trubky z duplexní nerezové oceli 2205: aplikace a výhody

trubka z duplexní nerezové oceli 2205 je pevný a korozivzdorný materiál, který se využívá v mnoha potrubních systémech. Vyznačuje se vysokou mechanickou pevností, dobrými zpracovatelskými vlastnostmi a příznivými fyzikálními vlastnostmi.

Díky těmto vlastnostem se na duplexní nerezovou ocel 2205 spoléhají mnohé průmyslové odvětví, například offshore ropný a plynárenský průmysl, chemické závody a námořní systémy. V mořské vodě se chová výborně, zatímco mnoho jiných ocelí zde selhává. Ve srovnání s nerezovou ocelí 316L má téměř dvojnásobnou mez kluzu a vynikající odolnost proti korozi způsobené chloridy.

Žádný materiál však není univerzální. Výkon nerezové oceli 2205 závisí na tom, jak a kde je použita. Proto znalost jejích silných stránek i omezení pomáhá správně vybrat vhodnou oblast použití a předejít problémům v průběhu času.

Co je to duplexní nerezová ocel 2205?

2205 duplex ocel je dvoufázová slitina obsahující 50 % feritu a 50 % austenitu. Na rozdíl od nerezové oceli řady 300 je tento materiál pevný a snadno odolává korozi. Můžete jej proto používat v náročných prostředích, jako jsou mořské, ropné a plynárenské aplikace.

Všimněte si však, že slitinu 2205 najdete ve dvou specifikacích. První je S31803, což je původní třída. Druhou je S32205, která má přísnější limity obsahu chromu, molybdenu a dusíku. S32205 je tedy vylepšenou verzí S31803 a poskytuje lepší výkon.

Pokud jde o chemické složení, duplexní slitina 2205 obsahuje řadu prvků. Nejrozšířenější z nich jsou uvedeny v následující tabulce:

Tyto prvky společně překračují možnosti jednofázové mikrostruktury. Například 22 % chromu zajišťují obecnou odolnost proti korozi, zatímco 3 % molybdenu zabraňují vzniku bodové koroze. Další prvky, jako jsou červený procentní obsah stabilizuje austenitickou fázi, zatímco dusík optimalizuje feriticko-austenitickou rovnováhu.

Jaké jsou mechanické vlastnosti duplexní ocelové trubky 2205?

duplexní ocel 2205 má výjimečné mechanické vlastnosti, mezi něž patří vysoká houževnatost, mez kluzu a mez pevnosti v tahu, díky nimž se dobře osvědčuje v náročných a extrémních provozních podmínkách.

• Pevnost při tahání: Mez pevnosti v tahu duplexní oceli 2205 se pohybuje v rozmezí 620–655 MPa (90–95 ksi). Tato vysoká mez pevnosti v tahu umožňuje použít tenčí stěny trubek a přesto bezpečně odolat provoznímu tlaku.
• Odpornost na úpravu: nerezová ocel třídy 2205 nabízí mez kluzu při 0,2% poměrném prodloužení, která splňuje minimální požadavky 450 MPa (65 ksi). To je přibližně dvojnásobek meze kluzu oceli 316L, jejíž hodnota činí 170 MPa. Díky tomu poskytuje vašim součástem vynikající konstrukční výkon.
• Protažení: Duplexová ocel 2205 má prodloužení přesahující 25 % při měřicí délce 50 mm. Ačkoli je toto hodnota nižší než 40 % u austenitických tříd, je dostatečná a zajišťuje vysoký stupeň tažnosti. Můžete si tedy být jisti, že tento materiál je vhodný pro bezpečné konstrukční a potrubní aplikace.
• Tvrdost: Duplexová ocel 2205 má tvrdost až 293 HB (Brinell) nebo 32 HRC (Rockwell C). Díky tomu je snadno obrábětelná a nabízí vynikající odolnost proti opotřebení.
• Odolnost proti korozi: Na rozdíl od 316L nabízí duplexová ocel 2205 vynikající odolnost proti bodové korozi, korozí pod napětím a štěrbinové korozi. Proto ji lze používat v námořním průmyslu, petrochemii a plynárenství, aniž byste se museli obávat koroze.
• Nárazová houževnatost: Při pokojové teplotě vykazuje duplexová ocel 2205 vysokou ráznou houževnatost přesahující 100 J (Charpy V-zařez). To znamená, že váš komponent se nebude snadno lomit. Navíc poskytuje dobrou a stálou houževnatost i při teplotách kolem −50 °C (−58 °F), takže ji lze použít i v kryogenních aplikacích.

