Strona 3 z 8

Dostawcy kołnierzy do rur ze stali nierdzewnej typu duplex polecają ten gatunek stali nierdzewnej do wielu zastosowań, ponieważ zakres gatunków stali nierdzewnej jest podobny do zakresu odporności na korozję gatunków austenitycznej stali nierdzewnej, tj. od typu 304 lub 316 do 6% stali molibdenowej.

Ponieważ nikiel jest materiałem towarowym, koszt stosowania stopów silnie stopowych przy użyciu stopów jest zwykle bardzo wysoki. Pomimo niskiej zawartości niklu, kołnierze Duplex 2205 wykazują kilka ważnych właściwości ze względu na wysoką zawartość molibdenu i chromu.

Dwufazowe stalowe kołnierze z podwyższoną powierzchnią czołową, spawane doczołowo, zapewniają doskonałą i stałą obrabialność, co pozwala na zwiększenie prędkości skrawania, zmniejszenie zużycia narzędzi i skrócenie czasu przezbrajania.

Znacząco zwiększa również wytrzymałość jako najskuteczniejszy element wzmacniający roztwór stały. Azot jest silnym czynnikiem tworzącym austenit, a dodatek azotu znacznie poprawia wytrzymałość stali dwufazowych. Opóźnia również tworzenie się związków międzymetalicznych na tyle, aby umożliwić przetwarzanie i wytwarzanie stali dwufazowych. Nikiel jest stabilizatorem austenitycznym, który sprzyja tworzeniu się austenitycznej struktury FCC, która przyczynia się do zwiększenia wytrzymałości stali dwufazowych.

W przypadku kołnierzy ze stali nierdzewnej typu duplex, wyżarzanie rozpuszczające w odpowiedniej temperaturze, a następnie natychmiastowe hartowanie w wodzie może osiągnąć najlepszą równowagę faz metalurgicznych austenit-ferryt. Ważne jest, aby czas pomiędzy opuszczeniem pieca a wygaśnięciem wody był jak najkrótszy. Ma to na celu zminimalizowanie strat ciepła z kołnierza, które mogą prowadzić do wytrącania się szkodliwych faz przed ochłodzeniem w wodzie do temperatury pokojowej.

W porównaniu do odpowiednich stali austenitycznych są one bardziej podatne na wytrącanie faz sigma, azotków i węglików, co prowadzi do kruchości i zmniejszonej odporności na korozję. Kołnierze rurowe ze stali duplex to ultrastal odpowiednia do stosowania w warunkach silnie korozyjnych, gdzie wymagana jest bardzo wysoka wytrzymałość mechaniczna.

Tworzenie się faz międzymetalicznych, takich jak faza sigma, w kołnierzach kołnierzy ze stali duplex zachodzi w zakresie temperatur 600°C – 1000°C, a rozkład ferrytu zachodzi w zakresie temperatur 350°C – 500°C (kruchość 475°C).

Kołnierze ze stali nierdzewnej typu duplex są szeroko stosowane w morskim przemyśle naftowym i gazowym, gdzie są narażone na działanie mediów korozyjnych. W przemyśle naftowo-gazowym, gdzie media są szybko transportowane kanałami, zastosowane komponenty mogą ulec zużyciu.

Kołnierze ze spoiną doczołową UNS S32205 ze stali dupleksowej ASME SA182 nadają się do urządzeń do wytwarzania wody morskiej i wytwarzania energii, ponieważ ich gładkie powierzchnie wytrzymują temperatury do 600¡ãF, a jednocześnie mają doskonałe właściwości przepływu.

Pomagają modyfikować, a nawet czyścić te systemy procesowe. Odporność na korozję i właściwości rozciągające kołnierzy ślizgowych ze stali duplex są zwiększone w porównaniu z większością kołnierzy ze stali nierdzewnej.

Podobnie jak w przypadku wszystkich gatunków stali nierdzewnej, odporność na korozję metalu lub stopu zależy przede wszystkim od składu metalu, w tym przypadku stali nierdzewnej. Dla odporności na wżery chlorkowe i korozję szczelinową za najważniejszą uważa się zawartość takich pierwiastków jak chrom, molibden i azot.

