труба з дуплексної нержавіючої сталі 2205: галузі застосування та переваги

труба з дуплексної нержавіючої сталі 2205 — це міцний і стійкий до корозії матеріал, що широко використовується в різних трубопровідних системах. Вона має високу механічну міцність, добру оброблюваність і сприятливі фізичні властивості.

Завдяки цим характеристикам багато галузей промисловості покладаються на сталь 2205. Серед них — офшорні нафтові та газові установки, хімічні заводи та морські системи. Вона добре зарекомендувала себе у морській воді, де багато інших сталей виходять з ладу. Порівняно з нержавіючою сталлю марки 316L вона має майже подвоєну границю плинності та високу стійкість до корозії, викликаної хлоридами.

Однак жоден матеріал не підходить для всіх ситуацій. Експлуатаційні характеристики сталі 2205 залежать від способу та умов її застосування. Тому знання її сильних сторін і обмежень допомагає правильно підібрати її для конкретного випадку використання й уникнути проблем у майбутньому.

Що таке дуплексна нержавіюча сталь 2205?

дуплексна нержавіюча сталь 2205 є двофазним сплавом, що містить 50 % фериту та 50 % аустеніту. На відміну від нержавіючої сталі серії 300, цей матеріал має високу міцність і добре стійкий до корозії. Тому його можна використовувати в агресивних середовищах, зокрема в морській справі, нафтовій та газовій промисловості.

Зверніть увагу: сплав 2205 доступний у двох специфікаціях. Перша — S31803, що є оригінальним класом. Друга — S32205, у якій жорсткіше регламентовано вміст хрому, молібдену та азоту. Отже, S32205 є покращеною версією S31803 і забезпечує кращі експлуатаційні характеристики.

Щодо хімічного складу, двофазна сталь 2205 містить ряд елементів. Найпоширеніші з них наведені в таблиці нижче:

Ці елементи спільно забезпечують переваги порівняно з однофазною мікроструктурою. Наприклад, 22 % хрому забезпечують загальну стійкість до корозії, а 3 % молібдену — стійкість до точкової корозії. Інші елементи, такі як нікель відсотковий вміст стабілізує аустенітну фазу, тоді як азот оптимізує феритно-аустенітний баланс.

Які механічні властивості мають труби з дуплексної сталі 2205?

дуплексна сталь 2205 має вражаючі механічні властивості, зокрема високу ударну в’язкість, межу текучості та межу міцності на розтяг, що забезпечує її ефективне застосування в складних і вимогливих умовах експлуатації.

• Міцність на розтяг: Межа міцності дуплексної сталі 2205 становить 620–655 МПа (90–95 ksi). Цього достатньо для використання труб з тоншими стінками, які при цьому безпечно витримують робочий тиск.
• Модуль пружності: нержавіюча сталь марки 2205 має межу текучості за умови 0,2 % залишкової деформації, що відповідає мінімальним вимогам — 450 МПа (65 ksi). Це приблизно вдвічі більше, ніж межа текучості сталі 316L, яка становить 170 МПа. Отже, вона забезпечує відмінні конструкційні характеристики вашим компонентам.
• Подовження: Дуплексна сталь 2205 має значення відносного видовження понад 25 % при довжині вимірювального відрізка 50 мм. Хоча це значення нижче, ніж 40 % у аустенітних марок, воно є достатнім і свідчить про високий ступінь пластичності. Отже, ви можете розраховувати на цей матеріал для безпечного використання в несучих конструкціях та трубопровідних системах.
• Скрістість: Дуплексна сталь 2205 характеризується твердістю до 293 HB (за Бринеллем) або 32 HRC (за Роквеллом C). Це забезпечує легкість обробки та надзвичайну стійкість до зношування.
• Стійкість до корозії: На відміну від сталі 316L, дуплексна сталь 2205 має високу стійкість до точкової корозії, корозії під напруженням та корозії в щілинах. Саме тому її можна використовувати в морській справі, нафтовій та газовій промисловості, не побоюючись корозійного руйнування.
• В’язкість удару: При кімнатній температурі дуплексна сталь 2205 демонструє високу ударну в’язкість понад 100 Дж (за шкалою Шарпі з V-подібним надрізом). Це означає, що ваш компонент не буде легко руйнуватися. Крім того, вона зберігає хорошу й стабільну в’язкість при температурах близько −50 °C (−58 °F), тому її можна використовувати в кріогенних застосуваннях.

