Duplex 2205 vai 316 nerūsējošais tērauds Kā izvēlēties savam projektam

Pateicoties lieliskajai izturībai pret koroziju,316L nerūsējošais tēraudstiek plaši izmantots ķīmiskajā rūpniecībā. 18-8 tipa austenīta nerūsējošā tērauda atvasinājums 316L ir leģēts ar 2-3% molibdēna piedevu.

2205 dupleksais nerūsējošais tēraudssatur slāpekli, lai uzlabotu tā izturību pret lokālu koroziju. Tā cietā-šķīduma mikrostruktūra sastāv no aptuveni vienāda līdzsvara ferīta un austenīta fāzes-parasti mazākās fāzes saturam ir jābūt vismaz 30%-, tādējādi piešķirot tam ferīta un austenīta nerūsējošā tērauda raksturīgās īpašības. Šajā rakstā šie divi materiāli tiks salīdzināti dažādos aspektos, tostarp to izturība pret koroziju, mehāniskās īpašības un pielietojuma jomas.

Vienmērīga izturība pret koroziju

Pateicoties tā sastāvam, -kas satur 22% hroma, 3% molibdēna un 0,18% slāpekļa-2205, nerūsējošajam tēraudam ir lielākas izturības pret koroziju īpašības nekā 316 nerūsējošajam tēraudam lielākajā daļā materiālu.

Lokalizēta izturība pret koroziju

Īpašās hroma, molibdēna un slāpekļa proporcijas, kas atrodas 2205 nerūsējošajā tēraudā, nodrošina to ar spēcīgu izturību pret punktveida koroziju un plaisu koroziju gan oksidējošos, gan skābos šķīdumos.

Izturība pret koroziju

2205 dupleksā struktūra nodrošina spēcīgu izturību pret hlorīda sprieguma korozijas plaisāšanu (SCC). Turpretim 316 nerūsējošais tērauds ir neaizsargātāks apstākļos, kas saistīti ar karstumu, stresu, skābekli un hlorīdiem, ierobežojot tā uzticamību šādās vidēs.

Korozijas noguruma izturība

Ar savu augsto izturību un izcilo izturību pret koroziju 2205 nerūsējošais tērauds nodrošina izcilu izturību pret korozijas nogurumu. Tas padara to ideāli piemērotu iekārtām, kas pakļautas gan kodīgai videi, gan cikliskai slodzei, pārspējot 316 nerūsējošā tērauda veiktspēju prasīgos lietojumos.

2205 tecēšanas robeža un stiepes izturība ir ievērojami augstāka nekā 316-apmēram divas reizes lielāka nekā 316 nerūsējošajam tēraudam,- padarot to labāk piemērotu augsta-spiediena un augsta spriedzes ekspluatācijas apstākļiem.

2205 Duplex nerūsējošais tērauds

I. Priekšrocības

• Izturība pret koroziju: Cr, Mo un N sinerģiskā iedarbība nodrošina izturību pret koroziju -īpaši pret Cl⁻-, kas ir trīs reizes lielāka nekā SUS316L (ar kritisko punktveida temperatūru, kas ir lielāka par vai vienāda ar 35 grādiem).
• Augsta izturība un vieglums: ja tecēšanas robeža ir lielāka vai vienāda ar 450 MPa, starpsienu biezumu var samazināt par 30%, tādējādi samazinot kuģa degvielas patēriņu.
• SCC izturība: dupleksā mikrostruktūra kavē plaisu izplatīšanos, padarot to piemērotu jūras ūdeni saturošu maisījumu vai augstas -temperatūras naftas un ķīmisko kravu pārvadāšanai.
• Izmaksu{0}}efektivitāte: ir zems niķeļa saturs; ņemot vērā prognozētās niķeļa cenu svārstības 2025. gadā, tas piedāvā zemākas kopējās dzīves cikla izmaksas.

II. Trūkumi

• Apstrādes grūtības: nepieciešama precīza metināšanas siltuma ievades kontrole (ieteicama TIG metināšana ar ER2209 pildvadu); nosliece uz plaisāšanu aukstās apstrādes laikā.
• Zemas-temperatūras ierobežojumi: stingrība samazinās temperatūrā, kas zemāka par -50 grādiem, padarot to nepiemērotu īpaši-zemas temperatūras sašķidrinātās gāzes kravas tvertnēm.
• Sākotnējās izmaksas: tērauda plāksnes vienības cena ir aptuveni par 15% līdz 20% augstāka nekā SUS316L (lai gan ilgtermiņa uzturēšanas izmaksas ir zemākas).

