussrohren verbessern kann, sondern auch die Duktilität bei hohen Temperaturen, die Schlagzähigkeit und die Verarbeitbarkeit erheblich verbessern kann. Insbesondere in Medien wie Schwefelwasserstoff und Chlorid ist die Korrosionsbeständigkeit umso besser, je höher der Nickelgehalt ist.
Wuxi Dongmingguan verwendet in Präzisionsguss- und Schleudergussverfahren häufig Legierungssysteme mit einem Nickelgehalt von 8 % bis 35 %. Insbesondere in Hochtemperatur-Strahlungsrohren, Heizofen-Bodenrollen und anderen Anwendungsszenarien werden Legierungen mit hohem Nickel-Chrom-Gehalt (wie HK40, HP, HU, HT und andere ASTM A297-Standardlegierungen) verwendet, um sicherzustellen, dass das Material sowohl in oxidierenden als auch reduzierenden Atmosphären eine hervorragende strukturelle Stabilität und Korrosionsbeständigkeit aufweist.
Molybdän (Mo) – Verbessert die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion
Der Zusatz von Molybdän erhöht die Lochfraßbeständigkeit von Gussrohren aus rostfreiem Stahl in chloridionenhaltigen Umgebungen (z. B. Meerwasser- und Salznebelumgebungen) erheblich und ist ein wesentliches Legierungselement in Meeresumgebungen und Chemieanlagen. Es widersteht lokaler Korrosion, indem es die Stabilität des Passivierungsfilms stärkt.
In Zusammenarbeit mit japanischen und europäischen Kunden fügte Dongmingguan einigen High-End-Wärmebehandlungsofenrollen und Senkrollen 2–3 % Mo-Elemente hinzu, wodurch die Betriebsstabilität des Produkts in chloridhaltigen Atmosphären oder sauren Atmosphären deutlich verbessert wurde und sichergestellt wurde, dass es während des Langzeitbetriebs nicht zu Lochfraß und Abblättern auf der Oberfläche kommt.
Silizium (Si) und Aluminium (Al) – Verbessern die Oxidationsbeständigkeit und Aufkohlungsbeständigkeit bei hohen Temperaturen
Silizium und Aluminium können die Oxidationsbeständigkeit von Edelstahl in Hochtemperaturumgebungen verbessern und durch die Bildung eines dichten Oxidfilms weitere Oxidation und Kohlenstofferosion verhindern. Besonders hervorzuheben ist seine Rolle bei Produkten wie wärmebehandelten Strahlungsrohren und Hochtemperatur-Ofenbodenrollen.
Wuxi Dongmingguan führt je nach Kundenwunsch einen Siliziumgehalt von 1,5 % bis 3,0 % in hochlegierten Gussteilen ein und simuliert und optimiert die organisatorische Entwicklung von Gussteilen in Hochtemperaturatmosphären mithilfe von Simulationssoftware wie ANYCASTING, sodass die Strahlungsröhren auch über 1000 °C weiterhin eine niedrige Oxidationsrate und eine gute strukturelle Integrität beibehalten.
Welche Gießverfahren werden bei der Herstellung von Edelstahlgussrohren am häufigsten eingesetzt?
In Hochtemperatur- und Hochdruckindustriebereichen wie der Petrochemie, der metallurgischen Wärmebehandlung und Energiesparanlagen werden Edelstahlgussrohre aufgrund ihrer hervorragenden Hochtemperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Festigkeit häufig verwendet. Um die hohen Anforderungen an Rohrmaßgenauigkeit, Organisationsdichte und Leistungskonsistenz unter komplexen Arbeitsbedingungen zu erfüllen, ist das im Herstellungsprozess eingesetzte Gießverfahren zu einem entscheidenden Glied bei der Bestimmung der Qualität geworden.
Feinguss / EPC-Schaumguss
Feinguss ist ein hochpräzises, endkonturnahes Gussverfahren, das sich besonders für Edelstahlgussteile mit komplexen Fürmen, präzisen Abmessungen und hohen Oberflächenanforderungen eignet. Dongmingguan kann Gussrohrverbindungen, Flanschabschnitte und kundenspezifische Rohrverbindungsstücke mit komplexen Strukturen und gleichmäßiger Wandstärke stabil herstellen, indem es das Silica-Sol-Verfahren und die EPC-Produktionslinie (Lost Foam) einsetzt.
Technische Vorteile:
Hohe Oberflächengüte (Ra-Wert kann bis zu 3,2 μm erreichen), geringes Folgeverarbeitungsvolumen;
Hohe geometrische Maßgenauigkeit (kontrollierbar auf CT4-6-Niveau);
Kann kleine Chargen vielfältiger, kundenspezifischer Rohrverbindungsstücke herstellen und flexibel auf Kundenbedürfnisse reagieren;
Der Simulationsprozess nutzt ANYCASTING zur Strömungs- und Erstarrungsanalyse, um Defekte wie Poren und Kaltstellen effektiv zu vermeiden.