Які основні сфери застосування труб із дуплексної сталі 2205?

дуплексна нержавіюча сталь 2205 знаходить застосування в багатьох галузях, зокрема в нафтогазовій, хімічній промисловості, морському машинобудуванні тощо. Ось як можна використовувати цей метал у кожній із зазначених галузей:

1) Нафтогазова промисловість

Офшорний сектор нафтогазової промисловості є провідним серед галузей, які найбільше залежать від дуплексних труб 2205. Цей матеріал можна використовувати для різних завдань, зокрема для обробки видобутої води, ін’єкції морської води та ліній хімічної ін’єкції. Це пов’язано з тим, що сталь 2205 стійка до корозійного тріщинування під напруженням хлоридів у морській воді, а також витримує високі механічні навантаження.

І це ще не все: сталь 2205 також можна використовувати для підводних потокових ліній та підйомних труб (різерів) у мілководних районах. Крім того, у середовищі кислих газів, що містять сірководень, вона добре себе показує завдяки стійкості до сульфідного корозійного тріщинування під напруженням, що відповідає вимогам стандарту NACE MR0175 / ISO 15156-1 щодо граничних значень.

2) Хімічна промисловість

В хімічна обробка у підприємствах, ви знайдете сталь 2205 у з’єднаннях резервуарів для зберігання, трубах теплообмінників та штуцерах тискостійких посудин. Це пов’язано з тим, що даний метал витримує агресивні умови, зокрема органічні кислоти, розчини хлоридів та окиснювальні середовища, такі як оцтова та фосфорна кислоти.

У тискостійких посудинах можна використовувати тонші стінки завдяки високій межі плинності двофазної сталі 2205. Як наслідок, це скорочує витрати матеріалу та час виготовлення, а також усуває ризик корозійного тріщиноподібного руйнування під напруженням, якому часто піддаються сталі 304L і 316L у середовищі хлоридів.

3) Морська та офшорна галузь

Якщо ви займаєтеся будівництвом суден, ви можете використовувати двофазну сталь 2205 у системах охолодження морською водою, баластних лініях та системах пожежогасіння. Таким чином компоненти мають довший термін служби, оскільки сталь 2205 не піддається корозії в застоюючій морській воді.

Аналогічно, сталь 2205 можна використовувати для напірних трубопроводів подачі води у системах зворотного осмосу на опріснювальних установках. Це пов’язано з тим, що даний метал витримує високий вміст хлоридів, температуру та механічні навантаження.

4) Целюлозно-паперова промисловість

дуплексна сталь 2205 витримує вплив хлоридів, що запобігає утворенню тріщин від корозійного розтягування. Тому її можна використовувати в паперово-целюлозній промисловості для процесів відбілювання.

Крім того, якщо ваша установка для відбілювання працює з натрієвою гіпохлоритною сіллю або двокисом хлору, цей матеріал стає дуже зручним. На відміну від аустенітних марок сталі, які можуть зазнати передчасного утворення пітингових дефектів.

5) Інші галузі

Ви можете використовувати нержавіюча сталь 2205 у багатьох інших галузях, де потрібні високі вимоги до чистоти та міцної корозійної стійкості. Серед них:

• Переробка їжі: Сталь 2205 можна використовувати в розсолопроводах та системах очищення «на місці» (CIP), оскільки вона стійка до корозії й забезпечує гігієну харчових продуктів.
• Фармацевтичні продукти: Дуплексна сталь підтримує технологічні трубопроводи, що транспортують активні компоненти в агресивних розчинниках. Таким чином ви не лише досягаєте гігієнічних стандартів, а й отримуєте високу міцність.
• Контроль забруднення: Якщо ви працюєте в галузі контролю забруднення навколишнього середовища, дуплексна сталь 2205 — це економічно вигідний матеріал. Вона добре працює в обладнанні, що піддається впливу сірчаної кислоти та потоків, багатих хлоридами, забезпечуючи тривалий термін його служби.

Які обмеження має труба з дуплексної нержавіючої сталі 2205?

Як і будь-який інший матеріал, дуплексна сталь 2205 також має свої недоліки. По-перше, вона стабільна лише при температурах до 300 °C (572 °F). Це означає, що при тривалому нагріванні у матеріалі утворюються сигма-фаза та хі-фаза. Як наслідок, виникають локалізовані ділянки корозії й матеріал стає крихким.