Jaké jsou hlavní aplikace duplexové oceli 2205 ve formě trubek?

duplex nerezová ocel 2205 se využívá v mnoha průmyslových odvětvích, včetně těžby ropy a zemního plynu, chemického průmyslu, námořního průmyslu a dalších. Níže je uvedeno, jak lze tento kov v jednotlivých odvětvích použít:

1) Průmysl ropy a zemního plynu

Offshore odvětví těžby ropy a zemního plynu je na čele seznamu průmyslových odvětví, která nejvíce závisí na duplexních trubkách 2205. Tento materiál lze použít pro různé účely, například pro manipulaci s produkovou vodou, injekci mořské vody a potrubí pro injekci chemikálií. Důvodem je odolnost 2205 vůči koroznímu praskání pod napětím způsobenému chloridy v mořské vodě, stejně jako jeho schopnost odolat vysokým mechanickým zatížením.

A to ještě není vše: 2205 lze také použít pro podmořské tokové potrubí (flowlines) a výstupní potrubí (risers) ve středních a mělkých vodách. Navíc se v prostředí kyselého plynu obsahujícího sirovodík (H₂S) dobře osvědčuje díky své odolnosti proti koroznímu praskání pod napětím způsobenému sulfidy, v souladu s normou NACE MR0175 / ISO 15156-1 pro dané limity.

2) Chemický průmysl

V chemické zpracování rostliny, najdete ho ve spojích zásobních nádrží, trubkách výměníků tepla a přírubách tlakových nádob. To je způsobeno tím, že tento kov odolává náročným podmínkám, jako jsou organické kyseliny, roztoky chloridů a oxidační prostředí, například kyselina octová a kyselina fosforečná.

U tlakových nádob lze díky vysoké mezí kluzu duplexní oceli 2205 navrhovat tenčí stěny. Výsledkem je snížení množství použitého materiálu a zkrácení doby výroby, přičemž se vyhnete napěťové korozní trhlinovitosti, která často postihuje oceli 304L a 316L v prostředí obsahujícím chloridy.

3) Námořní a pobřežní aplikace

Pokud se zabýváte lodní výrobou, můžete pro chladicí systémy s mořskou vodou, balastní potrubí a systémy protipožární ochrany použít duplexní ocel 2205. Díky tomu mají součásti delší životnost, neboť 2205 nekoroduje ve stojaté mořské vodě.

Stejně tak lze 2205 použít pro přívodní potrubí vysokotlakých reverzních osmóz v desalinizačních zařízeních. Je to proto, že tento kov odolává zároveň vysokému obsahu chloridů, teplotě i mechanickému namáhání.

4) Průmysl buničiny a papíru

duplexová ocel 2205 odolává účinkům chloridů a tak brání vzniku napěťové korozní trhliny. Proto ji lze použít v průmyslu buničiny a papíru pro bělicí operace.

Dále je tento materiál vhodný i v případě, že vaše bělicí zařízení pracuje s roztokem chlornanu sodného nebo oxidem chloritým – na rozdíl od austenitických tříd, u nichž může dojít k předčasným puklinám způsobeným bodovou korozi.

5) Další průmyslové odvětví

Můžete použít nerezová ocel 2205 ve mnoha dalších průmyslových odvětvích, která vyžadují vysokou čistotu a výbornou odolnost proti korozi. Mezi ně patří:

• Potravinářská zpracování: Ocel 2205 lze použít v solných potrubích a systémech pro čištění za provozu (CIP), protože odolává korozi a zajišťuje hygienu potravin.
• Léčivé přípravky: Duplexová ocel podporuje technologické potrubí, které dopravuje účinné látky v agresivních rozpouštědlech. Tím nejen splňujete hygienické požadavky, ale zároveň získáváte vynikající mechanickou pevnost.
• Řízení znečištění: Pokud se zabýváte průmyslem řízení znečištění, je duplexová ocel 2205 cenově výhodným materiálem. Výborně se chová v zařízeních vystavených působení kyseliny sírové a proudům bohatým na chloridy, čímž zajišťuje jejich delší životnost.

Jaká jsou omezení duplexní nerezové oceli 2205 ve formě trubek?

