Zašto se nerđajući čelik 2205 Duplex koristi u hemijskoj opremi?

Šta čini 2205 Duplex Grade

2205 je dupleks nerđajući čelik, što znači da njegova mikrostruktura sadrži približno jednake količine ferita i austenita. Uravnotežena dvofazna struktura daje mu najbolje od obje porodice: čvrstoću i otpornost feritnih čelika na koroziju pod naponom kloridom, u kombinaciji sa žilavošću i sposobnošću izrade austenitnih čelika. Legura ima oznaku UNS S32205 u ASTM standardima i EN 1.4462 u evropskim standardima.

Hemijski sastav prema ASTM A240

Element wt%	UNS S32205
Karbon	Manje ili jednako 0,030
Silicijum	Manje ili jednako 1,00
Mangan	Manje ili jednako 2,00
Fosfor	Manje ili jednako 0,030
Sumpor	Manje ili jednako 0,020
Chromium	22.0 – 23.0
Nikl	4.5 – 6.5
molibden	3.0 – 3.5
Azot	0.14 – 0.20

Hrom, molibden i azot zajedno daju 2205 ekvivalentni broj otpornosti na pitting od otprilike 34–35, znatno iznad vrijednosti od 316L, zbog čega 2205 nadmašuje 316L i 317L u medijima koji sadrže hlorid-.

Mehanička svojstva

Nekretnina	UNS S32205	Upišite 316L za poređenje
Zatezna čvrstoća	Veća ili jednaka 620 MPa	Veća ili jednaka 485 MPa
Granica tečenja	Veća ili jednaka 450 MPa	Veći ili jednaki 170 MPa
Izduženje	Veće ili jednako 25%	Veće ili jednako 40%
Tvrdoća	Manje ili jednako 293 HB	Manje ili jednako 217 HB

Granica tečenja od 2205 je otprilike dvostruko veća od austenitnih razreda kao što su 304 i 316. Ovo omogućava tanje zidne dijelove u posudama pod pritiskom i cijevima, smanjujući težinu i troškove materijala uz održavanje istog projektnog tlaka.

Otpornost na koroziju u hemijskoj službi

Tri svojstva korozije čine 2205 vrijednim u hemijskoj opremi. Prvo, njegov visok sadržaj hroma, molibdena i dušika daje odličnu otpornost na koroziju u obliku pukotina i pukotina u otopinama koje sadrže klorid-, uključujući morsku vodu. Drugo, dupleksna struktura otporna je na korozijsko pucanje pod naponom kloridom, što je uobičajen način kvara austenitnih čelika u vrućim hloridnim sredinama. Treće, uravnotežene faze se dobro ponašaju i u oksidirajućim i u redukcijskim medijima, a feritna faza pruža dobru otpornost na kaustične otopine. Ova svestranost omogućava jednom materijalu da pokrije širok raspon procesnih zadataka za koje bi inače bile potrebne dvije različite legure.

Izrada, zavarivanje i tipične primjene

2205 se može zavariti standardnim procesima, ali zona-zahvaćena toplinom mora zadržati ravnotežu ferita-prema-austenita od oko 30 do 70% kako bi zadržala otpornost na koroziju i žilavost. Koristite mali unos toplote, odgovarajući punilac kao što je ER2209 i izbegavajte sporo hlađenje; ako je sklop izložen jako korozivnom okruženju, žarenje rastvora na 1020–1100 stepeni praćeno brzim hlađenjem vraća fazni balans. Tipična hemijska oprema uključuje reaktore i posude pod pritiskom, ljuske{11}}i-izmjenjivače topline, rezervoare za skladištenje, postrojenja za desalinizaciju, digestore pulpe i postrojenja za izbjeljivanje, te procesne cjevovode koji nose tokove klorida{13}}.

Često postavljana pitanja

P1: Zašto je 2205 jači od 316L?
A1: Dupleks ferit-austenit mikrostruktura pruža granicu tečenja od najmanje 450 MPa, otprilike dvostruko više od žarenog 316L, što omogućava tanju i lakšu opremu.

P2: Da li 2205 otporan na pucanje od korozije pod opterećenjem hloridom?
A2: Da. Feritna faza prekida širenje pukotina, tako da 2205 ima mnogo bolju otpornost na korozijsko pucanje pod naponom hloridom od austenitnih razreda kao što su 304 i 316.

P3: Šta je PREN za 2205?
A3: Ekvivalentni broj otpornosti na udubljenje od 2205 je otprilike 34–35, u poređenju sa oko 24–26 za 316L, što daje očito bolju otpornost na koroziju na rupice i pukotine.

P4: Može li se 2205 zavariti kao 316L?
A4: 2205 je zavarljiv, ali procedura mora kontrolirati unos topline i međuprolaznu temperaturu kako bi se održala ravnoteža faza; obično je potreban odgovarajući duplex filer kao što je ER2209.

P5: Da li je 2205 pogodan za usluge morske vode?
A5: Da. 2205 se široko koristi u izmjenjivačima topline-hlađenim morskom vodom, postrojenjima za desalinizaciju i opremi na moru gdje bi 316L pretrpio koroziju udubljenja i pukotina.

P6: Koje su oznake 2205?
A6: UNS S32205 i EN 1.4462, sa starijom oznakom UNS S31803 koja se još uvijek nalazi u mnogim dokumentima; JIS SUS329J3L je ekvivalentna duplex klasa.