不锈钢应用及环境保护

不锈钢的这些应用为改善人类生活质量和提供更好的生活及工作环境做出了贡献一为人们提供了清洁的水,清洁的能源和可靠的服务。然而,不锈钢在这些应用的耐腐蚀性还以其它方式为环境做出贡献。例如,为了实现其良好的耐腐蚀性,不锈钢不需要加表面涂层。这就避免了使用有机漆系统向大气排放溶剂,而且有机漆需要定期重新涂刷,此外还有漆桶处置和漆膜降解问题。

清洁与卫生
因为按正确的规定成分冶炼的不锈钢不会被腐蚀,所以是盛放、加工食品和制药以及用于医疗器械和医院的-一种首选材料。在这些应用中,一般选用304和316型不锈钢,这些不锈钢做的器械设备具有光滑的表面光洁度,以便于清洗。在家用情况中,清洗一般最多只不过使用溶解在水中的洗涤剂而已,仅使用洗涤剂已很有效了。但是在商业化食品加工以及医药应用中,苛性苏打以次氟酸钠这类强化学洗涤剂使用很普遍,在这类应用中,不锈钢的耐腐蚀性就成了一大优点。外观清洁很熏要,因为这在家用、饭店和旅店设备这类应用中会给客人以信任感,但细菌卫生最为重要,试验证明,不锈钢是一种容易消毒的材料。在使用中,不锈钢器械最不容易损坏,因而不太容易积聚细菌以及导致细菌繁殖发生表面缺损。这不仅对人类健康有益处,而且对环境也有明显的好处。例如,不锈钢用于食品、运输、储存及展示,它的卫生性能体现在因食品受污染变质的损失较少。使用不锈钢的首要好处是人们会有更多、更好、更便宜的食品,次要的好处是由于产生的废物少而有益于环境。这样地,在送水和储水应用中,使用不锈钢会减少水的污染和泄漏。一个典型的例子是日本东京的送水系统,日本东京80年代初从送水管道泄漏的饮用水量达到总供水量的40%~45%。其后逐渐在公用工程管线中引入3[6型不锈钢水管,到2000年管道更换全部完成。自从80年代以来,在不锈钢供水管线接头处总热才检测出三处泄漏。图4中示出不锈钢在供水管线中的应用。

使用寿命长
不锈钢的耐腐蚀性能使产品使用寿命延长,通常这就意味着对环境影响较小。制造一种新产品时的原始环境影响可以被认为是衰减的,或者说是发生在该产品的整个使用寿命期问。耐腐蚀性能低的产品需要频繁更换,而这就意味着由生产这些产品产生的环境影响会大。如不更换,就得对这些产品定期清洁、维修和刷漆,而清洁、刮掉化学品和刷漆又会对环境造成不小的影响。另外,耐腐蚀性能低的产品会造成设备问断停机,或者不能以最佳状态运行,而这些会对环境产生不利影响。通过对各种可选择材料的财务费用和效益的计算,得出了寿命周期成本(LCC)的经济概念。寿命周期成本这一概念被人们越来越多地使用,已成为过去20年来不锈钢在制造和建筑、使川量强劲增长的原凶之 。现在人们试图将环境影响结合到寿命周期成本之中,这种分析肯定会进一步增强使用不锈钢的趋势。

与寿命短的材料相比,如刷漆碳钢,购买不锈钢费用、制作及安装成本会更高,但是当对拦个寿命周期问包括维护费用,更换成本及生产中断造成的费用全部加以考虑时,不锈钢通常足一种更经济的选择。另外,不锈钢往往是‘种“更绿色”的选择,它具有低能耗、温室气体排放少和废物少的好处。

强度和韧性
不锈钢有.系列机械及物理性能。不锈钢具有良好的抗疲劳强度,所以我们看到;锈钢用于像弹簧这类应用场合,凼为对弹簧来说,抗疲劳强度非常重要。不锈钢具有很高的延伸率,这反映科.它的良好成形性,我们还看到这‘性质在采用深拉工艺加工厨房水池的制做中的使用。大多数人会认为这是一种普通的应用,但事实t,现代厨房下水池的深拉加丁成形是一项要求最高的工岂,除了奥氏体不锈钢以外,很少有工程材料能经受住这种深拉成形加工。不锈钢还具有高刚性,即在负载下它们不会过度曲。此种性能在铁路车辆这类结构的设计非常重要,在于铁路车辆时不锈钢良好的刚性意味着用不锈钢制造的铁路客车车厢实际L轻于铝结构铁路客车车厢,而铝的密度比不锈钢低的多,刚性也低的多。