Stejně jako u jakéhokoli jiného materiálu má i duplexní ocel 2205 své nevýhody. Za prvé je stabilní pouze při teplotách do 300 °C (572 °F). To znamená, že při dlouhodobém vystavení teplu se tvoří sigma fáze a chí fáze. V důsledku toho vznikají místní místa koroze a materiál se stává křehkým.

Za druhé vyvolávají nízké teploty pod -50 °C jiné problémy. Pokud s materiálem pracujete při takových nízkých teplotách, feritická fáze prochází přechodem od tažnosti k křehkosti. Tento jev snižuje odolnost materiálu proti rázovému zatížení a zvyšuje riziko křehkého lomu při působení nárazových zatížení.

Další nevýhodou duplexní oceli 2205 je, že při její zpracování je nutné postupovat opatrněji než u austenitických tříd. Jinak může nedostatečné studené ohýbání způsobit zvýšený pružný zpět (springback) a omezit množství tvarování materiálu před žíháním.

Dále je obrábění materiálu 2205 obvykle přibližně o 20 % pomalejší než u materiálu 316L. To znamená, že se nástroje opotřebují rychleji. Proto je nutné používat karbidové nebo keramické břitové vložky s opotřebení odolnými povlaky, abyste udrželi výrobní náklady na rozumné úrovni.

Nakonec vyžaduje svařování přesnější kontrolu. Stručně řečeno, je nutné používat přídavné materiály obsahující dusík, například ER2209, aby byla zachována rovnováha mezi feritickou a austenitickou fází a zabránilo se vzniku nadměrného množství feritu ve sváru.

Nejčastější dotazy

Je trubka z duplexní oceli 2205 cenově výhodná?

duplexní ocel 2205 vám může v průběhu času ušetřit peníze. Například lze navrhnout tenčí stěny, protože tento materiál nabízí vysokou pevnost, což snižuje jak materiálové, tak montážní náklady. Současně odolnost vůči korozi umožňuje dlouhodobé využití trubky za nižší provozní náklady.

Jaký je rozdíl mezi trubkami z duplexní oceli 2205 a nerezové oceli 316?

Ocelové trubky z duplexní oceli 2205 a 316 se liší především výkonem každého materiálu. Duplexní ocelové trubky 2205 poskytují téměř dvojnásobnou pevnost než ocel 316. Navíc nabízejí lepší odolnost proti chloridové napěťové korozi, což umožňuje jejich použití v korozivních prostředích.

naopak ocelové trubky z oceli 316 nabízejí vyšší tažnost a spolehlivěji vydržují vyšší teploty. Proto jsou vhodné pro aplikace, kde je expozice korozi střední a pružnost je důležitá.

Lze duplexní trubky 2205 svařovat?

Ano, duplexní trubky 2205 lze svařovat, pokud použijete správný přídavný materiál, například ER2209. Současně je však nutné kontrolovat tepelný příkon a chránit tavící se svarovou lázeň. Tím zůstane svar pevný a odolný proti korozi stejně jako základní materiál.

Kolik stojí duplexní ocelová trubka 2205?

duplexová ocel 2205 bude stát 1,5 až 2krát více než podobná trubka z nerezové oceli 316L za kilogram. Skutečné ceny se mohou lišit v závislosti na tržních podmínkách, velikosti objednávky, rozměrech a dodavateli. Proto zvažte, že se obrátíte na svého dodavatele pro přesnou cenovou nabídku.

Závěr

duplexová nerezová ocel 2205 nabízí vyšší výkon a lepší odolnost proti korozi než austenitické oceli. Navíc má téměř dvojnásobnou mez kluzu ve srovnání s ocelí 316L. Můžete proto použít tenčí stěny a přesto splnit požadavky na výkon, čímž se sníží náklady na materiál i hmotnost celého systému.

A to ještě není vše: u duplexové oceli 2205 také získáte výjimečnou odolnost proti napěťové korozní trhlině vyvolané chloridy a proti bodové korozi. Ať už instalujete offshore infrastrukturu, systémy pro mořskou vodu nebo zařízení pro chemické procesy, použití oceli 2205 zaručuje dlouhodobě spolehlivý provoz.

Musíte však zajistit, aby jste nakoupili materiály od spolehlivého dodavatele pro zaručený výkon díky Voyagemetal. Zajišťujeme sledovatelnost materiálu, správné tepelné zpracování a soulad se standardy ASTM, ASME nebo EN.