σωλήνας διπλού ανοξείδωτου χάλυβα 2205: Εφαρμογές και πλεονεκτήματα

ο σωλήνας διπλής κρυσταλλικής δομής ανοξείδωτου χάλυβα 2205 είναι ένα ισχυρό και ανθεκτικό στη διάβρωση υλικό, χρήσιμο σε πολλά συστήματα σωληνώσεων. Διαθέτει υψηλή μηχανική αντοχή, καλή εργασιμότητα και ευνοϊκές φυσικές ιδιότητες.

Και λόγω αυτών των ιδιοτήτων, πολλές βιομηχανίες βασίζονται στον ανοξείδωτο χάλυβα 2205 διπλής κρυσταλλικής δομής. Ανάμεσά τους περιλαμβάνονται οι υπεράκτιες εγκαταστάσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου, οι χημικές εγκαταστάσεις και τα θαλάσσια συστήματα. Λειτουργεί άριστα στο θαλασσινό νερό, όπου πολλοί άλλοι χάλυβες αποτυγχάνουν. Σε σύγκριση με τον ανοξείδωτο χάλυβα 316L, παρουσιάζει σχεδόν διπλάσια αντοχή σε υπερπήγμα και ισχυρή αντίσταση στη διάβρωση που προκαλείται από χλωρίδια.

Ωστόσο, κανένα υλικό δεν είναι κατάλληλο για κάθε κατάσταση. Η απόδοση του χάλυβα 2205 εξαρτάται από τον τρόπο και τον τόπο χρήσης του. Ως εκ τούτου, η γνώση των δυνατοτήτων και των περιορισμών του βοηθά να το εντάξετε στην κατάλληλη εφαρμογή και να αποφύγετε προβλήματα με την πάροδο του χρόνου.

Τι είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας 2205 διπλής κρυσταλλικής δομής;

2205 διπλό ατσάλι είναι ένα διφασικό κράμα που περιέχει 50% φερρίτη και 50% αυστηνίτη. Σε αντίθεση με το ανοξείδωτο χάλυβα σειράς 300, αυτό το υλικό είναι ανθεκτικό και αντιστέκεται εύκολα στη διάβρωση. Ως εκ τούτου, μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε σε απαιτητικά περιβάλλοντα, όπως το θαλάσσιο, του πετρελαίου και του αερίου.

Σημειώστε όμως ότι το 2205 συναντάται σε δύο προδιαγραφές: η πρώτη είναι η S31803, η οποία αποτελεί την αρχική βαθμίδα, ενώ η δεύτερη είναι η S32205, η οποία προσδιορίζει στενότερους ελέγχους για το περιεχόμενο χρωμίου, μολυβδαινίου και αζώτου. Κατά συνέπεια, η S32205 αποτελεί βελτιωμένη έκδοση της S31803 και προσφέρει καλύτερη απόδοση.

Όσον αφορά τη χημική σύσταση, το διφασικό κράμα 2205 περιέχει διάφορα στοιχεία. Τα πιο διαδεδομένα από αυτά παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα:

Αυτά τα στοιχεία λειτουργούν από κοινού για να υπερβούν τις δυνατότητες της μονοφασικής μικροδομής. Για παράδειγμα, το 22% χρώμιο ευθύνεται για τη γενική αντίσταση στη διάβρωση, ενώ το 3% μολυβδαίνιο αντιστέκεται στην πιτινγκ-διάβρωση. Άλλα στοιχεία, όπως νικέλιο το ποσοστό σταθεροποιεί την αυστηνιτική φάση, ενώ το άζωτο βελτιστοποιεί την ισορροπία φερριτικής-αυστηνιτικής φάσης.

Ποιες είναι οι μηχανικές ιδιότητες του σωλήνα διπλής δομής 2205;

ο διπλής δομής χάλυβας 2205 διαθέτει εντυπωσιακές μηχανικές ιδιότητες, όπως υψηλή ταύτιση (toughness), αντοχή σε υπερβολική παραμόρφωση (yield strength) και αντοχή σε εφελκυσμό (tensile strength), οι οποίες τον καθιστούν κατάλληλο για χρήση σε δύσκολες και απαιτητικές εφαρμογές.

