Mezi v současnosti běžně používanéšrouby odolné vysokým-teplotám, výrobky vyrobené z duplexní nerezové oceli 2205 jsou široce používány. Duplexní šrouby z nerezové oceli 2205 mají vynikající přizpůsobivost vysokým a nízkým teplotám: jejich trvalá stabilní provozní teplota je obvykle 250-300 stupňů (krátkodobě vydrží kolem 400 stupňů) a snesou nízké teploty -60 stupňů, takže jsou vhodné pro scénáře s náhlými změnami teploty. Například šrouby z chrom-molybdenové slitiny 42CrMo mohou krátkodobě stabilně pracovat při teplotě kolem 360 stupňů, ale jejich mechanické vlastnosti mají tendenci kolísat, když okolní teplota prudce klesne nebo se vrátí k normálu; naproti tomu duplexní šrouby z nerezové oceli 2205 si udržují stabilní výkon v takto střídajících se prostředích s vysokou a nízkou teplotou.
Jak rozlišit nerezové šrouby z různých materiálů? Běžné šrouby z nerezové oceli 304 jsou na hlavě označeny "A2-70", šrouby z nerezové oceli 316 jsou označeny "A4-70" nebo "A4-80" a duplexní šrouby z nerezové oceli 2205 jsou většinou přímo označeny "2205" na hlavě (některé mohou být také označeny odpovídajícími standardními kódy, jako je ASTM A195 Gr. S32), což uživatelům umožňuje rychlou identifikaci
Rozdíly mezi šrouby odolnými proti vysokým{0}}teplotám a běžnými šrouby
Mnoho lidí se mylně domnívá, že šrouby odolné proti vysokým-teplotám musí mít vyšší pevnost v tahu a krouticí moment než běžné šrouby s vysokou-pevností, ale není tomu tak. Hlavní rozdíl mezi nimi spočívá spíše ve vlastnostech materiálu než v základní pevnosti: v tuzemsku se 42CrMo chrom-molybdenová legovaná ocel běžně používá k výrobě vysoko-teplotně odolných šroubů, jejichž indikátory pevnosti jsou podobné standardním 12,9-vysokopevnostním{{13} šroubům. Materiál 42CrMo však zůstává stabilní při vysokých teplotách (kolem 360 stupňů) bez snížení točivého momentu nebo snížení tvrdosti; běžné šrouby (jako je uhlíková ocel nebo konvenční šrouby z nerezové oceli) mohou obvykle normálně fungovat pouze pod 200 stupňů, nad kterými nesplňují navržené požadavky na mechanickou výkonnost. Proto se šrouby odolné vůči vysokým teplotám vyrobené z 42CrMo široce používají ve vysokoteplotních pracovních podmínkách, jako jsou tlakové nádoby a kotle.
Kromě toho je v prostředí s vysokou-teplotou anti-výkon konvenčních vysokopevnostních šroubů mnohem nižší než antivibrační výkon šroubů odolných vysokým-teplotám: za stejných specifikací a teplotních podmínek mohou šrouby z běžné legované oceli s vysokou pevností-pevnosti odolat pouze 80°C, vibracím při vysoké teplotě před {zřejmým uvolněním 7°C2}} odolné šrouby vydrží před uvolněním přibližně 200 vibrací. Tuto vlastnost šroubů odolných vysokým teplotám nelze nahradit běžnými šrouby; Svévolná výměna může snadno způsobit selhání zařízení v důsledku uvolnění šroubů a takovým potenciálním rizikům nelze předem zcela zabránit pomocí nouzových strategií.
Vysokoteplotně odolné šrouby mají také speciální požadavky na povrchovou úpravu: vezmeme-li jako příklad 42CrMo, jeho tvrdost je podobná jako u šroubů třídy 12,9-. Po výrobě potřebuje tepelné zpracování a povlak z černého oxidu; galvanizace nebo niklování je obvykle zbytečné, protože při vysokých{5}}teplotních pracovních podmínkách povlak nejenže neposkytuje ochranu, ale také ovlivňuje výkon šroubů v důsledku selhání při vysoké teplotě.
Při přijímání šroubů odolných vůči vysokým{0}}teplotám je nejvyšší prioritou potvrzení materiálu a je také nutné zkontrolovat, zda jejich údaje o napětí a mechanické vlastnosti splňují požadavky návrhu-oba jsou nepostradatelné. Pokud je materiál nevyhovující, ani při vysoké tvrdosti nemůže dosáhnout výkonu duplexní oceli 42CrMo nebo 2205 ve vysokoteplotním prostředí. Proto je při přejímce nezbytné vyžadovat od dodavatelů, aby poskytli čísla šarží materiálu a zprávy o analýze materiálu; pro různá instalační prostředí musí příslušný personál absolvovat odborné školení, aby zvládl bezpečnostní opatření a odpovídající standardní požadavky na šrouby odolné vysokým-teplotám.
Charakteristiky a aplikace duplexních šroubů z nerezové oceli (jako příklad 2205)
Duplexní šrouby z nerezové oceli již sehrály důležitou roli při stavbě hongkongského-Zhuhai-Macauského mostu. 23. října 2018 byl zprovozněn most Hong Kong-Zhuhai-Macau Bridge. Tento 55-kilometrový super velký most přes moře spojující Hongkong, Zhuhai a Macao vytvořil 30minutový životní kruh mezi těmito třemi místy, což výrazně snížilo náklady na logistiku a podpořilo koordinovaný rozvoj těchto tří regionů. V tomto projektu dosáhlo využití v tuzemsku vyvinutých a vyrobených duplexních nerezových svorníků 1200 tun, čímž byla zcela zrušena předchozí závislost na dovážených duplexních nerezových svorníků pro stavbu mostů.
