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材料特性

不銹鋼的種類

常用的不鏽鋼可分為下列兩大類
依加工材料區分材料特性
加鉻不鏽鋼(俗稱400系列)鋼、鉻具有極佳的耐蝕性與高韌性 ,適用於製造高壓高溫用的結構材料, 諸如廚具 、瓦斯噴嘴及渦輪葉片等。
加鉻與鎳之不鏽鋼(俗稱300系列)鋼、鉻、鎳具有延展性 ,易於焊接與加工,故大量用於建築裝潢、化工產業、車輛零件及醫療器材等。

不銹鋼304、316的元素成份如下

規格材質C(碳)Si(矽)Mn(錳)P(磷)S(硫)Ni(鎳)Cr(鉻)Mo(鉬)
JIS G3459SUS 304TP≦0.08≦1.00≦2.00≦0.045≦0.038~1118~20
SUS 304LTP≦0.03≦1.00≦2.00≦0.045≦0.039~1318~20
SUS 316TP≦0.08≦1.00≦2.00≦0.045≦0.0310~1416~182~3
SUS 316LTP≦0.03≦1.00≦2.00≦0.045≦0.0312~1616~182~3
ASTM A312TP 304≦0.08≦1.00≦2.00≦0.045≦0.038~1118~20
TP 304L≦0.035≦1.00≦2.00≦0.045≦0.038~1318~20
TP 316≦0.08≦1.00≦2.00≦0.045≦0.0310~1416~182~3
TP 316L≦0.035≦1.00≦2.00≦0.045≦0.0310~1416~182~3

各元素對不銹鋼的影響

元素特性
C(碳)提高硬度與耐磨性
Si(矽)防止氧與鋼鐵接觸 ,可 增強耐酸化性,耐蝕性,增強低合金鋼的強度 。
Mn(錳)它降低鋼的臨界淬火速度 ,防止S引起的脆性。 耐磨耗 。
P(磷)增強鋼的強度和耐蝕性 。提高鑄鐵, 鑄鋼的流動性 。
S(硫)提高了不鏽鋼的切削性能,但也會降低不鏽鋼的韌性 。
Ni(鎳)鎳是優良的耐腐蝕材料 ,但必須 與鉻配合後才能發揮出來。
Cr(鉻)只要是不鏽鋼 ,就一定有鉻,它 使鐵與氧氣隔離 , 不至生鏽 。
Mo(鉬)可以提高某些不鏽鋼的耐腐蝕性能

不銹鋼的物理性質

不鏽鋼種類鋼種物理性質
JIS
(日本工業標準)
AISI
(美國鋼鐵協會)
密度 g/cm電阻率 μΩ•cm磁性比熱 cal/g℃平均線膨脹係數 10-6/ ℃熱傳導率 10-2 cal/cm/sec彈性係數 kN/mm2
0-1000-3160-5380-6490-816100500
碳鋼7.86150.121111.511.2210
麻田塞鐵系SUS4104107.75570.119.910.111.511.75.956.86204
SUS4034037.75570.119.910.111.511.75.956.86204
SUS420J24207.75550.115.95204
SUS4314317.75720.111112.14.84204
肥粒鐵系SUS4054057.75600.116.15204
SUS4304307.7600.11101111.311.912.46.246.28204
沃斯田鐵系SUS3013017.93720.121617.118.218.73.895.43197
SUS3023027.93720.1217.317.818.418.73.895.43197
SUS3043047.93730.1217.317.818.418.73.895.43197
SUS3213217.93740.121617.118.519.320.23.815.29197
SUS3473477.98780.121617.118.519.1203.815.29197
SUS3163167.98740.121616.217.518.5203.895.43197
SUS300S309S7.98780.1214.916.717.3183.394.45204
SUS310S310S7.98760.1211.116.216.917.53.394.46204

不銹鋼伸縮量的計算

伸縮量=不銹鋼管長度×溫度變化量×每度線膨脹係數(詳上表)。舉一支6米長的SUS304不銹鋼管為例,當溫度由25℃升溫到75℃時,不銹鋼管長度的變化量=6000mm×[(75-25)℃×17.3]×10-6=5.19mm。

