11月6日,在由上海有色网信息科技股份有限公司(SMM)主办,青拓集团协办,由上海正宁国际贸易有限公司,厦门建发物资有限公司,厦门国贸集团股份有限公司和上海卓跃达国际物流有限公司特邀赞助的2024SMM(第九届)亚太镍铬锰不锈钢大会上,国际钼协中国区顾问Fabio Ries对高强度不锈钢对钼使用及市场解析进行了论述。
地球的挑战
全球所面临的挑战有增不减
1.政治、国际关系、战争
2.经济、贸易:国际能源保障/全球供应链保障/供应链“重组”
3.社会:流动性/迁移、全球化、包容性、人权意识;人口老龄化
4.气候与环境:极端天气、自然灾害、污染
追求生活质量:安全、可持续、环保;全生命周期、可追溯性,ESG;碳中和相关政策;能源转型、资源保护、能源效率、节能减排。
其对全球面临的挑战以及对钼前景的影响进行了分析。
钼及含钼材料未来的市场展望
2022-2032年钼的终端消费领域发展预测
2021-2031年预测钼消费增长率
小金属: 用途广泛,应用领域多,但其比例小、非常分散,没有某一个显著的使用场景或行业。
设计者或用户一般情况下,需要满足某些特殊性能时,非用不可的时候才会想到钼。钼被视为较昂贵的材
料。
钼最大的卖点就是它的技术性能:尤其是耐腐蚀性。
中国使钼的最大生产国和消费国,但全球多地钼资源充足。
在许多快速增长的行业当中,钼及含钼材料将扮演重要角色:
1. 清洁能源(风力发电、光伏发电、蓄电…);2. 传统化石能源:石油、天然气;3. 城市二次供水;4. 国防、航空、航天;5. 建筑(结构、幕墙、屋顶、配饰);6. 基础建设(结构件、钢筋);7. 造船、海洋工程……
材料对比:全生命周期相对成本
其介绍了碳钢、双相不锈钢等内容。
可再生能源发电成本下降
2020年,可再生能源,平准化度电成本(LCOE)已经下降到等同或低于化石燃料水平。
可再生能源
钼在清洁能源领域的应用
世界银行(2020)能源报告中提出, 到2050年能源转型中钼消费量累计增加119%,也就是800,000 MT。
国际能源总署对2040年的预测,钼消费量增加290%。
在世界银行(2020)能源报告中,钼被称为6种绿色能源转型跨领域关键矿物质之一。
海洋风电
其列举了部分海洋风电项目、有关政策以及全球出口等情况。
钼在风力发电领域的应用
在所有新能源当中,风力发电是钢、铁用量最大的领域:
1. 结构:塔架、螺丝螺母,吊篮(含齿轮箱),锚固结构(海洋)。
结构件常用合金: 34CrNiMo6 (1.6582)、30CrNiMo8 (1.6580),
钼含量约0.2 –0.5%.
结构:超高强度钢板\淬火韧性铸铁件:0.3-0.8钼
2. 动力总成:强度、韧性、抗疲劳性
轴:淬火和回火钢如42CrMo4 (AISI 4140)
变速箱:渗碳钢(CrNiMo合金)钼含量0.2-0.5%
动力总成:国际钼协会在多地支持的科研项目证明,
变速箱材质钼含量增加至0.5%-0.8%可导致明显性能提升
全生命周期:
•材料成本占比降低
•发电设备更大、运行环境更苛刻
•维护维修成本高、专业技术员数量有限
►强度、韧性、延展性、耐腐蚀、轻
海洋光伏发电
其对台湾彰化181MW漂浮式光伏电站进行了解析。
该项目面临的挑战:开放且不稳定的水域,东北季风,每40 分钟变化、6 小时循环的潮汐。
为避免光伏组件漂移,采用316L不锈钢沉锚块连结浮筒固定。
光伏背板具有抗盐雾腐蚀能力强,耐脏污易清洁的特点,特别适用于台湾沿海高湿高腐蚀的严苛户外环境,可延长电站寿命,大幅减少全周期运维投入。背板采用的为316不锈钢。
该项目是水上光伏行业的一个重要里程碑,因为它为世界上最大的水上光伏发电场,而且也是本行业的第一个商业项目融资。
城市二次供水
不锈钢二次供水管道
水利基础设施建设必须全面考虑:耐用性、冗余量、适用性、灵活性、耐断裂、耐土壤腐蚀、可伸缩、可持续。
10年材料测试项目
对大多数测试地点进行了土壤氧化还原电位检测,结果为100 mVNHE或更高,这说明这些测试地点的土壤环境是有氧的。
如前所述,土壤的电阻率是判断土壤对钢管腐蚀性的标尺。
日本不锈钢协会腐蚀测试结果
其对304不锈钢和316不锈钢局部腐蚀与氯离子浓度和土壤电阻率之间的关系进行了介绍。
其对东京水务局采用316不锈钢方案、中国台北选择316L不锈钢等进行了介绍。
建筑设计与工程
地标性建筑
为了防止锈蚀,建筑外围护通常采用2%钼316不锈钢。
其还对建筑幕墙新项目案例、公共建筑物不锈钢屋顶进行了列举。
不锈钢在建筑结构中的应用
力学性能:从结构角度看,不锈钢与碳钢的主要区别是应力应变响应。不锈钢的应力-应变曲线是非线性的,没有明显的屈服点。
由于是非线性的,不锈钢在低应力下失去刚性,这关系到承载构件的设计规范,尤其是受压构件和无支撑受弯构件。
优越的机械性能(应变硬化)
其还介绍了冷作对1.4307材料的影响和冷作对双相钢1.4462的影响。
其还对建筑结构设计、不锈钢桥梁、模块式不锈钢桥梁等应用进行了阐述。
正确的材料选择
为了防止锈蚀,建筑外围护通常采用2%钼316不锈钢;
建筑师不一定了解不锈钢的不同种类,在规格书中只注明“不锈钢”,导致承包商采用最廉价的材料,造成大面积锈蚀。
最后,其对国际钼协会不锈钢选择评分体系等进行了分享。