Dříve,duplexní šrouby z nerezové ocelipoužívané v domácích projektech mostů bylo většinou potřeba dovážet; nicméně podniky, které se podílely na stavbě hongkongského-Zhuhai-Macauského mostu, prostřednictvím základního výzkumu materiálů z duplexní nerezové oceli a kontroly výkonu hotového výrobku vyrobily šrouby s kvalitou ekvivalentní dováženým produktům. To nejen stanovilo měřítko pro domácí protějšky, ale také posílilo jejich vlastní technickou sílu a položilo základy pro rozvoj podniků v rámci „Iniciativy pásu a stezky“.
Duplexní šrouby z nerezové oceli (jako je 2205) mohou splňovat vysoké-požadavky, jako jsou mosty, a to především díky třem základním charakteristikám:
Vynikající odolnost proti korozi: Jeho odolnost proti korozi je mnohem lepší než u šroubů z nerezové oceli 304. Mosty jsou v mořském prostředí, kde je intenzita koroze mořské vody a vzduchu s vysokou-slanou mlhou mnohem vyšší než v každodenních situacích. 304 šrouby z nerezové oceli nemohou splnit dlouhodobé-požadavky na odolnost proti korozi, zatímco duplexní ocel 2205 obsahující přibližně 22 % chrómu a 3 % molybdenu dokáže účinně odolávat korozi v mořském prostředí.
Výkon s vysokou pevností: Pevnost v tahu duplexních šroubů z nerezové oceli 2205 je přibližně 800 MPa a mez kluzu je přibližně 550 MPa-1,5-2krát větší než u konvenčních šroubů z nerezové oceli 304 (pevnost v tahu přibližně 515 MPa, mez kluzu přibližně 205 MPa). Jeho skutečná testovaná pevnost překonala pevnost šroubů z uhlíkové oceli třídy 8,8 (pevnost v tahu větší nebo rovna 800 MPa, mez kluzu větší nebo rovna 640 MPa), což poskytuje spolehlivou záruku pevnosti pro mostní spoje. Vysoká pevnost duplexní nerezové oceli pochází z její austeniticko-feritické duplexní struktury, nemá vysoký obsah uhlíku – ve skutečnosti má duplexní ocel 2205 extrémně nízký obsah uhlíku (méně než nebo rovný 0,03 %), nižší než nerezová ocel 304 (méně než nebo rovno 0,08 %), čímž se zabrání riziku mezikrystalové koroze způsobené vysokým obsahem uhlíku.
Dobrá kompatibilita svařování: Při stavbě mostů je třeba některé spojené součásti upevnit svařováním. Duplexní šrouby z nerezové oceli mohou být kompatibilní se svařovanými oblastmi, aniž by došlo ke snížení výkonu vlivem tepelného vlivu svařování; Běžné šrouby z nerezové oceli, jsou-li v blízkosti svařovaných oblastí, jsou náchylné ke strukturální přeměně vlivem tepla, což má za následek sníženou pevnost a odolnost proti korozi a nesplňuje požadavky na pevnost spoje. Tato výhoda pramení z rozumného podílu legujících prvků (jako je dusík) v duplexní oceli 2205, což jí dává dobrou tepelnou stabilitu.
Kromě mostů 2205 mezonetovýchnerezové šroubyjsou také široce používány v ropných zařízeních, rafinaci biopaliv, zařízení na balení potravin atd.: při těžbě ropy může jejich dobrá galvanická kompatibilita vyhovět potřebám připojení vrtných trubek; v biopalivovém a potravinářském průmyslu mohou jejich vynikající odolnost proti korozi a nízké srážecí vlastnosti splnit hygienické požadavky a zabránit kontaminaci produktů.
Doplňkové poznámky
Vyjasnění provozní teploty materiálu: Předchozí tvrzení, že „duplexní nerezová ocel 2205 vydrží 600 stupňů nebo 800 stupňů“ je nesprávné. Ve skutečnosti by trvalá provozní teplota duplexní oceli 2205 neměla překročit 300 stupňů a maximální krátkodobá-provozní teplota je asi 400 stupňů. Překročení tohoto rozsahu způsobí nerovnováhu duplexní struktury, což výrazně sníží odolnost proti korozi a pevnost.
Oprava při svařování šroubů: V konstrukci mostů nejsou šrouby samotné obvykle přímo svařeny, ale dosahují spolehlivého spojení přizpůsobením svařovaným spojeným součástem, čímž se zabrání poškození vlastního výkonu šroubů v důsledku vysokých svařovacích teplot.
Korekce obsahu uhlíku: Jednou z hlavních výhod duplexní nerezové oceli (jako je 2205) je její nízký obsah uhlíku, nikoli „relativně vysoký“. Nízký obsah uhlíku je klíčem k jeho vynikající odolnosti vůči mezikrystalové korozi, kterou je třeba odlišit od rozsahu obsahu uhlíku u konvenční nerezové oceli (jako je 304).