316 austenīta nerūsējošais tērauds

I. Priekšrocības

• Izturība pret koroziju: 316 nerūsējošajam tēraudam ir lieliska izturība pret organiskajām skābēm un sulfīdu vidi (piemēram, H₂S). Tas arī lieliski darbojas daudzās kriogēnās vidēs, tostarp vidēs, kas saistītas ar sašķidrinātu dabasgāzi (SDG).
• Apstrādājamība: tai piemīt augsta elastība, to var viegli apstrādāt un formēt aukstā -veidā, tāpēc tas ir piemērots sarežģītu ģeometriju un stingru līkumu izgatavošanai.
• Kriogēnā veiktspēja: tas saglabā izcilu izturību pat ārkārtīgi zemā-temperatūras vidē-līdz -196 grādiem, padarot to piemērotu kriogēno sašķidrināto ķīmisko vielu transportēšanai.

II. Trūkumi

• Zemākā izturība: tā tecēšanas robeža ir aptuveni 205 MPa; līdz ar to liela-spiediena un lielas-slodzes darbiem ir nepieciešami biezāki šķērsgriezumi.
• Slikta hlorīdu izturība: vidē, kurā ir gan spriegums, gan hlorīda joni, 316 ir jutīgs pret bojājumiem sprieguma korozijas plaisāšanas dēļ -risks, kas kļūst īpaši izteikts temperatūrā virs aptuveni 60 grādiem.
• Augstas-temperatūras ierobežojumi: ilgstoša 400–600 grādu temperatūras iedarbība var izraisīt karbīda nokrišņus, tādējādi apdraudot tā izturību pret koroziju.

Ja projekts saskaras ar tādām problēmām kā jūras ūdens iedarbība, augsta hlorīda jonu koncentrācija, augsts spiediens vai korozijas nogurums,2205 dupleksais nerūsējošais tēraudsir pareizā izvēle. Tās tipiskās pielietojuma jomas ietver:

• Jūras un kuģu būves inženierija: siltummaiņu caurules jūrā esošām naftas platformām, jūras ūdens atsāļošanas iztvaicētāji un augstspiediena cauruļvadi, kravas tvertnes ķīmisko vielu tankkuģiem un jūras jūras ūdens dzesēšanas sistēmas.
• Nafta un gāze: naftas un gāzes ieguves cauruļvadi, kas satur hlorīda sāļus un sērūdeņradi, urbuma iekārtas un augstspiediena tvertnes{0}.
• Ķīmiskā un vides inženierija: reaktori korozīvu vielu, piemēram, etiķskābes un skudrskābes, apstrādei, papīra balināšanas iekārtas un notekūdeņu attīrīšanas sistēmu kritiskās sastāvdaļas.

Ja lietojumprogrammas scenārijs ir jutīgs pret izgatavošanas vieglumu un sākotnējām izmaksām{0}}un kodīga vide ir salīdzinoši viegla-316 nerūsējošais tēraudsir ekonomiskāka un praktiskāka izvēle. Tās tipiskās pielietojuma jomas ietver:

• Medicīnas ierīces un farmaceitiskie izstrādājumi: ķirurģiskie implanti, ķirurģiskie instrumenti, farmaceitiskie reaktori un tīrās telpas cauruļvadi.
• Arhitektūra un ūdens apgāde: aizkaru sienu un margu celtniecība ne-ekstrēmās piekrastes vidēs, kā arī cauruļvadi sadzīves ūdensapgādes sistēmām.
• Vispārīgi rūpnieciski un ķīmiski lietojumi: uzglabāšanas tvertnes vieglu ķīmisko vielu un siltummaiņu apstrādei (vidē ar zemu-hlorīda saturu).

Rezumējot, galvenais apsvērums, izvēloties starp Duplex Stainless Steel 2205 un 316, ir materiāla pielāgošana konkrētajiem ekspluatācijas apstākļiem un projekta prasībām. Ja projekts ir saistīts ar vidi, kam raksturīgs augsts hlorīda līmenis, augsts spiediens vai augsts stress,-un ja prioritāte ir ilgtermiņa stabilitāte, zemas uzturēšanas izmaksas un budžeta pieejamība{5}}Duplex 2205 ir vēlamā izvēle.

Un otrādi, projektiem, kas tiek īstenoti standarta korozīvā vidē,-kur nepieciešama augsta apstrādes precizitāte un sarežģītas ģeometrijas un kur ir ierobežots budžets-Nerūsējošais tērauds 316 ir rentablāks risinājums. Ne Duplex 2205, ne 316 nav absolūta pārākuma pār otru; drīzāk galvenais faktors ir konkrētajam pielietojuma scenārijam vispiemērotākā materiāla izvēle.