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.
Благодаря сочетанию этих свойств дуплексные нержавеющие стали широко используются в нефтехимической, целлюлозно-бумажной, морской и энергетической отраслях промышленности. Они способны выдерживать суровые условия окружающей среды, продлевать срок службы и работать в более экстремальных условиях.
Высокопрочные материалы уменьшают толщину и вес детали. Например, супердуплексная нержавеющая сталь может обеспечить в три-четыре раза больший предел текучести и стойкость к питтинговой 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.
Требования к сварочному процессу в нефтехимической промышленности определяют минимальное значение PREN, необходимое для присадочных металлов. Например, для дуплексной нержавеющей стали (DSS) требуется значение PREN 35, а для твердосплавной нержавеющей стали (SDSS) — 40. На рисунке 1 показана дуплексная нержавеющая сталь и соответствующий ей присадочный металл для сварки GMAW и GTAW. Как правило, содержание хрома в присадочном металле соответствует содержанию хрома в основном металле. Одним из методов, который следует рассмотреть при использовании GTAW для корневых швов и горячих каналов, является использование присадочных металлов на основе суперсплавов. Если металл сварного шва неоднороден из-за некачественной технологии, использование перелегированного присадочного металла может обеспечить желаемое значение PREN и другие параметры для образца сварного шва.
В качестве примера, чтобы это продемонстрировать, 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). Присадочную проволоку HDSS также можно использовать для сплавов HDSS. Эта аустенитно-ферритная дуплексная 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 под напряжением и более высокой устойчивостью к сильнокислотным средам, чем SDSS. Высокая прочность означает снижение затрат на техническое обслуживание при производстве труб, поскольку сварной шов достаточной прочности не требует конечно-элементного анализа, а критерии приемки могут быть менее консервативными.
Учитывая широкий спектр основных материалов, механических требований и условий эксплуатации, перед началом следующего проекта проконсультируйтесь со специалистом по применению дуплексной нержавеющей стали и присадочных металлов.
Журнал WELDER, ранее называвшийся Practical Welding Today, представляет реальных людей, которые производят продукцию, которую мы используем и с которой работаем каждый день. Этот журнал более 20 лет служит интересам сварочного сообщества Северной Америки.
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 цифровой доступ к журналу STAMPING Journal, в котором представлены новейшие технологии, лучшие практики и новости отрасли для рынка штамповки металла.
Теперь, благодаря полному цифровому доступу к The Fabricator en Español, вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.