• Αντοχή σε Τάση: Ο διπλής δομής χάλυβας 2205 έχει αντοχή σε εφελκυσμό που κυμαίνεται από 620 έως 655 MPa (90–95 ksi). Αυτή η υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό επιτρέπει τη χρήση λεπτότερων τοιχωμάτων, ενώ παράλληλα διασφαλίζει την ασφαλή αντοχή στις λειτουργικές πιέσεις.
• Αντοχή σε παραγωγή: ο ανοξείδωτος χάλυβας βαθμού 2205 προσφέρει αντοχή σε υπερβολική παραμόρφωση (0,2 % offset yield strength) που πληροί τις ελάχιστες προδιαγραφές των 450 MPa (65 ksi). Αυτή η τιμή αντιστοιχεί περίπου στο διπλάσιο της αντοχής σε υπερβολική παραμόρφωση του 316L, το οποίο ανέρχεται σε 170 MPa. Συνεπώς, προσφέρει εξαιρετική δομική απόδοση στα εξαρτήματά σας.
• Επιμήκυνση: Ο διπλός χάλυβας 2205 έχει τιμή επιμήκυνσης που υπερβαίνει το 25% σε μήκος μέτρησης 50 mm. Παρόλο που είναι χαμηλότερη από το 40% που παρατηρείται στους αυστηνιτικούς κατασκευαστικούς χάλυβες, είναι αρκετά καλή, με υψηλό βαθμό ελαστικότητας. Ως εκ τούτου, μπορείτε να εμπιστευτείτε αυτό το υλικό για ασφαλείς δομικές και σωληνωτές εφαρμογές.
• Σκληρότητα: Ο διπλός χάλυβας 2205 χαρακτηρίζεται από σκληρότητα μέχρι 293 HB (Brinell) ή 32 HRC (Rockwell C). Κατ’ αυτόν τον τρόπο, είναι εύκολος στη μηχανική κατεργασία και προσφέρει εξαιρετική αντοχή στη φθορά.
• Αντοχή στη διάβρωση: Σε αντίθεση με τον χάλυβα 316L, ο διπλός χάλυβας 2205 προσφέρει εξαιρετική αντίσταση σε τρύπωμα, διάβρωση λόγω τάσης και διάβρωση σε σχισμές. Γι’ αυτόν ακριβώς τον λόγο, μπορείτε να τον χρησιμοποιήσετε σε θαλάσσιες, πετρελαιοειδείς και αερίου βιομηχανίες, χωρίς να ανησυχείτε για διάβρωση.
• Κρουστική Σκληρότητα: Σε θερμοκρασίες δωματίου, ο χάλυβας 2205 παρουσιάζει υψηλή ταύτιση κρούσης που υπερβαίνει τα 100 J (Charpy V-notch). Αυτό σημαίνει ότι το εξάρτημά σας δεν θα ραγίσει εύκολα. Επιπλέον, προσφέρει καλή και σταθερή ταύτιση κρούσης σε θερμοκρασίες περίπου -50°C (-58°F), γεγονός που τον καθιστά κατάλληλο για κρυογενικές εφαρμογές.

Ποιες είναι οι κύριες εφαρμογές του σωλήνα από διπλό χάλυβα 2205;

ο ανοξείδωτος χάλυβας διπλής φάσης 2205 είναι χρήσιμος σε πολλές βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένων των τομέων πετρελαίου και αερίου, χημικής βιομηχανίας, ναυτιλίας και άλλων. Παρακάτω περιγράφεται πώς μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το μέταλλο σε καθέναν από αυτούς τους τομείς:

1) Βιομηχανία Πετρελαίου & Αερίου

Ο τομέας του πετρελαίου και του αερίου στη θάλασσα κατέχει την πρώτη θέση στη λίστα των βιομηχανιών που εξαρτώνται περισσότερο από σωλήνες διπλής φάσης 2205. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το υλικό για διάφορες εφαρμογές, όπως τη διαχείριση παραγόμενων υδάτων, την εισαγωγή θαλασσινού νερού και τις γραμμές έγχυσης χημικών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο 2205 αντιστέκεται στη διάβρωση λόγω τάσης από χλωριόντα σε θαλασσινό νερό, καθώς και σε υψηλά μηχανικά φορτία.

