2205-duplex rustfritt stålrør: Anvendelser og fordeler

2205-duplex rustfritt stålrør er et sterkt og korrosjonsbestandig materiale som brukes i mange rørsystemer. Det har høy mekanisk styrke, god bearbeidbarhet og gunstige fysiske egenskaper.

På grunn av disse egenskapene erier mange industrier avhengige av 2205-duplex. Dette inkluderer offshore olje- og gassindustrien, kjemiske anlegg og marine systemer. Det fungerer godt i sjøvann, der mange andre ståltyper svikter. I forhold til rustfritt stål 316L har det nesten dobbelt så høy flytespenning og en sterk motstand mot kloridindusert korrosjon.

Ingen materiale passer imidlertid til alle situasjoner. Ytelsen til 2205-stål avhenger av hvordan og hvor det brukes. Derfor hjelper kunnskap om dets styrker og begrensninger deg med å velge riktig anvendelse og unngå problemer over tid.

Hva er 2205-duplex rustfritt stål?

2205 duplex rostfritt stål er en tofasilegering som inneholder 50 % ferritt og 50 % austenitt. I motsetning til rustfritt stål i 300-serien er dette materialet sterkt og motstandsdyktig mot korrosjon. Derfor kan det brukes i harde miljøer som marine-, olje- og gassmiljøer.

Merk at 2205 forekommer i to spesifikasjoner. Den første er S31803, som er den opprinnelige kvaliteten. Deretter finner du S32205, som har strengere krav til innholdet av krom, molybden og nitrogen. S32205 er derfor en forbedret versjon av S31803 og gir dermed bedre ytelse.

Når det gjelder kjemisk sammensetning, inneholder duplexlegeringen 2205 en rekke grunnstoffer. De mest vanlige er vist i tabellen nedenfor:

Disse grunnstoffene virker sammen for å overgå egenskapene til en enkelfasig mikrostruktur. For eksempel står 22 % krom for generell korrosjonsbestandighet, mens 3 % molybden gir motstand mot sprekkekorrupsjon. Andre grunnstoffer som nikkel prosentandel stabiliserer austenittfasen, mens nitrogen optimaliserer ferritt-austenitt-balansen.

Hva er de mekaniske egenskapene til 2205-duplexstål-rør?

2205-duplex har imponerende mekaniske egenskaper, inkludert høy toughhet, flytespenning og bruddstyrke, som alle gjør det velegnet for hardt og krevende bruk.

• Trekkfasthet: Duplex 2205 har en bruddstyrke på 620–655 MPa (90–95 ksi). Dette er en tilstrekkelig høy bruddstyrke til å tillate tynnere vegger uten at driftstrykket påvirker sikkerheten.
• Nedbrytningsstyrke: 2205-kvalitets rustfritt stål har en flytespenning ved 0,2 % offset som oppfyller minimumskravet på 450 MPa (65 ksi). Dette er omtrent dobbelt så høy flytespenning som for 316L, som er 170 MPa. Det gir dermed utmerket strukturell ytelse til komponentene dine.
• Bruddforlengelse: Duplex-stålet 2205 har en forlengelsesverdi på over 25 % ved en målelengde på 50 mm. Selv om denne verdien er lavere enn de 40 % som finnes i austenittiske ståltyper, er den likevel tilstrekkelig god med et høyt nivå av duktilitet. Dermed kan du stole på dette materialet for sikre konstruksjons- og rørledningsanvendelser.
• Hårdhet: Duplex-stålet 2205 har hardhetsnivåer på opptil 293 HB (Brinell) eller 32 HRC (Rockwell C). Det gjør det lett å bearbeide og gir utmerket slitasjemotstand.
• Korrosjonsmotstand: I motsetning til 316L tilbyr duplex-stålet 2205 utmerket motstand mot sprekking (pitting), spenningskorrosjon og sprekkekorrosjon (crevice corrosion). Derfor kan det brukes i marine-, olje- og gassapplikasjoner uten bekymring for korrosjon.
• Slagseighet: Ved romtemperatur viser 2205 høy slagstyrke på over 100 J (Charpy V-notch). Det betyr at komponenten din ikke vil sprække lett. Det tilbyr også god og stabil slagstyrke ved temperaturer rundt –50 °C (–58 °F), slik at det kan brukes i kryogeniske applikasjoner.