Oznacza to, że swoją doskonałą ciągliwość i odporność na korozję wywodzi się z austenitu w stopie, a kołnierz Werkstoff nr 1.4462 BLRF ma wyższą wytrzymałość i twardość, z których oba są częścią ferrytyczną.

Większość urządzeń przetwórczych wykorzystuje Duplex 2205. Używany również w przemysłowych jednostkach magazynujących i transportowych. Duplex 2205 wykorzystuje się również w komorach fermentacyjnych celulozy i papieru, zbiornikach cieczy i maszynach papierniczych. Jest on idealny do stosowania w środowiskach morskich.

Ponieważ stale nierdzewne typu duplex mają niższą zawartość niklu i molibdenu niż austenityczne stale nierdzewne, mają one zazwyczaj podobną odporność na korozję. Niższa zawartość stopu stali nierdzewnej duplex oznacza niższe koszty. Jest to prawdą, zwłaszcza gdy dopłaty do stopów są wysokie. Ponadto, ze względu na wyższą granicę plastyczności stali nierdzewnych duplex w porównaniu ze stalami nierdzewnymi austenitycznymi, często możliwe jest zmniejszenie grubości ich przekroju. Ta kombinacja może znacząco obniżyć koszt i wagę kołnierzy rurowych typu duplex klasy 150 w porównaniu z komponentami ze stali austenitycznej.

Drugorzędnym zadaniem kołnierzy ze stali dupleks jest ułatwienie pracownikom uzyskującym dostęp do tych systemów ich czyszczenia, kontroli lub modyfikacji. Ogólnie rzecz biorąc, kołnierze ze stali nierdzewnej typu duplex można znaleźć w następujących gałęziach przemysłu, a mianowicie w zakładach chemicznych, chemikaliowcach, elektrowniach cieplnych, zakładach odsalania, pompach wody morskiej, instalacjach odsiarczania gazów spalinowych, zakładach budowlanych oraz celulozowniach i papierniach. W tych gałęziach przemysłu do przesyłu mediów wykorzystywane są systemy rurociągów, co często powoduje powstanie pewnego rodzaju ciśnienia na konwencjonalnych kołnierzach.

Stale nierdzewne typu duplex mają mieszaną strukturę ferrytu sześciennego centrowanego w korpusie (BCC) i austenitu sześciennego centrowanego czołowo (FCC). Dokładna ilość każdej fazy jest funkcją składu i obróbki cieplnej lub historii termicznej. Jednakże ogólnie uważa się, że większość stali nierdzewnych typu duplex zawiera mniej więcej równe ilości (ułamki objętościowe) ferrytu i austenitu.

Połączenie chromu, molibdenu i azotu daje 2205 dobrą odporność na wżery chlorkowe i korozję szczelinową. Ta odporność jest niezwykle ważna w przypadku takich zastosowań, jak środowiska morskie, woda słonawa, operacje wybielania, systemy wodne z zamkniętym obiegiem i niektóre zastosowania w przetwórstwie żywności.

Stale duplex zostały wprowadzone na rynek w celu rozwiązania problemów związanych z pękaniem korozyjnym pod wpływem naprężeń, powodowanym przez roztwory chloru. Skład chemiczny materiału kołnierzy typu duplex sprawia również, że kołnierze są mniej podatne na korozję wżerową wywołaną chlorem. Stopy te są tańsze niż stale na bazie niklu.

Jako stal średniostopowa, kołnierze z podwójną, zaślepioną powierzchnią czołową zapewniają doskonałą odporność na korozję i dwukrotnie większą wytrzymałość mechaniczną w większości mediów w porównaniu ze standardową austenityczną stalą nierdzewną ASTM 316L.

Zawartość chromu waha się w granicach 20-28%, dlatego też kołnierze ślepe UNS S31803\/S32205 poddawane są zjawisku zwanemu pasywacją. W tym zjawisku samonaprawiająca się ochronna, pasywująca warstwa tlenku otacza kołnierz, czyniąc go odpornym na utlenianie.