Και αν αυτό δεν ήταν αρκετό, μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τον 2205 για υποθαλάσσιες ρευματογραμμές (flowlines) και ανυψωτικούς σωλήνες (risers) σε υφάλμυρα ύδατα. Επιπλέον, λειτουργεί αποτελεσματικά σε υπηρεσίες «όξινου» αερίου που περιέχουν θειούδη του υδρογόνου, χάρη στην αντοχή του στη διάβρωση λόγω τάσης από θειούδη, σύμφωνα με τα όρια του NACE MR0175 / ISO 15156-1 .

2) Χημική Βιομηχανία

Σε χημική Επεξεργασία φυτά, θα βρείτε τον κράμα 2205 σε συνδέσεις δεξαμενών αποθήκευσης, σωλήνες εναλλακτών θερμότητας και ακροφύσια δοχείων υπό πίεση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μέταλλο αντέχει σε ακραίες συνθήκες, όπως οργανικά οξέα, διαλύματα χλωριδίων και οξειδωτικά περιβάλλοντα, όπως το οξικό και το φωσφορικό οξύ.

Στα δοχεία υπό πίεση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λεπτότερα τοιχώματα λόγω της υψηλής οριακής αντοχής του διπλού κράματος 2205. Ως αποτέλεσμα, μειώνεται η χρήση υλικού και ο χρόνος κατασκευής, ενώ αποφεύγεται επίσης η διάβρωση λόγω τάσης, η οποία συχνά επηρεάζει τους κράματα 304L και 316L σε εφαρμογές με χλωρίδια.

3) Ναυτιλία και Θαλάσσιες Εγκαταστάσεις

Εάν ασχολείστε με την κατασκευή πλοίων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διπλό κράμα 2205 για συστήματα ψύξης με θαλασσινό νερό, γραμμές βυθίσματος (ballast) και συστήματα κατασβέσεως πυρκαγιάς. Με αυτόν τον τρόπο, τα εξαρτήματα έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, καθώς το 2205 δεν διαβρώνεται σε ακίνητο θαλασσινό νερό.

Ομοίως, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το 2205 για σωληνώσεις τροφοδοσίας υψηλής πίεσης σε εγκαταστάσεις αφαλάτωσης με αντίστροφη όσμωση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μέταλλο αντέχει τόσο σε υψηλή περιεκτικότητα χλωριδίων, όσο και σε υψηλές θερμοκρασίες και μηχανικές τάσεις.

4) Βιομηχανία Χαρτιού και Πάστας

ο διπλός χάλυβας 2205 αντέχει τις επιδράσεις των χλωριδίων για να προληφθεί η διάβρωση λόγω τάσης. Ως εκ τούτου, μπορείτε να τον χρησιμοποιήσετε στη βιομηχανία παλλητών και χαρτιού για εργασίες ξεβάφισματος.

Επιπλέον, εάν η εγκατάσταση ξεβαφίσματος σας χρησιμοποιεί υποχλωριούχο νάτριο ή διοξείδιο του χλωρίου, το υλικό αποδεικνύεται ιδιαίτερα χρήσιμο. Αυτό διαφέρει από τους αυστηνιτικούς βαθμούς, οι οποίοι μπορούν να υποστούν πρόωρες αστοχίες λόγω πιτινγκ.

5) Άλλες βιομηχανίες

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ανοξείδωτος χάλυβας 2205 σε πολλές άλλες βιομηχανίες που απαιτούν υψηλά πρότυπα καθαριότητας και ισχυρής αντοχής στη διάβρωση. Συγκαταλέγονται:

