Duplex-Edelstahl hat eine zweiphasige Mikrostruktur, in der der Volumenanteil von Ferrit und Austenit etwa 50 % beträgt. Aufgrund ihrer zweiphasigen Mikrostruktur vereinen diese Stähle die besten Eigenschaften von ferritischen und austenitischen Edelstählen. Im Allgemeinen bietet die Ferritphase (kubisch-raumzentriertes Gitter) eine hohe mechanische Festigkeit, gute Zähigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit, während die Austenitphase (kubisch-flächenzentriertes Gitter) eine gute Duktilität bietet.
Aufgrund der Kombination dieser Eigenschaften werden Duplex-Edelstähle häufig in der Petrochemie, der Zellstoff- und Papierindustrie, der Schifffahrt und der Energieerzeugung eingesetzt. Sie sind beständig gegenüber korrosiven Medien, haben eine längere Lebensdauer und funktionieren unter extremeren Umweltbedingungen.
Durch den Einsatz hochfester Materialien können Sie die Dicke und das Gewicht der Teile reduzieren. Superduplex-Edelstahl beispielsweise bietet eine drei- bis viermal höhere Streckgrenze und höhere Beständigkeit gegen Lochkorrosion als Edelstahl 316.
Duplex-Edelstähle werden auf der Grundlage ihres gravimetrischen Chromgehalts (Cr) und ihrer Lochfraß-Resistenzäquivalentzahl (PREN) in drei Güteklassen eingeteilt:
Einer der wichtigsten Aspekte beim Schweißen von DSS, SDSS, HDSS und speziellen rostfreien Legierungen ist die Kontrolle der Schweißparameter.
Die Schweißprozessanforderungen der petrochemischen Industrie legen den für Schweißzusätze erforderlichen Mindest-PREN-Wert fest. Beispielsweise erfordert DSS einen PREN von 35 und SDSS einen PREN von 40. Abbildung 1 zeigt DSS und den dazu passenden Schweißzusatz für GMAW und GTAW. Normalerweise entspricht der Cr-Gehalt des Schweißzusatzes dem des Grundmetalls. Eine zu berücksichtigende Vorgehensweise bei der Verwendung von GTAW für Schweißwurzeln und Heißkanäle ist die Verwendung von Superlegierungszusätzen. Wenn das Schweißgut aufgrund mangelhafter Technik nicht gleichmäßig ist, kann ein überlegierter Schweißzusatz den gewünschten PREN-Wert und andere Werte für die Schweißprobe erzielen.
Um dies zu veranschaulichen, empfehlen einige Hersteller die Verwendung von SDSS-Fülldraht (25 % Cr) für DSS-basierte Legierungen (22 % Cr) und HDSS-Fülldraht (27 % Cr) für SDSS-basierte Legierungen (25 % Cr). Für HDSS-basierte Legierungen können Sie auch HDSS-Fülldraht verwenden. Dieser austenitisch-ferritische Duplex-Edelstahl besteht aus etwa 65 % Ferrit, 27 % Chrom, 6,5 % Nickel, 5 % Molybdän und gilt als kohlenstoffarm (weniger als 0,015 %).
Im Vergleich zu SDSS weist die HDSS-Packung eine höhere Streckgrenze und eine bessere Beständigkeit gegen Loch- und Spaltkorrosion auf. Sie weist außerdem eine höhere Beständigkeit gegen wasserstoffinduzierte Spannungsrisse und eine höhere Beständigkeit gegenüber stark sauren Umgebungen als SDSS auf. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit sind bei der Rohrproduktion geringere Wartungskosten erforderlich, da für Schweißmetall mit entsprechender Festigkeit keine Finite-Elemente-Analyse erforderlich ist und die Abnahmekriterien weniger konservativ sein können.
Angesichts der großen Bandbreite an Grundmaterialien, mechanischen Anforderungen und Betriebsbedingungen sollten Sie vor Beginn Ihres nächsten Projekts die Beratung durch einen DSS-Anwendungs- und Füllmetallspezialisten in Betracht ziehen.
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