Kołnierze z przesuwną, podwyższoną powierzchnią czołową ze stali duplex charakteryzują się wysoką odpornością na korozję w mediach zawierających chlorki, w tym w wodzie morskiej, co czyni ten gatunek idealnym do głębokowodnych przewodów pępowinowych oraz szeregu innych zastosowań w przemyśle naftowym i gazowym.

W przypadku standardowych gatunków stali nierdzewnej austenitycznej (takich jak 304 i 316) SCC może stanowić problem w środowiskach o dużej wilgotności i wysokich temperaturach lub w obecności niektórych substancji chemicznych, takich jak chlorki. Dlatego dostawcy kołnierzy zaślepiających typu duplex często dostarczają je do branż takich jak przemysł naftowy i przemysłowy, gazowy, petrochemiczny i morski.

Duplex 2205 to stal nierdzewna typu duplex wzmocniona azotem, zaprojektowana w celu rozwiązywania typowych problemów korozyjnych spotykanych w przypadku stali nierdzewnych serii 300. „Duplex” opisuje rodzinę stali nierdzewnych, które nie są ani w pełni austenityczne (np. stal nierdzewna 304), ani czysto ferrytyczne (np. stal nierdzewna 430).

Zaletą struktury dwufazowej jest to, że łączy w sobie zalety stopów ferrytycznych (odporność na pękanie korozyjne naprężeniowe i wysoka wytrzymałość) z zaletami stopów austenitycznych (łatwość wytwarzania i odporność na korozję). Temperatura pracy stali nierdzewnej duplex 2205 powinna być ograniczona do poniżej 600°F. Długotrwała ekspozycja na wysokie temperatury może spowodować, że stal nierdzewna 2205 stanie się krucha.

W wielu zastosowaniach, w których stal nierdzewna serii 300 jest podatna na pękanie korozyjne pod wpływem chlorków, opłacalna jest stal nierdzewna 2205 duplex. Pękanie korozyjne naprężeniowe występuje, gdy stal nierdzewna jest poddawana naprężeniom rozciągającym w kontakcie z roztworami zawierającymi chlorki. Podwyższone temperatury zwiększają również podatność stali nierdzewnej na pękanie korozyjne naprężeniowe.

Struktura stali nierdzewnej duplex 2205 składa się z basenu austenitu otoczonego ciągłą fazą ferrytową. W stanie wyżarzonym 2205 zawiera około 40-50% ferrytu. Gatunek 2205 jest często określany jako gatunek „konia pociągowego” i jest najczęściej stosowanym gatunkiem w rodzinie stali nierdzewnej typu duplex.

W porównaniu do austenitycznych stali nierdzewnych, stale nierdzewne duplex mają wyższą granicę plastyczności i rozciągania oraz znacznie lepszą odporność na chlorkowe SCC (pękanie korozyjne naprężeniowe). Wykazują również wyższą wytrzymałość niż ferrytyczne stale nierdzewne.

Gatunki stali nierdzewnej typu duplex nazywane są duplex, ponieważ te gatunki równoważne z kołnierzem duplex mają mikrostrukturę dwufazową. Ta dwufazowa mikrostruktura składa się z ziaren ferrytycznych i austenitycznych przypominających stal nierdzewną. Jak sama nazwa wskazuje, konstrukcja duplex nadaje temu materiałowi kołnierza z gniazdem spawanym ze stali nierdzewnej duplex szereg atrakcyjnych właściwości.

Wytrzymałość na wysoką temperaturę kołnierzy ślizgowych ze stali dwufazowej jest podobna do wytrzymałości stopu gatunku 430 w zakresie temperatur od 950 do 1150°C. Jednakże wytrzymałość na rozciąganie tych kołnierzy gwałtownie wzrasta poniżej 900°C.

Wysoka zawartość chromu, molibdenu i azotu w 2205 zapewnia lepszą odporność na korozję niż zwykłe stale nierdzewne, takie jak 316L i 317L, w większości środowisk. Ten egzotyczny stop wykorzystywany jest w poszukiwaniach ropy i gazu, a także w przemyśle przetwórstwa chemicznego.