• Επεξεργασία τροφίμων: Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον 2205 σε γραμμές μεταφοράς υδατικών διαλυμάτων αλατιού (brine) και σε συστήματα καθαρισμού εντός εγκατάστασης (CIP), καθώς αντιστέκεται στη διάβρωση, διασφαλίζοντας την υγιεινή των τροφίμων.
• Φαρμακευτικά: Ο διπλός χάλυβας υποστηρίζει τις διαδικασιακές αγωγούς που μεταφέρουν ενεργά συστατικά σε επιθετικούς διαλύτες. Με αυτόν τον τρόπο, επιτυγχάνετε όχι μόνο υψηλά υγιεινικά πρότυπα, αλλά και εξαιρετική μηχανική αντοχή.
• Έλεγχος μολυσμάτων: Εάν είστε εμπλεκόμενοι στη βιομηχανία ελέγχου της ρύπανσης, ο διπλός χάλυβας 2205 αποτελεί το οικονομικά αποδοτικό υλικό για χρήση. Προσφέρει άριστη απόδοση σε εξοπλισμό που εκτίθεται σε θειικό οξύ και ρεύματα πλούσια σε χλωρίδια, διασφαλίζοντας μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.

Ποιοι είναι οι περιορισμοί του σωλήνα από διπλής φάσης ανοξείδωτο χάλυβα 2205;

Όπως κάθε άλλο υλικό, έτσι και ο διπλής φάσης χάλυβας 2205 έχει τα μειονεκτήματά του. Πρώτον, είναι σταθερός μόνο σε θερμοκρασίες έως 300°C (572°F). Αυτό σημαίνει ότι, εάν εκτεθεί σε υψηλή θερμοκρασία για παρατεταμένο χρονικό διάστημα, σχηματίζονται η σιγμα-φάση και η χι-φάση. Ως αποτέλεσμα, δημιουργούνται τοπικά σημεία διάβρωσης και το υλικό γίνεται εύθραυστο.

Δεύτερον, οι χαμηλές θερμοκρασίες κάτω των -50°C προκαλούν διαφορετικά προβλήματα. Εάν εργαστείτε με το υλικό σε τόσο χαμηλές θερμοκρασίες, η φερριτική φάση υφίσταται μετάβαση από πλαστική σε εύθραυστη συμπεριφορά. Αυτό το φαινόμενο μειώνει την αντοχή του σε κρούση και αυξάνει τον κίνδυνο εύθραυστης θραύσης όταν επιβάλλονται αιφνίδια φορτία.

Ένα ακόμη μειονέκτημα του διπλής φάσης χάλυβα 2205 είναι ότι απαιτεί μεγαλύτερη προσοχή κατά την κατασκευή, σε αντίθεση με τους αυστηνιτικούς βαθμούς. Διαφορετικά, μια κακή ψυχρή κάμψη θα αυξήσει την επαναφορά (springback) και θα περιορίσει το βαθμό σχηματοποίησης του υλικού πριν από την ανόπτηση.

Επιπλέον, η κατεργασία του 2205 συνήθως πραγματοποιείται περίπου 20% πιο αργά από το 316L. Αυτό σημαίνει ότι τα εργαλεία σας φθείρονται ταχύτερα. Συνεπώς, χρειάζεστε επικαλύψεις κοπτικών πλακιδίων από καρβίδιο ή κεραμικό υλικό με επιστρώσεις ανθεκτικές στη φθορά, προκειμένου να διατηρηθούν οι δαπάνες παραγωγής σε λογικά επίπεδα.

Τέλος, η συγκόλληση απαιτεί αυστηρότερο έλεγχο. Συνοπτικά, πρέπει να χρησιμοποιήσετε γεμιστικά μέταλλα που περιέχουν άζωτο, όπως το ER2209, προκειμένου να διατηρηθεί η ισορροπία μεταξύ των φασεων φερρίτη-αυστηνίτη και να αποτραπεί η υπερβολική δημιουργία φερρίτη στη συγκόλληση.