Hva er de viktigste anvendelsene av 2205 duplex-stålrør?

2205-duplexrustfritt stål er nyttig i mange industrier, inkludert olje- og gassindustrien, kjemisk prosessering, maritim industri og andre. Her er hvordan du kan bruke metallet i hver av disse sektorene:

1) Olje- og gassindustri

Offshore-olje- og gasssektoren står i spissen på listen over industrier som avhenger mest av 2205-duplexrør. Du kan bruke materialet til ulike oppgaver, som håndtering av produsert vann, sjøvannsinjeksjon og kjemikalierinjeksjonsledninger. Dette skyldes at 2205 kan motstå kloridbetinget spenningskorrosjon i sjøvann samt tåle høye mekaniske belastninger.

Og det er ikke nok med det – du kan også bruke 2205 for underjordiske strømningsledninger og oppstigningsrør (risers) i grunt vann. I tillegg fungerer det godt i sur gassdrift med hydrogen-sulfid, takket være sin motstand mot sulfidbetinget spenningskorrosjon, i henhold til NACE MR0175 / ISO 15156-1 grenser.

2) Kjemisk prosessering

I kjemisk prosessering planter vil du finne 2205 i forbindelser til lagertanker, rør til varmevekslere og munner på trykkbeholdere. Dette skyldes at metallet tåler harde forhold som organiske syrer, kloridløsninger og oksiderende miljøer, for eksempel eddiksyre og fosforsyre.

I trykkbeholdere kan du lage tynnere veggdesign takket være den høye flytespenningen til duplex-stålet 2205. Som et resultat reduseres materialbruken og fremstillingsiden, samtidig som spenningskorrosjonsbrudd unngås – et problem som ofte påvirker 304L og 316L i kloridmiljø.

3) Marin og offshore

Hvis du er involvert i skipsbygging, kan du bruke duplex-stål 2205 i sjøvannskjølesystemer, ballastledninger og brannslukkingssystemer. På denne måten økes levetiden til komponentene, siden 2205 ikke korroderer i stillestående sjøvann.

Tilsvarende kan du bruke 2205 i høytrykksomvendt osmose-forsyningsrør i avsaltingsanlegg. Dette skyldes at metallet tåler både høyt kloridinnhold, temperatur og mekanisk spenning.

4) Massa- og papirindustri

2205-duplex kan tåle kloridpåvirkning for å forhindre spenningskorrosjonsbrudd. Derfor kan du bruke det i masse- og papirindustrien for blekingsoperasjoner.

Hvis blekeanlegget ditt bruker natriumhypokloritt eller klordioxid, er materialet også svært nyttig. Dette skiller seg fra austenittiske ståltyper, som kan oppleve tidlig pittingkorrosjon.

5) Andre industrier

Du kan bruke rustfritt stål 2205 i mange andre industrier som krever renlighet og god korrosjonsbestandighet. Dette inkluderer:

• Matforarbeiding: Du kan bruke 2205 i saltvannsledninger og rengjørings-i-plass-systemer (CIP-systemer), siden det er motstandsdyktig mot korrosjon og sikrer mattrygghet.
• Farmasøtikk: Duplex støtter prosessrør som frakter aktive ingredienser i aggressive løsningsmidler. På denne måten oppnår du ikke bare hygieniske standarder, men også utmerket mekanisk styrke.
• Forurensningsskontroll: Hvis du arbeider innen miljøkontrollindustrien, er duplex 2205 et kostnadseffektivt materiale å bruke. Det fungerer godt i utstyr som utsettes for svovelsyre og kloridrike strømmer, og sikrer dermed lengre levetid.

Hva er begrensningene ved 2205-duplexrustfritt stålrør?

