二相ステンレス鋼は、フェライト相とオーステナイト相の体積比が約50%の二相組織を有しています。この二相組織のおかげで、二相ステンレス鋼はフェライト系ステンレス鋼とオーステナイト系ステンレス鋼の優れた特性を兼ね備えています。一般的に、フェライト相（体心立方格子）は高い機械的強度、優れた靭性、優れた耐食性を提供し、オーステナイト相（面心立方格子）は優れた延性を提供します。
これらの特性を兼ね備えているため、二相ステンレス鋼は石油化学、パルプ・製紙、海洋、エネルギー産業で幅広く使用されています。過酷な環境にも耐え、耐用年数を延ばし、より厳しい環境条件下でも使用できます。
高強度材料を使用することで、部品の厚みと重量を軽減できます。例えば、スーパー二相ステンレス鋼は、316ステンレス鋼の3～4倍の降伏強度と耐孔食性を備えています。
二相ステンレス鋼は、重量クロム（Cr）含有量と孔食抵抗当量（PREN）に基づいて3つのグレードに分類されます。
DSS、SDSS、HDSS、および特殊合金ステンレス鋼の溶接における重要な側面の一つは、溶接パラメータの制御である。
石油化学産業における溶接プロセスの要件は、溶加材に必要な最小PREN値を規定しています。たとえば、DSSではPREN値35が必要ですが、SDSSではPREN値40が必要です。図1は、DSSとGMAWおよびGTAW用の対応する溶加材を示しています。原則として、溶加材のCr含有量は母材のCr含有量に対応します。ルート部およびホットチャネルにGTAWを使用する場合に検討すべき方法の1つは、超合金溶加材の使用です。溶接技術の不備により溶接金属が不均一な場合、過剰合金溶加材を使用することで、溶接試験片に必要なPREN値やその他の値を得ることができます。
これを実証する例として、一部のメーカーは、DSS (22% Cr) ベースの合金には SDSS (25% Cr) フィラーワイヤを、SDSS (25% Cr) ベースの合金には HDSS (27% Cr) フィラーワイヤの使用を推奨しています。HDSS フィラーワイヤは HDSS 合金にも使用できます。このオーステナイト・フェライト二相合金は、約 65% のフェライト、27% のクロム、6.5% のニッケル、5% のモリブデンを含み、0.015% 未満の低炭素とみなされます。
HDSSパッキンは、SDSSパッキンと比較して、降伏強度が高く、孔食および隙間腐食に対する耐性が優れています。また、水素応力割れに対する耐性や強酸性環境に対する耐性もSDSSより高くなっています。高強度であるため、溶接金属の強度が十分であれば有限要素解析が不要となり、合格基準をそれほど厳格にする必要がなくなるため、配管製造におけるメンテナンスコストの削減につながります。
基材の種類、機械的要件、および運転条件が多岐にわたるため、次のプロジェクトを進める前に、DSSおよび溶加材アプリケーションの専門家にご相談ください。
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