مقالات تجارت آلیاژ مقالاتی از فلزات پرکاربرد
امروزه کمبود آب شیرین یکی از مهم‌ترین و بحرانی‌ترین مشکلاتی است که انسان با آن مواجه است. اگر بخواهیم آمار دقیقی از میزان آب شیرین موجود بر روی کره زمین به شما بدهیم؛ باید بگوییم که تنها ۱۴ هزارم درصد (۰٫۰۱۴ درصد) از آب‌های موجود بر روی کره زمین، شیرین هستند و قابلیت آشامیدن دارند. به همین دلیل کارخانه‌های شیرین‌سازی و نمک‌زدایی آب فعالیت خود را آغاز کردند تا بتوانند چنین مشکلاتی (کمبود آب) را تا حدودی برطرف کنند.
اگرچه شیرین‌سازی آب برای انسان‌ها امری خوشایند و مطلوب است؛ اما توجه داشته باشید که املاح و مواد موجود در آب‌های شور، آسیب‌های زیادی به دستگاه و تجهیزات موجود در صنعت تصفیه آب وارد می‌کند.
در این مقاله به بررسی بهترین و مقاوم‌ترین فلزهایی می‌پردازیم که می‌توان از آنها در کارخانه‌های تصفیه آب استفاده کرد.
چه فلزاتی در صنعت شیرین‌سازی و نمک‌زدایی آب کاربرد دارند؟
همان‌طور که می‌دانید فولادهای ضدزنگ سری ۳۰۰ از نوع فولادهای آستنیتی هستند که در برابر محیط‌های خورنده، از خود مقاومت قابل‌قبولی را نشان می‌دهند. به همین دلیل این خانواده از فولادهای ضدزنگ در زمینه شیرین‌سازی و نمک‌زدایی آب، کاربردهای فراوانی دارند. اگرچه فولادهای سری ۳۰۰ در برابر خوردگی و درجه حرارت‌های بالا مقاومت خوبی از خود نشان می‌دهند؛ اما فولاد ضدزنگ ۶Mo گرید ii( این آلیاژ به دلیل وجود مقدار زیادی از عناصر کروم، مولیبدن و نیتروژن در ترکیب شیمیایی خود، در محیط‌های حاوی کلرید مانند آب‌شور دریا عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد و دچار خوردگی و تخریب نمی‌شود) به دلیل مقاومت بسیار بالاتر در برابر آب‌شور، نسبت به فولادهای سری ۳۰۰، کاربرد فراوان‌تری دارد.
دلیل برتری فولادهای داپلکس نسبت به فولادهای ضدزنگ آستنیتی
فولاد ضدزنگ ۲۲۰۵ و سایر فولادهای داپلکس به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی(نسبت به فولادهای ضد زنگ آستنیتی)، در کارخانه‌های شیرین‌سازی آب کاربرد دارند. اما علاوه بر مقاومت بالا در برابر خوردگی که در تمام فولادهای ضد زنگ آستنیتی وجود دارد؛ فولادهای ضدزنگ ۲۲۰۵ و سایر فولادهای داپلکس به دلیل صرفه‌جویی در هزینه‌ها نیز پرکاربرد هستند (در واقع نه‌تنها به دلیل مقاومت بهتر در برابر خوردگی پرکاربردند؛ بلکه به دلیل صرفه‌جویی اقتصادی نیز بسیار زیاد به کار گرفته می‌شوند). به‌عنوان‌مثال فولاد داپلکس ۲۲۰۵ از نظر مقاومت در برابر خوردگی‌های حفره‌ای و شکافی، مانند فولاد ضدزنگ ۹۰۴L است؛ اما با صرف هزینه کمتری می‌توان آن تهیه کرد. چرا که فولاد ضدزنگ داپلکس ۲۲۰۵، مانند استیل ۹۰۴L از عناصر گران‌قیمت ساخته نمی‌شود.
از طرف دیگر مقاومت و استحکام فولاد ضدزنگ ۲۲۰۵ نسبت به فولادهای ضدزنگ آستنیتی، دو برابر بیشتر است. همین موضوع باعث می‌شود تا وزن قطعه ساخته شده از این فولاد (داپلکس ۲۲۰۵) کاهش یابد؛ اما میزان استحکام آن افت پیدا نکند. به همین دلایل از فولادهای ضدزنگ داپلکس در بسیاری از تجهیزات و وسایل تصفیه آب استفاده می‌شود. به‌عنوان‌مثال در ساخت اِواپراتورها، لوله‌کشی‌های تحت‌فشار بالا (در روش SWRO)، اتصالات و قطعات متعدد تصفیه آب از این فولادها استفاده می‌شود.
مزیت‌های دیگر فولادهای داپلکس به‌منظور ساخت اواپراتورها
یکی از دستگاه‌هایی که در صنعت شیرین‌سازی آب کاربرد دارد؛ اواپراتورها هستند. این دستگاه‌ها تحت تنش و فشارهای نسبت بالایی قرار می‌گیرند؛ بنابراین باید مستحکم و مقاوم باشند. استحکام دوبرابری فولادهای ضدزنگ داپلکس نسبت به فولادهای ضدزنگ آستنیتی، باعث می‌شود تا برای دستیابی به یک میزان از استحکام، در ساخت اواپراتورها، از فولاد ضدزنگ داپلکس، کمتر استفاده شود (کاهش مصرف مواد اولیه). استفاده کمتر از مواد اولیه نیز سبب می‌شود تا هزینه‌های ساخت، حمل‌ونقل و… کاهش چشمگیری پیدا کنند. همچنین استفاده کمتر از مواد اولیه، جوشکاری و اتصال قطعات را آسان‌تر می‌کند.
در واقع اگر بخواهیم مطالب این بند را در یک جمله بیان کنیم؛ باید بگوییم که استفاده از استنلس استیل ۲۲۰۵ و سایر فولادهای داپلکس باعث می‌شود تا میزان مواد اولیه مصرفی برای دستیابی به یک مقدار ثابت از استحکام نسبت به فولاد ضد زنگ آستنیتی، نصف شود.
فولادهای داپلکس و روش اسمز معکوس (SWRO)
همان‌طور که می‌دانید در کارخانه‌هایی که از روش “اسمز معکوس (روش SWRO)” به‌منظور تصفیه آب استفاده می‌کنند؛ فشارهای بسیار بالایی در لوله‌های انتقال جریان وجود دارد. به همین دلیل در ساخت این لوله‌ها باید از فولادهای ضد زنگی استفاده شود که در برابر تنش و محیط‌های خورنده، مقاومت خوبی از خود نشان دهند. فولادهای ضدزنگ ۳۱۶L و ۳۱۷L اگرچه مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند؛ اما در این شرایط استفاده از آنها کار منطقی نیست. بهترین گزینه برای به‌کارگیری در این شرایط، فولادهای سوپرداپلکسی مانند safe 2507 است. این فولاد از نظر مقاومت در برابر خوردگی حفره‌ای و شکافی همانند آلیاژ ۲۵۴ OSM است. از طرف دیگر آلیاژ safe 2507 از نظر استحکام دوبرابر بیشتر از فولاد ۲۵۴ OSM است(کاهش هزینه را به دنبال دارد). به همین دلیل از فولادهای سوپرداپلکس در کارخانه‌های شیرین‌سازی و نمک‌زدایی آب استفاده می‌شود.
