Επισκόπηση του Duplex ανοξείδωτου χάλυβα
Ο ανοξείδωτος χάλυβας σούπερ διπλής όψης διαφοροποιείται από τις τυπικές ποιότητες διπλής όψης λόγω των σημαντικά βελτιωμένων ανθεκτικών στη διάβρωση ιδιοτήτων του. Είναι ένα υλικό υψηλής κραματοποίησης με υψηλές συγκεντρώσεις αντιδιαβρωτικών στοιχείων όπως το χρώμιο (Cr) και το μολυβδαίνιο (Mo). Το πρωτεύον super duplex ποιότητας από ανοξείδωτο χάλυβα, S32750, περιλαμβάνει έως και 28,0% χρώμιο, 3,5% μολυβδαίνιο και 8,0% νικέλιο (Ni). Αυτά τα συστατικά προσδίδουν εξαιρετική αντοχή σε διαβρωτικούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των οξέων, των χλωριδίων και των καυστικών διαλυμάτων.
Γενικά, οι super duplex ανοξείδωτοι χάλυβες βασίζονται στα καθιερωμένα πλεονεκτήματα των ποιοτήτων διπλής όψης με ενισχυμένη χημική σταθερότητα. Αυτό το καθιστά ιδανικό βαθμό για την κατασκευή κρίσιμων εξαρτημάτων στον πετροχημικό τομέα, όπως εναλλάκτες θερμότητας, λέβητες και εξοπλισμός δοχείων πίεσης.
Μηχανικές ιδιότητες από ανοξείδωτο χάλυβα διπλής όψης
Βαθμοί | Θερμική επεξεργασία ASTM A789 Grade S32520 | Θερμική επεξεργασία ASTM A790 Grade S31803 | Θερμική επεξεργασία ASTM A790 Grade S32304 | Θερμική επεξεργασία ASTM A815 Grade S32550 | Θερμική επεξεργασία ASTM A815 Grade S32205 |
Μέτρο ελαστικότητας | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Επιμήκυνση | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20 % |
Αντοχή εφελκυσμού | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
Σκληρότητα Brinell | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Ισχύς απόδοσης | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Συντελεστής θερμικής διαστολής | 1Ε-5 1/Κ | 1Ε-5 1/Κ | 1Ε-5 1/Κ | 1Ε-5 1/Κ | 1Ε-5 1/Κ |
Ειδική Θερμοχωρητικότητα | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) |
Θερμική αγωγιμότητα | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) |
Ταξινόμηση διπλού ανοξείδωτου χάλυβα
l Ο πρώτος τύπος είναι τύπου χαμηλού κράματος, με αντιπροσωπευτική ποιότητα UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N). Ο χάλυβας δεν περιέχει μολυβδαίνιο και η τιμή PREN είναι 24-25. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί για AISI304 ή 316 σε αντοχή στη διάβρωση των καταπονήσεων.
l Ο δεύτερος τύπος ανήκει στον τύπο μεσαίου κράματος, η αντιπροσωπευτική μάρκα είναι UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N), η τιμή PREN είναι 32-33 και η αντοχή του στη διάβρωση είναι μεταξύ AISI 316L και 6% Mo+N ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα.
l Ο τρίτος τύπος είναι τύπου υψηλού κράματος, ο οποίος περιέχει γενικά 25% Cr, μολυβδαίνιο και άζωτο, και μερικά περιέχουν επίσης χαλκό και βολφράμιο. Η τυπική ποιότητα UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), η τιμή PREN είναι 38-39 και η αντίσταση στη διάβρωση αυτού του τύπου χάλυβα είναι υψηλότερη από αυτή του ανοξείδωτου διπλού χάλυβα 22% Cr.
l Ο τέταρτος τύπος είναι super duplex ανοξείδωτος χάλυβας, ο οποίος περιέχει υψηλό μολυβδαίνιο και άζωτο. Η τυπική ποιότητα είναι UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N) και μερικά περιέχουν επίσης βολφράμιο και χαλκό. Η τιμή PREN είναι μεγαλύτερη από 40, η οποία μπορεί να εφαρμοστεί σε σκληρές μεσαίες συνθήκες. Έχει καλή αντοχή στη διάβρωση και μηχανικές περιεκτικές ιδιότητες, οι οποίες μπορούν να συγκριθούν με τον σούπερ ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα.
Οφέλη από ανοξείδωτο χάλυβα Duplex
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το Duplex συνήθως αποδίδει καλύτερα από μεμονωμένους τύπους χάλυβα που βρίσκονται στη μικροδομή του. Καλύτερα, ο συνδυασμός θετικών χαρακτηριστικών που προέρχονται από στοιχεία ωστενίτη και φερρίτη παρέχει μια καλύτερη συνολική λύση για μεγάλο αριθμό διαφορετικών καταστάσεων παραγωγής.
l Αντιδιαβρωτικές ιδιότητες – Η επίδραση του μολυβδαινίου, του χρωμίου και του αζώτου στην αντοχή στη διάβρωση των κραμάτων Duplex είναι τεράστια. Πολλά κράματα διπλής όψης μπορούν να ταιριάζουν και να υπερβαίνουν τις αντιδιαβρωτικές επιδόσεις των δημοφιλών ωστενιτικών ποιοτήτων συμπεριλαμβανομένων των 304 και 316. Είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά κατά της διάβρωσης με ρωγμές και κοιλότητες.
l Ρηγμάτωση λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης – Το SSC προκύπτει ως αποτέλεσμα αρκετών ατμοσφαιρικών παραγόντων – η θερμοκρασία και η υγρασία είναι οι πιο εμφανείς. Η τάση εφελκυσμού απλώς προσθέτει στο πρόβλημα. Οι κανονικές ωστενιτικές ποιότητες είναι πολύ ευαίσθητες σε ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης – ο διπλός ανοξείδωτος χάλυβας δεν είναι.
l Ανθεκτικότητα – Το Duplex είναι πιο σκληρό από τους φερριτικούς χάλυβες – ακόμη και σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, ενώ στην πραγματικότητα δεν ταιριάζει με την απόδοση των ωστενιτικών ποιοτήτων σε αυτήν την πτυχή.
l Αντοχή – Τα κράματα διπλής όψης μπορούν να είναι έως και 2 φορές ισχυρότερα από τις ωστενιτικές και φερριτικές δομές. Υψηλότερη αντοχή σημαίνει ότι το μέταλλο παραμένει σταθερό ακόμη και με μειωμένο πάχος, το οποίο είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τη μείωση των επιπέδων βάρους.