Дуплексная нержавеющая сталь имеет двухфазную микроструктуру, в которой объемная доля феррита и аустенита составляет около 50%. Благодаря своей двухфазной микроструктуре эти стали сочетают в себе лучшие свойства ферритных и аустенитных нержавеющих сталей. В целом, ферритная фаза (объемно-центрированная кубическая решетка) обеспечивает высокую механическую прочность, хорошую ударную вязкость и хорошую коррозионную стойкость, в то время как аустенитная фаза (гранецентрированная кубическая решетка) обеспечивает хорошую пластичность.
Сочетание этих свойств объясняет широкое применение дуплексных нержавеющих сталей в нефтехимической, целлюлозно-бумажной, морской и энергетической отраслях промышленности. Они способны выдерживать воздействие агрессивных сред, увеличивать срок службы и работать в более экстремальных условиях окружающей среды.
Высокопрочные материалы позволяют уменьшить толщину и вес деталей. Например, супердуплексная нержавеющая сталь может обеспечить в три-четыре раза больший предел текучести и более высокую устойчивость к точечной коррозии, чем нержавеющая сталь марки 316.
Дуплексные нержавеющие стали классифицируются на три марки в зависимости от гравиметрического содержания хрома (Cr) и эквивалентного числа стойкости к питтинговой коррозии (PREN):
Одним из ключевых аспектов сварки дуплексных нержавеющих сталей (DSS, SDSS, HDSS) и специальных легированных нержавеющих сталей является контроль параметров сварки.
В нефтехимической промышленности требования к сварочным процессам определяют минимальное значение PREN, необходимое для присадочных металлов. Например, для DSS требуется PREN 35, а для SDSS — PREN 40. На рисунке 1 показана DSS и соответствующий ей присадочный металл для GMAW и GTAW. Как правило, содержание хрома в присадочном металле будет соответствовать содержанию хрома в основном металле. При использовании GTAW для корневых швов и горячих каналов следует учитывать использование присадочных металлов из суперсплавов. Если сварной шов неравномерный из-за некачественной технологии, использование перелегированного присадочного металла может обеспечить желаемое значение PREN и другие параметры сварного шва.
В качестве примера, демонстрирующего это, некоторые производители рекомендуют использовать присадочную проволоку SDSS (25% Cr) для сплавов на основе DSS (22% Cr) и присадочную проволоку HDSS (27% Cr) для сплавов на основе SDSS (25% Cr). Для сплавов на основе HDSS также можно использовать присадочную проволоку HDSS. Эта аустенитно-ферритная дуплексная нержавеющая сталь содержит приблизительно 65% феррита, 27% хрома, 6,5% никеля, 5% молибдена и считается низкоуглеродистой менее чем на 0,015%.
По сравнению с SDSS, набивка из HDSS обладает более высоким пределом текучести и лучшей устойчивостью к точечной и щелевой коррозии. Она также обладает более высокой устойчивостью к водородному растрескиванию и более высокой устойчивостью к сильнокислотным средам, чем SDSS. Высокая прочность означает более низкие затраты на техническое обслуживание при производстве труб, поскольку для сварного шва соответствующей прочности не требуется конечно-элементный анализ, а критерии приемки могут быть менее консервативными.
Учитывая широкий спектр основных материалов, механических требований и условий эксплуатации, перед началом вашего следующего проекта рекомендуется проконсультироваться со специалистом по применению дуплексной нержавеющей стали и присадочным металлам.
Журнал WELDER, ранее известный как Practical Welding Today, рассказывает о реальных людях, которые производят продукцию, которую мы используем и с которой работаем каждый день. Этот журнал служит сварочному сообществу Северной Америки уже более 20 лет.
Теперь, благодаря полному доступу к цифровой версии журнала The FABRICATOR, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровая версия журнала The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступна, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный доступ к цифровой версии журнала STAMPING Journal, в котором представлены последние технологические достижения, лучшие практики и новости отрасли для рынка штамповки металла.
Теперь, благодаря полному доступу к цифровой версии журнала The Fabricator en Español, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.