L'acier inoxydable duplex présente une microstructure biphasée dans laquelle la fraction volumique de ferrite et d'austénite est d'environ 50 %. En raison de leur microstructure biphasée, ces aciers combinent les meilleures propriétés des aciers inoxydables ferritiques et austénitiques. En général, la phase ferrite (réseau cubique centré sur le corps) offre une résistance mécanique élevée, une bonne ténacité et une bonne résistance à la corrosion, tandis que la phase austénite (réseau cubique centré sur les faces) offre une bonne ductilité.
La combinaison de ces propriétés est la raison pour laquelle les aciers inoxydables duplex sont largement utilisés dans les industries pétrochimiques, papetières, marines et de production d'énergie. Ils peuvent résister aux milieux corrosifs, prolonger la durée de service et fonctionner dans des conditions environnementales plus extrêmes.
Les matériaux à haute résistance vous permettent de réduire l'épaisseur et le poids des pièces. Par exemple, l'acier inoxydable super duplex peut offrir une limite d'élasticité trois à quatre fois supérieure et une résistance à la corrosion par piqûres supérieure à celle de l'acier inoxydable 316.
Les aciers inoxydables duplex sont classés en trois nuances en fonction de la teneur en chrome gravimétrique (Cr) et de l'indice d'équivalence de résistance aux piqûres (PREN) :
L’un des aspects clés du soudage des aciers inoxydables DSS, SDSS, HDSS et alliages spéciaux est le contrôle des paramètres de soudage.
Les exigences du processus de soudage de l'industrie pétrochimique déterminent la valeur PREN minimale requise pour les métaux d'apport. Par exemple, DSS nécessite un PREN de 35 et SDSS nécessite un PREN de 40. La figure 1 montre DSS et son métal d'apport correspondant pour GMAW et GTAW. En règle générale, la teneur en Cr du métal d'apport correspondra à celle du métal de base. Une pratique à prendre en compte lors de l'utilisation de GTAW pour les racines et les canaux chauds est l'utilisation de métaux d'apport en superalliage. Si le métal de soudure n'est pas uniforme en raison d'une mauvaise technique, un métal d'apport surallié peut fournir le PREN souhaité et d'autres valeurs pour l'échantillon soudé.
À titre d'exemple pour démontrer cela, certains fabricants recommandent d'utiliser du fil d'apport SDSS (25 % Cr) pour les alliages à base de DSS (22 % Cr) et du fil d'apport HDSS (27 % Cr) dans les alliages à base de SDSS (25 % Cr). Pour les alliages à base de HDSS, vous pouvez également utiliser du fil d'apport HDSS. Cet acier inoxydable duplex austéno-ferritique contient environ 65 % de ferrite, 27 % de chrome, 6,5 % de nickel, 5 % de molybdène et est considéré comme ayant une faible teneur en carbone de moins de 0,015 %.
Comparé au SDSS, le garnissage HDSS présente une limite d'élasticité plus élevée et une meilleure résistance à la corrosion par piqûres et par crevasses. Il présente également une résistance plus élevée à la fissuration sous contrainte induite par l'hydrogène et une résistance plus élevée aux environnements fortement acides que le SDSS. Sa résistance élevée signifie des taux de maintenance inférieurs pendant la production de tuyaux, car l'analyse par éléments finis n'est pas requise pour le métal de soudure de résistance correspondante, et les critères d'acceptation peuvent être moins conservateurs.
Compte tenu de la large gamme de matériaux de base, d’exigences mécaniques et de conditions de service, veuillez envisager de consulter un spécialiste des applications DSS et des métaux d’apport avant de vous lancer dans votre prochain projet.
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