По-друге, низькі температури нижче −50 °C спричиняють інші проблеми. Якщо працювати з цим матеріалом при таких низьких температурах, феритна фаза проходить перехід від пластичного до крихкого стану. Це явище знижує ударну в’язкість матеріалу й підвищує ризик крихкого руйнування під час дії ударних навантажень.

Інша недолік дуплексної сталі 2205 полягає в тому, що при її обробці потрібно дотримуватися більшої обережності порівняно з аустенітними марками. В іншому разі неякісне холодне гнуття призведе до збільшення пружного відскоку й обмежить можливий ступінь деформації матеріалу перед відпалом.

Крім того, обробка сталі 2205, як правило, відбувається приблизно на 20 % повільніше, ніж сталі 316L. Це означає, що ваш інструмент швидше зношується. Тому для підтримання розумних витрат на виробництво необхідно використовувати твердосплавні або керамічні різальні пластина з ізносостійкими покриттями.

Нарешті, зварювання вимагає більш суворого контролю. Коротко кажучи, потрібно використовувати наповнювальні матеріали, що містять азот (наприклад, ER2209), щоб зберегти баланс феритно-аустенітних фаз і запобігти надмірному утворенню фериту в зварному шві.

Поширені запитання

Чи є труби з дуплексної сталі 2205 економічно вигідними?

дуплексна сталь 2205 може заощадити кошти протягом тривалого часу. Наприклад, завдяки високій міцності матеріалу можна проектувати тонші стінки труб, що, у свою чергу, зменшує витрати на матеріал і монтаж. У той же час стійкість до корозії забезпечує тривалий термін експлуатації труби при менших витратах на технічне обслуговування.

У чому різниця між трубами з дуплексної сталі 2205 та нержавіючої сталі 316?

Труби з дуплексної сталі 2205 та 316 відрізняються переважно характеристиками кожного матеріалу. Труби з дуплексної сталі 2205 мають майже вдвічі більшу міцність порівняно зі сталлю 316. Крім того, вони забезпечують кращу стійкість до корозії під напруженням хлоридів, що дозволяє використовувати їх у агресивних середовищах.

з іншого боку, труби зі сталі 316 характеризуються вищою пластичністю та надійніше витримують високі температури. Тому вони добре підходять для застосувань із помірним рівнем корозійного впливу, де важлива гнучкість.

Чи можна зварювати дуплексну трубу 2205?

Так, дуплексну сталь 2205 можна зварювати, якщо використовувати відповідний наповнювальний матеріал, наприклад, ER2209. Крім того, необхідно контролювати тепловий вплив та захищати розплавлену зварну ванну. Це забезпечує збереження міцності зварного шву та його стійкості до корозії на рівні основного матеріалу.

Скільки коштує дуплексна стальна труба 2205?

дуплексна сталь 2205 коштуватиме вам у 1,5–2 рази дорожче, ніж аналогічна труба зі сталі 316L за вагою. Фактичні ціни залежать від ринкових умов, обсягу замовлення, розмірів і постачальника. Тому рекомендуємо звернутися до свого постачальника для отримання точної цінової пропозиції.

Висновок

дуплексна нержавіюча сталь 2205 забезпечує кращі експлуатаційні характеристики та вищу стійкість до корозії порівняно з аустенітними сталями. Її межа плинності майже вдвічі перевищує аналогічний показник сталі 316L. Отже, ви можете використовувати тонші стінки труб, одночасно задовольняючи всі вимоги до експлуатаційних характеристик, що зменшує витрати на матеріали та загальну вагу системи.

І це ще не все: ви отримуєте вищу стійкість до корозійного тріщинування під напруженням у хлоридних середовищах та до точкової корозії. Тож, чи йдеться про монтаж офшорної інфраструктури, систем забору морської води чи обладнання для хімічної переробки, застосування сталі 2205 забезпечує тривалу й надійну експлуатацію.

Однак ви повинні забезпечити, щоб ви закуповували матеріали від надійного постачальника для гарантованої продуктивності завдяки Voyagemetal. Ми забезпечуємо відстежуваність матеріалів, правильну термічну обробку та відповідність стандартам ASTM, ASME або EN.