Wat duplex roestvrij staal is
Duplex roestvrij staal heeft een tweefasige microstructuur met ongeveer gelijke hoeveelheden ferriet en austeniet. De bekendste kwaliteit is UNS S32205, gedekt door ASTM A240 voor plaat en plaat, ASTM A790 voor naadloze en gelaste buizen en EN 1.4462 in het Europese aanduidingssysteem, terwijl S31803 en de superduplexkwaliteit S32750 lagere en hogere legeringstaken dekken. De tweefasenstructuur levert een vloeigrens die grofweg het dubbele is van die van de standaard austenitische kwaliteiten, gecombineerd met een aanzienlijk betere weerstand tegen putcorrosie door chloride, spleetcorrosie en scheuren door chloridespanningscorrosie.
Eigendomsgegevens
| Eigendom | UNS-S32205 (2205) |
|---|---|
| Minimale vloeigrens | 450 MPa |
| Minimale treksterkte | 620 MPa |
| Equivalent aantal putweerstand | 34 of hoger |
| Typisch ferrietgehalte | 40 tot 60 procent in gegloeide toestand |
| Bedrijfstemperatuurbereik | Tot ongeveer 300 graden C, waarboven het risico op verbrossing toeneemt |
Het hoge chroom-, molybdeen- en stikstofgehalte verhoogt het putweerstandsgetal tot 34 of meer voor S32205, waardoor het materiaal chloridehoudende omgevingen kan overleven die putcorrosie veroorzaken in type 316 roestvrij staal. Mechanische eigenschappen worden ontwikkeld door oplossingsgloeien gevolgd door snelle afkoeling, en elke las- of warmvervormingsbewerking moet worden gevolgd door een correcte thermische cyclus om de fasebalans te herstellen.
Drukvaten en procesapparatuur
De vervaardiging van drukvaten is een belangrijke toepassing. Duplexplaten en koppen worden gebruikt voor reactoren, afscheiders, kolommen en opslagvaten in de chemische, petrochemische en kunstmestindustrie, omdat de kwaliteit bestand is tegen zowel algemene corrosie als spanningscorrosie door chloride, terwijl de hogere sterkte een dunnere wand mogelijk maakt dan een austenitisch alternatief. De gelaste fabricage is eenvoudig met bijpassende verbruiksartikelen, en het voltooide vat wordt normaal gesproken getest op ferrietgehalte en, waar nodig, op interkristallijne corrosieweerstand.
Kustarchitectuur en vliesgevels
In kuststeden corrodeert de met zout beladen atmosfeer beugels, ankers en gevelonderdelen van roestvrij staal type 304 of 316, wat zich manifesteert als oppervlakteroestvlekken en, na verloop van tijd, als een veiligheidsrisico voor het bevestigingssysteem. Duplex roestvrijstalen componenten lossen dit probleem bij de bron op: het materiaal houdt een passief oppervlak onder chloride-afzetting, biedt de sterkte die nodig is voor slanke structurele bevestigingen en behoudt een strak uiterlijk zonder frequente reiniging en her-behandeling.
Ontzilting van zeewater en waterbehandeling
Meertraps flash- en omgekeerde osmose-ontziltingsinstallaties verwerken heet, belucht zeewater met een hoog chloridegehalte, wat een van de meest veeleisende omgevingen is voor metalen materialen. Duplex roestvrij staal wordt gebruikt voor hogedruk-leidingen voor omgekeerde osmose, pekelleidingen, pompen en onderdelen van warmtewisselaars. De vraag naar deze kwaliteit groeit naarmate de fabriekscapaciteit toeneemt, omdat een grotere dagelijkse zeewaterdoorvoer een groter bevochtigd oppervlak en een langere ontwerplevensduur betekent.
Bruggen, versterking en maritieme constructies
Voor zeebruggen kan het chlorideniveau in de spat- en sproeizone ongeveer 20.000 ppm bereiken, en toegang tot de offshore maakt het onderhoud extreem duur. Duplex roestvrijstalen wapeningsstaaf, geleverd volgens de relevante roestvrijstalen staafspecificatie, biedt een hoge sterkte, goede taaiheid en betrouwbare corrosieweerstand, en is gemakkelijk voor te bereiden en te bevestigen op een eilandlocatie. Dezelfde redenering geldt voor steigerpalen, zinktunnelbevestigingen, kustleuningen en offshore platformcomponenten.
Selectie- en fabricagepunten
Bevestig het chlorideniveau, de temperatuur en het zuurstofgehalte van de omgeving voordat u kiest tussen standaard- en superduplexkwaliteiten.
Gebruik geschikt duplex-vulmetaal voor het lassen, controleer de warmte-inbreng en de interpass-temperatuur en vermijd overmatige verdunning van het moedermetaal.
Pas geen warmtebehandeling na het lassen toe op duplexstaal; de fasebalans wordt bepaald door de thermische lascyclus en door het legeringsgehalte.
Controleer het ferrietgehalte in de laskap en -wortel, en bevestig dat de chroom- en stikstofbalans van het vulmiddel geschikt is voor de verbinding.
Reinig en beits of passiveer gelaste en door hitte aangetaste oppervlakken, waarbij ijzerverontreiniging wordt verwijderd zodat de passieve film zich kan hervormen.
Respecteer de bovenste gebruikstemperatuurlimiet van elke kwaliteit, omdat blootstelling daarboven de vorming van sigmafasen en verlies aan taaiheid bevordert.
Veelgestelde vragen
Vraag: Waar wordt duplex roestvrij staal voor gebruikt?
De belangrijkste toepassingen zijn drukvaten en procesapparatuur, gevels en bevestigingen van kustgebouwen, ontzilting van zeewater en waterzuiveringsinstallaties, versterking van zeebruggen en algemene maritieme constructies.
Vraag: Hoe sterk is duplex vergeleken met roestvrij staal type 316?
De minimale vloeigrens van UNS S32205 is 450 MPa tegen ongeveer 205 MPa voor type 316, dus duplex is ongeveer twee keer zo sterk en kan vaak in een dunner gedeelte worden gebruikt.
Vraag: Kan duplex roestvrij staal worden gelast?
Ja, met bijpassend duplex-vulmetaal, gecontroleerde warmte-inbreng en interpass-temperatuur, en zonder warmtebehandeling na het lassen. De voltooide las wordt normaal gesproken gecontroleerd op ferrietgehalte.
Vraag: Waarom heeft duplex de voorkeur voor zeewaterservice?
Omdat de putweerstand van 34 of meer een sterke weerstand biedt tegen putcorrosie door chloride, spleetaantasting en scheuren door chloridespanningscorrosie, wat de faalwijzen zijn van austenitische kwaliteiten in zeewater.
Vraag: Is duplex roestvrij staal magnetisch?
Het is in beperkte mate magnetisch vanwege het ferrietgehalte van ongeveer 40 tot 60 procent, wat voldoende is om magnetisch optillen mogelijk te maken, maar veel minder dan volledig ferritisch of koolstofstaal.
Vraag: Welke temperatuurlimiet is van toepassing op duplexbuizen?
Standaard duplexkwaliteiten zijn normaal gesproken beperkt tot ongeveer 300 graden C tijdens gebruik, omdat hogere temperaturen de vorming van brosmakende intermetallische fasen zoals de sigmafase versnellen.
