Γιατί χρησιμοποιείται ο ανοξείδωτος χάλυβας διπλής όψης 2205 σε χημικό εξοπλισμό;

Τι κάνει το 2205 έναν βαθμό διπλής όψης

Το 2205 είναι ένας διπλός ανοξείδωτος χάλυβας, που σημαίνει ότι η μικροδομή του περιέχει περίπου ίσες ποσότητες φερρίτη και ωστενίτη. Η ισορροπημένη δομή δύο- φάσεων του δίνει ό,τι καλύτερο και από τις δύο οικογένειες: την αντοχή και την αντίσταση διάβρωσης σε χλωριούχα στη διάβρωση των φερριτικών χάλυβων, σε συνδυασμό με την σκληρότητα και την ικανότητα κατασκευής των ωστενιτικών χάλυβων. Το κράμα χαρακτηρίζεται UNS S32205 στα πρότυπα ASTM και EN 1.4462 στα ευρωπαϊκά πρότυπα.

Χημική Σύνθεση ανά ASTM A240

Στοιχείο wt%	UNS S32205
Ανθρακας	Μικρότερο ή ίσο με 0,030
Πυρίτιο	Μικρότερο ή ίσο με 1,00
Μαγγάνιο	Μικρότερο ή ίσο με 2,00
Φώσφορος	Μικρότερο ή ίσο με 0,030
Θείο	Μικρότερο ή ίσο με 0,020
Χρώμιο	22.0 – 23.0
Νικέλιο	4.5 – 6.5
Μολυβδαίνιο	3.0 – 3.5
Αζωτο	0.14 – 0.20

Το χρώμιο, το μολυβδαίνιο και το άζωτο μαζί δίνουν στο 2205 έναν ισοδύναμο αριθμό αντίστασης σκασίματος περίπου 34–35, πολύ πάνω από την τιμή των 316L, γι' αυτό το 2205 υπερτερεί των 316L και 317L σε μέσα που περιέχουν χλωριούχα-.

Μηχανικές Ιδιότητες

Ιδιοκτησία	UNS S32205	Τύπος 316L για σύγκριση
Αντοχή σε εφελκυσμό	Μεγαλύτερο ή ίσο με 620 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 485 MPa
Δύναμη διαρροής	Μεγαλύτερο ή ίσο με 450 MPa	Μεγαλύτερο ή ίσο με 170 MPa
Επιμήκυνση	Μεγαλύτερο ή ίσο με 25%	Μεγαλύτερο ή ίσο με 40%
Σκληρότητα	Μικρότερο ή ίσο με 293 HB	Μικρότερο ή ίσο με 217 HB

Η αντοχή διαρροής του 2205 είναι περίπου διπλάσια από εκείνη των ωστενιτικών ποιοτήτων όπως 304 και 316. Αυτό επιτρέπει λεπτότερα τμήματα τοιχώματος σε δοχεία πίεσης και σωληνώσεις, μειώνοντας το βάρος και το κόστος υλικού διατηρώντας την ίδια πίεση σχεδιασμού.

Αντοχή στη διάβρωση στη χημική υπηρεσία

Τρεις ιδιότητες διάβρωσης καθιστούν το 2205 πολύτιμο στον χημικό εξοπλισμό. Πρώτον, η υψηλή περιεκτικότητά του σε χρώμιο, μολυβδαίνιο και άζωτο προσδίδει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση με κοιλότητες και ρωγμές σε διαλύματα που περιέχουν χλωριούχο-, συμπεριλαμβανομένου του θαλασσινού νερού. Δεύτερον, η δομή διπλής όψης αντιστέκεται στη διάβρωση λόγω καταπόνησης χλωρίου, μια συνηθισμένη μέθοδος αστοχίας των ωστενιτικών χάλυβων σε περιβάλλοντα με θερμά χλωριούχα. Τρίτον, οι ισορροπημένες φάσεις έχουν καλή απόδοση τόσο σε οξειδωτικά όσο και σε αναγωγικά μέσα, και η φάση φερρίτη παρέχει καλή αντίσταση σε καυστικά διαλύματα. Αυτή η ευελιξία επιτρέπει σε ένα υλικό να καλύπτει ένα ευρύ φάσμα καθηκόντων διεργασίας που διαφορετικά θα απαιτούσαν δύο διαφορετικά κράματα.

Κατασκευή, Συγκόλληση και Τυπικές Εφαρμογές

Το 2205 είναι συγκολλήσιμο με τυπικές διεργασίες, αλλά η ζώνη-που επηρεάζεται από τη θερμότητα πρέπει να διατηρεί ισορροπία φερρίτη-σε-ωστενίτη περίπου 30 έως 70% για να διατηρηθεί η αντοχή στη διάβρωση και η σκληρότητα. Χρησιμοποιήστε χαμηλή είσοδο θερμότητας, ένα αντίστοιχο υλικό πλήρωσης όπως το ER2209 και αποφύγετε την αργή ψύξη. Εάν το συγκρότημα εκτεθεί σε έντονα διαβρωτικό περιβάλλον, η ανόπτηση του διαλύματος στους 1020–1100 μοίρες ακολουθούμενη από γρήγορη ψύξη αποκαθιστά την ισορροπία φάσης. Ο τυπικός χημικός εξοπλισμός περιλαμβάνει αντιδραστήρες και δοχεία πίεσης, εναλλάκτες θερμότητας με κέλυφος-και-σωλήνες, δεξαμενές αποθήκευσης, μονάδες αφαλάτωσης, χωνευτές πολτού και εγκαταστάσεις χλωρίνης και σωληνώσεις διεργασίας που μεταφέρουν ρεύματα χλωρίου-.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Γιατί το 2205 είναι ισχυρότερο από το 316L;
A1: Η μικροδομή διπλού φερρίτη-ωστενίτη παρέχει αντοχή διαρροής τουλάχιστον 450 MPa, περίπου διπλάσια από αυτή των ανόπτησης 316L, η οποία επιτρέπει λεπτότερο και ελαφρύτερο εξοπλισμό.

Ε2: Αντιστέκεται το 2205 στη διάβρωση λόγω καταπόνησης χλωρίου;
Α2: Ναι. Η φάση του φερρίτη διακόπτει τη διάδοση της ρωγμής, επομένως το 2205 έχει πολύ καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση λόγω καταπόνησης χλωρίου από τους βαθμούς ωστενιτικού τύπου 304 και 316.

Ε3: Τι είναι το PREN του 2205;
A3: Ο ισοδύναμος αριθμός αντίστασης διάτρησης του 2205 είναι περίπου 34–35, σε σύγκριση με περίπου 24–26 για τα 316L, δίνοντας σαφώς καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση στα σκασίματα και στις ρωγμές.

Ε4: Μπορεί το 2205 να συγκολληθεί όπως το 316L;
A4: Το 2205 είναι συγκολλήσιμο, αλλά η διαδικασία πρέπει να ελέγχει την εισροή θερμότητας και τη θερμοκρασία ενδιάμεσης διέλευσης για να διατηρεί την ισορροπία φάσης. Συνήθως απαιτείται ένα αντίστοιχο γεμιστικό διπλής όψης όπως το ER2209.

Ε5: Είναι το 2205 κατάλληλο για υπηρεσία θαλασσινού νερού;
Απ.

Ε6: Ποιες είναι οι ονομασίες του 2205;
A6: UNS S32205 και EN 1.4462, με την παλαιότερη ονομασία UNS S31803 να βρίσκεται ακόμα σε πολλά έγγραφα. Το JIS SUS329J3L είναι ισοδύναμη ποιότητα διπλής όψης.