一般自來水管可分為

由於耐蝕、無毒等特點,為發展最迅速的化學工業。然而PVC(聚氯乙烯)會產生氯化現象,致飲水品質不佳;且使用於熱水管路時,因無法承受高溫及壓力,易老化而漏水。
易生鐵鏽、腐蝕,水質差。國際上已陸續禁止使用。
易氧化,生銅綠,水質差。在純水的情況下多使用鍍錫的無縫銅管。
為最佳的配水用管,先進國家已大量採用,然而不鏽鋼管的膨脹係數極大,若採用車牙方式裝配,因為金屬牙紋會被兩端接頭夾死,有很高的失敗率致接頭破裂或漏水,故先進國家如:日本,即規定應以伸縮接頭接裝不鏽鋼管,且其不鏽鋼管為輕便管(俗稱壓接管),非車牙管。原因為輕便管有下列優點:延展性佳、質量輕、成本低、壽命長。

一般配管用304不銹鋼管(壓接管)規範管徑及厚度『JIS G3448、CNS 13392』

規格 管外徑(mm) 厚度(mm) 內徑(mm) 重量(kg/m)
Su 俗稱
13 1/2″ 15.88 0.8 14.28 0.301
20 3/4″ 22.22 1.0 20.22 0.529
25 1″ 28.58 1.0 26.58 0.687
30 1-1/4″ 34.00 1.2 31.60 0.980
40 1-1/2″ 42.70 1.2 40.3 1.240
50 2″ 48.60 1.2 46.2 1.420
60 2-1/2″ 60.50 1.5 57.5 2.200

一般配管用碳鋼管規範管徑及厚度『JIS G3452、CNS 6445』

規格管外徑(mm)厚度(mm)內徑(mm)重量-平頭(kg/m)
公制英制
151/2″21.72.116.11.31
203/4″27.22.121.61.68
251″34.02.827.62.43
321-1/4″42.73.535.73.38
401-1/2″48.63.541.63.89
502″60.53.852.95.31
652-1/2″76.34.267.97.47

不鏽鋼管與其他配管件相接之結果

由於金屬電位差會導致金屬化學腐蝕,故不鏽鋼管不宜與鍍鋅接頭接合。鋅是一種電解金屬,與不同金屬的電化差極大,若與異種金屬接合,化學電蝕會非常嚴重,部分配管技工不明此理,將鍍鋅接頭與不鏽鋼管接合在一起,如此時間一久,接頭必定破裂漏水。
管件材質 可否雜接 原因
尚可 兩者電位相似,且多有鍍錫處理,不會產生電蝕。
PVC PVC本體無電位。
鍍鋅 千萬不可 兩者電位差過大,易引起化學腐蝕。

不銹鋼管施工注意事項

304不鏽鋼含有18%至20%之鉻(Cr, google chrome就曾被稱作「鉻瀏覽器」),可以提升鋼的強度又具極佳的耐熱性和延展性,形成全體保護膜,若使用正確,不會有生鏽腐蝕之虞。但是若將不鏽鋼管雜接、雜放,會大幅減短它的壽命,因此使用不鏽鋼管,應注意以下幾點:
1.原則上鋼管必須放置於屋內,若置於室外時,須蓋上帆布之類。
2.禁止和異種金屬雜接,特別是一般鐵、生鐵,更尤其是鍍鋅鐵。
3.管壁保持清潔,盡量避免潮濕、油垢及污垢。要清理鋼管髒污時,請使用清水。
4.生銹時,請用去污劑等擦拭。
5.不銹鋼管雖有強韌度(為銅管之三倍,鍍鋅管之二倍),但因為管體薄,故勿放置重物在它上面。
6.搬運時要小心輕放,避免重摔,破壞正圓度,放置時盡量不使用鐵架支持。
7.避免火氣、電焊等熱感應力,會侵害其材質。

各類塑膠管材料的優缺點

材質優點缺點
PVC價廉、應用範圍廣大、良好的耐磨性、不自然、易施工。易受溶劑腐蝕,使用溫度範圍狹窄、比重太大、易老化、耐候性差。
PE價廉、吸水率低、耐化學藥品、韌性良好。膨脹係數大、耐候性差、機械強度不足。
PP表面光滑、絕緣性佳、耐磨性好、耐化學藥品、機械性佳。易受紫外線破壞強度、耐磨性差。
ABS機械性佳、耐候性佳、抗老化性強、重量輕、耐磨性佳、表面光滑、抗化學葯品、施工易、管內沒有二次污染且無毒性。抗溶劑性差、抗有機物性差。應避免長期暴露於芳香族溶劑、酮類,和酯類溶劑。
PVDF機械性差、耐候性佳、不自燃、耐磨性佳、抗溶劑性佳。 價格昂貴。

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