不锈钢的优点不胜枚举:奥氏体不锈钢可制造成兀磁性,无磁性对制造潜水艇和扫雷器非常重要,无磁性对放置医学扫描用核磁其振成像设备的房间建筑结构。p的钢筋也很莺要。奥氏体不锈钢的导热性也较低,这使得它们能用于制造咖啡杯和烧瓶。然而,有两种特性比其它所有特性更重要,这两种性质集体现不锈钢的机械及物理特性,即强度和鲫性,这两种特性不仅本身已经很重要,而且影口向不锈钢制品的长使用寿命,测为不锈钢制品比绝大多数其它材料制品都更不容易发生意外损坏,不易受机械磨损和撕裂。町获得高强度还意味着用不锈钢制成的组件可具有理想的强度/重量比,这是运输行、Ik里非常重要的一个特性,州为这会转变成更高的燃料效率,然而,这类温室效应气体的排放也较少。正因为如此,我们可以看到不锈铡正被用r或it划用于制造小汽车、大轿车和铁路车辆上的许多部件。

外观优美
以上讨论的不锈钢厨房设备特性主要是其工程及环境意义。但是,如果对用户没有吸引力,这些特性还是不可能得到发挥的。所以,这种外观优美的特性,从技术意义上看几乎是微不足道的,但从实际意义看却特别重要。如果一种材料对环境做出广泛贡献,这种材料不仅必须具备上面己提到的技术性能,而且必须具备外观优美的特点,足以吸引用户想购买,而不锈钢正具有这种特性。不锈钢具有清洁、现代化的外观,对设计人员和用户来讲它又有很实际的用途。不锈钢可以做成扁平状、尖角状、精致光滑和棱角形状,或者可以适应有机结构做成任何形状,这些有机结构可能是曲线形的、流线形的、以及复杂组合形的。正是其强度、刚度和成形性等几种特性的组合才使不锈钢能用于如此广泛的成形范围。图ll中所示说明了不锈钢会成为现代厨具和消费品选择材料的原因。

不锈钢对建筑师也有吸引力。在这一领域,耐腐性和可成形性的结合具有重要意义,但一般情况下这并不是选择不锈钢的主要原因。许多情况下,决定性因素是不锈钢的范围广泛的表面光洁度和表面外形使得建筑师能够创意出与众不同的、独一无二二的效果。基本表面是轧制表面,接着是各种抛光表面光洁度,如NO.4、缎面、颤纹和镜面。但是还有更多的特殊表面光洁度和表面外形一一面有花纹的不锈钢薄板,如Petronas双塔大厦上使用的一面有 花纹的不锈钢薄板,双面都有花纹的不锈钢薄板,如李处理设备这类高碰撞领域常用的双面都有花纹的不锈钢薄板,以及电化学彩涂或阴极溅镀彩涂的不锈钢薄板。再与蚀刻这类工艺相结合,可使外表选择无穷无尽。

可循环利用
耐腐蚀性和韧性意味着大多数不锈钢制品在其使用寿命结束时,基本上仍然完好无损。确实是,大多数不锈钢制品或设备退出使用并不是凼为它们不能再发挥当初的设计功能,而是由于其它一些原凼,例如南于产品、工艺或特性的发展使得原不锈钢设备过时,或者是南于原不锈钢产品或设备的其它部件失效。在此使用寿命结束时,不锈钢仍然完好无损,形状清晰可辨。另外,不锈钢具有很好的内在特性,足以使废品收集者们从一般工业或城市废品堆中把不锈废钢挑出来进行循环利用。凶而不锈钢是一种可高度回收循环利用的工、lk材料。我们估计,在不锈钢的有用寿命结束时,有80%以上的不锈钢产品被实际回收循环利用。大多数不锈钢中的最有价值成分是镍,因此,正是含镍不锈钢,如304型和316型不锈钢,最具循环利用商业价值。庆幸的是,含镍不锈钢是全世界上使用最普遍的钢种。

不锈钢生产,一积极收购不锈废钢,他们把不锈废钢混入熔炼供料中,以qi产新的、优质1i锈钢薄板、管材、铸件和其它形式的产品。事实上,不锈废钢非常适合做冶炼原料,以敛于供不应求,而且可以预料,在可预见的未来,这种供不应求的形势还会继续下去。不锈钢的生产工艺也能够处理其它形式的废钢,包括铁素废钢以及其它各种各样的含镍废钢。把所有废钏加在一起,不锈钢生产中用的循环原料按重量计,平均超过60%。换句话说,新不锈钢按重量计,平均60%以上来自废钢~生产废钢或有用寿命结束的不锈废钢。这对环境有巨大的好处,凶为废钢的这种高效循环利用减少了原材料和能源的需要量,闪而也减少,各种气体的排放,其中包括像co:这类温室气体的排放。再从另一种角度来看,不锈钢的可循环利用性意味着今天牛产的不锈钢是种储备,是留给子孙后代使用的资产。

结论
由于不锈钢本身具备的诸多特性,如耐腐蚀性、清沽、卫,高强度、外观优荚以及可循环利用性,使得不锈钢能以各种各样的力法,直接和接地保护环境。不锈钢确实是未来的宝贵材料。

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