Insbesondere bei der Herstellung speziell geformter Gussrohrformstücke wie Roststäbe für Müllverbrennungsanlagen und Ofenrohrverbindungen zur Wärmebehandlung hat sich Präzisionsguss aufgrund seiner Fähigkeit zur Formreplikation und guten Formbeständigkeit zum bevorzugten Verfahren entwickelt.
Schleuderguss – die Kerntechnologie von Gussrohren aus hochlegiertem Edelstahl
Schleuderguss ist ein Verfahren, bei dem die Zentrifugalkraft genutzt wird, um das geschmolzene Metall zu formen, indem es durch eine sich schnell drehende Form zur Innenwand geschleudert wird. Es wird häufig zur Herstellung von dickwandigen, runden Edelstahlgussteilen mit großem Durchmesser und hoher Dichte verwendet. Im Produktsystem von Dongmingguan sind hochwertige Schleudergussteile wie Strahlrohre, Senkwalzen und Papiermaschinenwalzen typische Anwendungen dieses Prozesses.
Technische Vorteile:
Das Metall hat eine hohe Dichte, fast keine Lunker, Schlackeneinschlüsse und eine starke Eindringschutzleistung;
Die Struktur ist gleichmäßig, die Körnung ist verfeinert und die Kriechfestigkeit ist gut, was besonders für den Hochtemperatur- und Langzeitbetrieb geeignet ist.
Die Rohrwandstärke ist kontrollierbar und die Innen- und Außenlegierungen können durch Doppelstrahlguss optimiert werden (z. B. Bimetallrohre);
Es weist eine hohe Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation und thermische Ermüdung auf und eignet sich für Durchlauföfen und Strahlrohrsysteme.
Derzeit kann Dongmingguan Edelstahl-Schleudergussrohre mit Durchmessern von 50 mm bis 1000 mm und Längen bis zu 4000 mm herstellen, die in großem Umfang in Märkte mit hohem Standard wie Europa, Südamerika und Japan exportiert werden. Mithilfe fortschrittlicher Simulationsplattformen (ABAQUS, ANYCASTING) prognostiziert und analysiert das Unternehmen die Fließfähigkeit, das Erstarrungsverhalten und die Eigenspannungsverteilung von Gussrohren und verbessert so die Erstdurchlaufquote und die Betriebsstabilität der Produkte erheblich.
Harzsandformen – eine flexible Lösung für große und nicht standardmäßige Gussrohre
For Gussrohre aus Edelstahl Bei großen Größen, Sonderformen oder begrenzten Chargen, wie z. B. großen Ofenrohrschalen, Ofenrollenböden oder Verbindungsabschnitten, wird Harzsandguss aufgrund seiner flexiblen Modellierung und starken Anpassungsfähigkeit immer noch häufig verwendet.
Technische Vorteile:
Niedrige Kosten, kurzer Zyklus, geeignet für kleine und mittlere Serienaufträge und technische Versuchsproduktion;
Es können Gussteile mit großen, speziell geformten Rohrleitungsstrukturen oder mehrteiligen Oberflächenstrukturen hergestellt werden;
Das Modell kann mithilfe von CAD und UG dreidimensional modelliert werden, kombiniert mit GEOMAGIC CON und 3D-Scangeräten zum Vergleich und zur Überprüfung der Maßhaltigkeit.
Mit einer eigenen Wärmebehandlungsofengruppe und einem Bearbeitungszentrum kann Dongmingguan nach Fertigstellung des Harzsandgussrohrs verschiedene Prozesse wie Mischkristallbehandlung, Alterungsbehandlung, Drehen sowie Innen- und Außenoberflächenveredelung durchführen und so sicherstellen, dass das Produkt in einem „gebrauchsfähigen Zustand“ geliefert wird.
Welche Auswirkung hat der Wärmebehandlungsprozess auf die Leistung von Gussrohren?
Gussrohre aus rostfreiem Stahl werden häufig in Arbeitsumgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck eingesetzt, beispielsweise in der Metallurgie, Wärmebehandlung, Petrochemie, Müllverbrennung und Elektrizität. Ihre Leistung hängt nicht nur von den gewählten hochlegierten Werkstoffen und dem Gussverfahren ab, sondern auch vom anschließenden Wärmebehandlungsprozess. Eine angemessene Wärmebehandlung kann die mechanischen Eigenschaften, die Organisationsstabilität, die thermische Ermüdungsbeständigkeit und die Korrosionsbeständigkeit von Gussrohren erheblich verbessern und ist das zentrale Bindeglied für den Sprung von „qualifizierten Produkten“ zu „hochwertigen Produkten“.
Organisationsregulierung: Wärmebehandlung macht die Mikrostruktur „wissenschaftlicher“
Während des Gießprozesses bilden Edelstahlrohre aufgrund der ungleichmäßigen Abkühlgeschwindigkeit und der Entmischung von Legierungselementen häufig fehlerhafte Strukturen wie grobe Körner, Dendritenentmischung und Karbidnetzwerke. Durch Wärmebehandlungsverfahren wie Lösungsbehandlung und Alterungsbehandlung kann der Organisationszustand deutlich verbessert werden:
Lösungsbehandlung: Erhitzen Sie das Gussrohr auf 1050–1150 °C und kühlen Sie es dann schnell ab, um die vollständige Auflösung von Karbiden und anderen ausgeschiedenen Phasen zu fördern und die Organisation in eine gleichmäßige Austenit- oder Austenit-δ-Mischphase umzuwandeln, wodurch Gussspannung und spröde Phase beseitigt werden.