Συχνές Ερωτήσεις

Είναι κοστοαποτελεσματικός ο σωλήνας από διπλής φάσης ανοξείδωτο χάλυβα 2205;

ο διπλής φάσης ανοξείδωτος χάλυβας 2205 μπορεί να σας εξοικονομήσει χρήματα με το πέρασμα του χρόνου. Για παράδειγμα, μπορείτε να σχεδιάσετε λεπτότερα τοιχώματα, καθώς το υλικό προσφέρει υψηλή αντοχή, γεγονός που μειώνει το κόστος υλικού και εγκατάστασης. Ταυτόχρονα, η ικανότητά του να αντιστέκεται στη διάβρωση σημαίνει ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον σωλήνα για μεγάλο χρονικό διάστημα, με χαμηλότερο κόστος συντήρησης.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του 2205 και του ανοξείδωτου χάλυβα 316;

Οι κορνίζες 2205 και 316 διαφέρουν κυρίως ως προς την απόδοση κάθε υλικού. Ο σωλήνας από διπλής φάσης ανοξείδωτο χάλυβα 2205 παρέχει σχεδόν διπλάσια αντοχή σε σύγκριση με τον 316. Επιπλέον, προσφέρει καλύτερη αντίσταση στη διάβρωση λόγω τάσης από χλωρίδια, επιτρέποντάς σας να τον χρησιμοποιείτε σε διαβρωτικές εγκαταστάσεις.

ο σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα 316, από την άλλη πλευρά, προσφέρει μεγαλύτερη ελαστικότητα και αντέχει με μεγαλύτερη αξιοπιστία υψηλότερες θερμοκρασίες. Συνεπώς, είναι κατάλληλος για εφαρμογές όπου η έκθεση σε διάβρωση είναι μέτρια και η ευελαστικότητα είναι σημαντική.

Μπορεί να συγκολληθεί ο σωλήνας διπλής φάσης 2205;

Ναι, μπορείτε να συγκολλήσετε σωλήνα διπλής φάσης 2205, εφόσον χρησιμοποιήσετε το κατάλληλο σύρμα συγκόλλησης, όπως το ER2209. Ωστόσο, πρέπει επίσης να ελέγχετε την εισερχόμενη θερμότητα και να προστατεύετε την υγρή ζώνη συγκόλλησης. Με αυτόν τον τρόπο, η συγκόλληση παραμένει ανθεκτική και αντιστέκεται στη διάβρωση όπως και το βασικό υλικό.

Πόσο κοστίζει ο σωλήνας από διπλής φάσης ανοξείδωτο χάλυβα 2205;

ο σωλήνας διπλού τύπου 2205 θα σας κοστίσει 1,5 έως 2 φορές περισσότερο από έναν αντίστοιχο σωλήνα 316L, με βάση το βάρος. Οι πραγματικές τιμές διαφέρουν ανάλογα με τις συνθήκες της αγοράς, το μέγεθος της παραγγελίας, τις διαστάσεις και τον προμηθευτή. Συνεπώς, σας συνιστάται να επικοινωνήσετε με τον προμηθευτή σας για ακριβή προσφορά τιμής.

Συμπέρασμα

ο σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα διπλού τύπου 2205 προσφέρει καλύτερη απόδοση και ανώτερη αντοχή στη διάβρωση σε σύγκριση με τους αυστηνιτικούς χάλυβες. Προσφέρει ακόμη σχεδόν διπλάσια όριο υπολειμματικής αντοχής (yield strength) από τον 316L. Ως εκ τούτου, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λεπτότερα τοιχώματα και να πληρούνται παρ’ όλα αυτά οι απαιτήσεις απόδοσης, με αποτέλεσμα τη μείωση του κόστους υλικού και του συνολικού βάρους του συστήματος.

Και αν αυτό δεν ήταν αρκετό, απολαμβάνετε εξαιρετική αντοχή σε ρωγμάτωση λόγω τάσης από χλωριόντα (chloride stress corrosion cracking) και σε καταβόθρωση (pitting). Επομένως, είτε εγκαθιστάτε υποδομές σε θαλάσσιο περιβάλλον, είτε συστήματα θαλασσινού νερού, είτε εξοπλισμό χημικής επεξεργασίας, η χρήση του 2205 εξασφαλίζει διαρκή λειτουργία.

Ωστόσο, πρέπει να διασφαλίσετε ότι αγοράζετε τα υλικά από έναν αξιόπιστο προμηθευτή για εγγυημένη απόδοση, χάρη στην Voyagemetal. Διασφαλίζουμε την εντοπισιμότητα των υλικών, την κατάλληλη θερμική κατεργασία και τη συμμόρφωση με τα πρότυπα ASTM, ASME ή EN.