201不锈钢能用在游乐设施上吗?
201不锈钢能用在游乐设施上吗?
游乐设施的安全性一直是人们关注的焦点。在众多游乐设施中,安全压杠、安全挡杆和座椅等与人体接触的部件,其材质选择尤为重要。近年来,201不锈钢因其成本优势在游乐设施中得到广泛应用,但其安全性却引发了广泛争议。本文将从多个维度分析201不锈钢在游乐设施中的应用问题,并提出相关建议。
1. 201不锈钢历史
201系列不锈钢是在二战时期,201不锈钢丝的代用品在美国首先开发成功的。当时,由于战争的原因,作为战略物资的镍被各有关国家严格控制,美国的镍供应量严重不足。为了解决在镍供应量严重不足的情况下,不锈钢的生产和供应问题,美国开发出了这种以锰代镍的奥氏体不锈钢新钢种系列。
二战结束后,美国镍的供应状况逐步改善,因此,304不锈钢丝的生产不再受原料紧张的制约,几位当初参与开发201系列不锈钢的印度人,回到印度后,从印度是一个锰资源相对丰富、镍资源缺乏的国情出发,将在美国开发的201系列钢种的不锈钢品种带回印度,造成了在美国开发、在印度结果的历史现象。
2. 201不锈钢材质
奥氏体不锈钢按其化学成分又分为铬镍系(美国为300系)奥氏体不锈钢和铬锰系(美国为200系)奥氏体不锈钢两个系列。
奥氏体不锈钢(18%25%)Cr/(8%20%)Ni不锈钢,基本组织为奥氏体,无磁、不能热处理。牌号为300系列,钢号为304,为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,必须含有18%以上的铬,8%以上的镍含量,因此也常称为18-8钢。304不锈钢的GB牌号为0Cr18Ni9,06Cr19Ni10就是旧标准中的0Cr18Ni9不锈钢。
相比之下,201不锈钢虽然在成本上更具优势,但由于其镍含量较低。201不锈钢含有15%的铬和5%的镍,通常只有4%左右,因此其防腐蚀能力相对较弱。镍是一种贵金属,它不仅能提高不锈钢的整体强度,还能增强其抗氧化性能。201不锈钢中镍的减少被更多的锰所替代,在潮湿或含盐环境中,201不锈钢的耐腐蚀性就显得不足。在这些条件下,201不锈钢的腐蚀速度比 304 不锈钢快大约 10-100 倍。
201的国家标准牌号是:旧牌号1Cr17Mn6Ni5N,新牌号: 12Cr17Mn6Ni5N 201C在201的基础上继续减少镍的含量,增加锰的含量。
3. 成本比较
2001年开始,由国外某厂生产的钢号为J1、J4的200系不锈钢进入中国市场。由于近几年镍价居高不下,导致300系不锈钢价格过高,价格相对便宜的200系不锈钢产量大幅增加。
304报价在13100元左右,201基价在6850左右。虽然价格会有所浮动,但这巨大的价格差异,使得不少游乐设备制造企业采用201不锈钢来做游乐设施的零部件。
但价格因素不是主要原因,国内的游乐设施,安全压杠、安全挡杆和座椅(如摇头飞椅),经常会采用不锈钢,但这些部件占总体重量很小,采用201不锈钢省下不了几个钱,估计能省个几百元吧,相比于一台几十万的设备,是九牛一毛,为什么国内的设备还会前赴后继、勇往直前、不计后果的才用呢?
问题的关键还是知识和技术,缺乏机械、材料、力学的基础知识,国内某台设备采用了错误的材料,然后一传十、十传百,一哄而上,制造单位的技术人员缺乏“明辨是非”的能力,不管“答案”正确与否,一字不差的抄袭,导致国内的游乐设备大量采用201不锈钢。
4. 国内现状
J1、J4的200系不锈钢与300系不锈钢产品同样具有无磁特性,很容易与300系不锈钢混淆,为牟取暴利,国内一些地方也趁机纷纷仿效生产质量更为低劣的类似于200系不锈钢的"地条钢"产品,占到我国不锈钢市场表观消费的近四分之一左右。
最近,国家钢铁研究总院对在市场上采样结果显示,在国内市场上销售的名称为"201"的产品,成份都不符合国家或国际201的标准,国家和国际标准对200系不锈钢的Cr含量规定为16%18%,但这些产品Cr含量都不到15%;镍含量在国家和国际标准中规定为3.5%5.5%,这类产品的镍含量都不到1%。
因此,不锈钢业界称其为假冒伪劣200系,在国内大行其道,也有不少会流到游乐设施行业。
5. 201不锈钢的缺点
201不锈钢其耐腐蚀性能不如304不锈钢,其耐腐蚀性能相比于304不锈钢逊色不少。
另外,金属锰是人体必需的微量元素,但过量摄入锰会伤身,尤其是会伤害神经系统。201不锈钢镍含量低,且含有较高的锰,在长期皮肤时,有可能会释放少量有害物质,影响人体健康。
作为一种二战替代钢材,201不锈钢的应用范围受到限制,在食品、化工行业,201不锈钢禁止使用,而游乐设施行业,至今未出现类似的法规标准。而不少游乐设施面向的儿童和少年,长期接触腐蚀后的201不锈钢对人体是有害的。
6. 结论
201不锈钢在游乐设施结构件中的应用应该受到限制,不仅仅是其腐蚀后安全性能降低的风险,甚至说腐蚀后强度削弱、安全可靠性降低的风险可以忽略。但作为安全压杠(或安全挡杆)使用时,由于乘客需要双手紧握挡杆,乘客手汗中含有较高的氯离子等,201不锈钢与手汗接触容易被腐蚀。腐蚀后201不锈钢中对人体有害的元素锰、磷等,长期接触对人体健康会造成危害。
201不锈钢本身是没毒的,不过201不锈钢容易生锈,锈了之后就对身体有害。游乐设施上不推荐采用201不锈钢,特别是安全压杠、安全挡杆、乘客座椅等人体直接接触的部位,国家应该出台法规标准等,禁止采用201不锈钢。
游乐设施上经常与人体接触的结构件,如果采用不锈钢,推荐采用304不锈钢。
讨论:
当前,国内不少游乐设施的安全压杠和安全挡杆,采用的材质是201不锈钢,这些游乐设施,多安放在室外环境,容易腐蚀且对人体有害,游乐行业该如何应对市场上存在的该类产品?
现在连垃圾桶都用304不锈钢了,我们国家的游乐设施安全压杠和安全挡杆,还有不少采用201不锈钢,原因不是价格贵,制造单位也不会去省这点钱。
那根本原因是什么呢?留给大家去讨论。