Som ethvert annet materiale har også 2205-duplex sine ulemper. For det første er det kun stabilt ved temperaturer opp til 300 °C (572 °F). Det betyr at hvis det utsettes for varme over lengre tid, dannes sigmafase og khifase. Som følge av dette oppstår lokale korrosjonssteder, og materialet blir skjørt.

For det andre gir lave temperaturer under –50 °C andre problemer. Hvis du arbeider med materialet ved så lave temperaturer, gjennomgår ferrittfasen en overgang fra duktil til skjørt. Dette fenomenet reduserer slagfastheten og øker risikoen for skjørt brudd ved plutselige belastninger.

En annen ulempe med 2205-duplex er at det krever større forsiktighet under bearbeiding enn austenittiske kvaliteter. Ellers kan dårlig kaldforming øke fjærtilbakevirkningen og begrense hvor mye materialet kan formas før gløding.

Videre kjøres vanligvis bearbeiding av 2205 omtrent 20 % langsommere enn 316L. Det betyr at verktøyene slites raskere. Derfor trenger du karbid- eller keramiske skjærinterter med slitesterke belegg for å holde produksjonskostnadene innenfor rimelige grenser.

Til slutt krever sveising strengere kontroll. Kort sagt må du bruke fyllmetaller som inneholder nitrogen, for eksempel ER2209, for å opprettholde balansen mellom ferritt- og austenittfasene og forhindre at for mye ferritt dannes i sveisen.

Ofte stilte spørsmål

Er 2205-duplexrør kostnadseffektivt?

2205-duplex kan spare deg penger på sikt. For eksempel kan du designe tykkere vegger, siden materialet har høy styrke, noe som igjen reduserer material- og installasjonskostnadene. Samtidig betyr korrosjonsmotstanden at røret kan brukes i lang tid med lavere vedlikeholdskostnader.

Hva er forskjellen mellom 2205- og 316-rustfritt stålrør?

2205- og 316-stål rør skiller seg hovedsakligen åt när det gäller materialegenskaperna. 2205-duplexstål-røret gir deg nesten dobbelt så mye styrke som 316-stål. I tillegg får du bedre motstand mot kloridindusert spenningskorrosjon, noe som gjør det egnet for bruk i korrosive miljøer.

316-stålrør tilbyr derimot større duktilitet og håndterer høyere temperaturer mer pålitelig. Det fungerer derfor godt i applikasjoner der korrosjonseksponering er moderat og fleksibilitet er viktig.

Kan 2205-duplexrør sveises?

Ja, 2205-duplexrør kan sveises, forutsatt at du bruker riktig fyllmetall, for eksempel ER2209. Du bør også kontrollere varmetilførselen og beskytte smeltet sveiseområdet med skyttelgass. Ved å gjøre dette opprettholdes sveisen sin styrke og korrosjonsmotstand på lik linje med grunnmaterialet.

Hvor mye koster 2205-duplexstål-rør?

2205-duplex vil koste deg 1,5 til 2 ganger mer enn et tilsvarende rør av 316L-stål per vektenhet. De faktiske prisene varierer avhengig av markedskonjunkturer, bestillingsstørrelse, dimensjoner og leverandør. Vurder derfor å kontakte leverandøren din for en nøyaktig prisangivelse.

Konklusjon

rør av 2205-duplex rustfritt stål gir deg bedre ytelse og bedre korrosjonsmotstand enn austenittiske stål. Det gir deg til og med nesten dobbelt så høy flytefestighet som 316L. Du kan derfor bruke tynnere vegger og likevel oppfylle kravene til ytelse, noe som reduserer materialkostnadene og systemets vekt.

Og som om det ikke var nok, får du også bedre motstand mot kloridindusert spenningskorrosjonssprekkdannelse og pitting. Uansett om du installerer infrastruktur til offshore-bruk, sjøvannsanlegg eller utstyr for kjemisk prosessering, gir bruk av 2205 en holdbar drift.

Du må imidlertid sikre deg at du kjøper materialene fra en pålitelig leverandør for garantert ytelse, takket være Voyagemetal. Vi sikrer sporebarhet av materialer, riktig varmebehandling og overholdelse av ASTM-, ASME- eller EN-standarder.