L'acciaio inossidabile duplex ha una microstruttura bifase in cui la frazione volumetrica di ferrite e austenite è di circa il 50%. Grazie alla loro microstruttura bifase, questi acciai combinano le migliori proprietà degli acciai inossidabili ferritici e austenitici. In generale, la fase ferritica (reticolo cubico a corpo centrato) fornisce elevata resistenza meccanica, buona tenacità e buona resistenza alla corrosione, mentre la fase austenite (reticolo cubico a facce centrate) fornisce buona duttilità.
La combinazione di queste proprietà è il motivo per cui gli acciai inossidabili duplex sono ampiamente utilizzati nei settori petrolchimico, della carta e della cellulosa, marittimo e della produzione di energia. Possono resistere a fluidi corrosivi, prolungare la durata di servizio e funzionare in condizioni ambientali più estreme.
I materiali ad alta resistenza consentono di ridurre lo spessore e il peso dei componenti. Ad esempio, l'acciaio inossidabile super duplex può offrire un limite di snervamento da tre a quattro volte superiore e una maggiore resistenza alla corrosione per vaiolatura rispetto all'acciaio inossidabile 316.
Gli acciai inossidabili duplex sono classificati in tre gradi in base al contenuto gravimetrico di cromo (Cr) e al numero equivalente di resistenza alla corrosione puntiforme (PREN):
Uno degli aspetti chiave della saldatura di acciai inossidabili DSS, SDSS, HDSS e leghe speciali è il controllo dei parametri di saldatura.
I requisiti del processo di saldatura dell'industria petrolchimica determinano il valore minimo di PREN richiesto per i metalli d'apporto. Ad esempio, DSS richiede un PREN di 35 e SDSS richiede un PREN di 40. La Figura 1 mostra DSS e il suo metallo d'apporto corrispondente per GMAW e GTAW. In genere, il contenuto di Cr del metallo d'apporto corrisponderà a quello del metallo base. Una pratica da considerare quando si utilizza GTAW per radici e canali caldi è l'uso di metalli d'apporto in superleghe. Se il metallo di saldatura non è uniforme a causa di una tecnica scadente, un metallo d'apporto sovralegato può fornire il PREN desiderato e altri valori per il campione saldato.
Come esempio per dimostrarlo, alcuni produttori consigliano di utilizzare filo di riempimento SDSS (25% Cr) per le leghe a base di DSS (22% Cr) e filo di riempimento HDSS (27% Cr) nelle leghe a base di SDSS (25% Cr). Per le leghe a base di HDSS, è possibile utilizzare anche filo di riempimento HDSS. Questo acciaio inossidabile duplex austenitico-ferritico ha circa il 65% di ferrite, il 27% di cromo, il 6,5% di nichel, il 5% di molibdeno ed è considerato a basso tenore di carbonio inferiore allo 0,015%.
Rispetto all'SDSS, il riempimento in HDSS ha un limite di snervamento più elevato e una migliore resistenza alla corrosione puntiforme e interstiziale. Presenta inoltre una maggiore resistenza alle cricche da stress indotte dall'idrogeno e una maggiore resistenza agli ambienti fortemente acidi rispetto all'SDSS. La sua elevata resistenza implica minori tassi di manutenzione durante la produzione dei tubi, poiché l'analisi degli elementi finiti non è richiesta per il metallo di saldatura di resistenza corrispondente e i criteri di accettazione possono essere meno conservativi.
Considerata l'ampia gamma di materiali di base, requisiti meccanici e condizioni di servizio, si consiglia di consultare uno specialista di applicazioni DSS e di materiali di apporto prima di intraprendere il prossimo progetto.
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