Alterungsbehandlung/Stabilisierungswärmebehandlung: Halten Sie die Hitze mehrere Stunden lang auf einer niedrigen Temperatur, um die gleichmäßige Ausscheidung vorteilhafter Phasen wie fein verteilter Karbide zu fördern und die Kriechfestigkeit und die thermische Ermüdungsbeständigkeit zu verbessern.
Bei der Herstellung typischer hochlegierter Gussrohre wie Strahlungsrohre, Senkrollen und Ofenbodenrollen passt Dongmingguan das Wärmebehandlungssystem genau an den Materialtyp an (z. B. HK40, HP-Nb, HP-MA) und kombiniert Simulationsanalysesoftware (z. B. ABAQUS, ANYCASTING), um Spannungsänderungen vorherzusagen, wodurch Prozessparameter optimiert und ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Organisation und Leistung erreicht werden.
Leistungssteigerung: Rundum-Verbesserung von „Härte“ zu „Zähigkeit“
Unterschiedliche Gussrohre werden während des Gebrauchs unterschiedlichen Belastungstests ausgesetzt, wie z. B. Zugbeanspruchung bei hohen Temperaturen, thermische Ermüdung bei wechselnden Temperaturen, Lochfraß in korrosiven Medien usw. Eine Wärmebehandlung kann die folgenden Eigenschaften wirksam verbessern:
Verbesserte Kriechfestigkeit: Bei längerem Betrieb bei hohen Temperaturen (z. B. 1000 °C) kann das wärmebehandelte Gussrohr eine gute Dimensionsstabilität und Organisationsstabilität beibehalten und sich an Umgebungen mit langfristiger Wärmebelastung wie petrochemische Spaltöfen und Verbrennungsanlagen anpassen.
Verbesserte Schlagzähigkeit: Schnelles Abkühlen der Hochtemperaturisolierung kann die Körner verfeinern und die Aggregation von Karbiden an Korngrenzen verringern, wodurch die Schlagabsorptionsfähigkeit von Gussrohren unter komplexen Arbeitsbedingungen verbessert wird.
Verbesserte Korrosionsbeständigkeit: Insbesondere bei Cr-reichen, Ni-reichen und Nb-reichen Legierungen werden nach der Wärmebehandlung ein dichter Passivierungsfilm und eine ausgezeichnete Austenitphase gebildet, was zur Verbesserung der Oberflächenkorrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit beiträgt.
Beispielsweise müssen bei den von Dongmingguan hergestellten, leicht zu schneidenden Schleudergussrohren mit hohem Schwefelgehalt neben der Gewährleistung der mechanischen Verarbeitungsleistung auch die Wärmebehandlung die Stabilität der Organisation und die Beständigkeit gegen Hitzekorrosion berücksichtigen. Durch die Optimierung der Temperatur-Zeit-Kurve wird letztlich sichergestellt, dass das Produkt den doppelten Ansprüchen an mechanische Eigenschaften und Haltbarkeit gerecht wird.
Restspannungen abbauen, um Dimensionsstabilität und Lebensdauer zu gewährleisten
Gegossene Edelstahlrohre erzeugen während des Erstarrungs- und Abkühlprozesses zwangsläufig innere Eigenspannungen. Wenn diese Spannung nicht kontrolliert wird, kann es während des Gebrauchs zu Rissen, Verformungen und sogar zu einem frühen Ausfall kommen. Durch Hochtemperatur-Anlassen oder Glühbehandlung kann Folgendes erreicht werden:
Abbau und Homogenisierung von Eigenspannungen;
Kontrolle der Formverformung zur Verbesserung der Dimensionsstabilität;
Reduzieren Sie das Risiko der Entstehung von Rissquellen und erhöhen Sie die Gesamtlebensdauer.
Dongmingguan nutzt einen Wärmebehandlungsofen für die allgemeine Erwärmung und langsame Abkühlung und vergleicht mit einem 3D-Scanner und der GEOMAGIC CON-Software die Dimensionsänderungen von Gussrohren vor und nach dem Erhitzen, um sicherzustellen, dass die Produkte nach der Lieferung problemlos in Kundenanlagen betrieben werden können.
Optimierung der Oberflächenverfestigung und Antioxidationsfähigkeit
Für Gussrohre wie Ofenrollen, Heißluftkanäle, Verbrennungsanlagenkomponenten usw., die über einen längeren Zeitraum oxidierenden Hochtemperaturatmosphären ausgesetzt sind, kann Dongmingguan je nach Kundenwunsch auch spezielle Wärmebehandlungen durchführen, wie z. B. Oberflächenaluminierung, Chromierung, Antioxidationsschichtbehandlung usw., um die Oberflächenoxidationsbeständigkeit und die Hochtemperatur-Gaserosionsbeständigkeit zu verbessern.
Schleuderguss
