หน้าแปลนเหล็กดูเพล็กซ์

คุณสมบัติทางกลและทางเคมีที่เหนือกว่าของดูเพล็กซ์ถูกชดเชยด้วยความยากลำบากในการขึ้นรูป เกรดเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมต่อแบบหน้าแปลนธรรมดาสำหรับบริการแบบคงที่ แต่จะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าเมื่อสร้างรูปทรงโลหะที่ซับซ้อน โชคดีที่ความสามารถในการขึ้นรูปของเหล็กสองเฟสในโครงสร้างที่ซับซ้อนและทรงกลมไม่เป็นปัญหาในเหล็กโครงสร้าง เนื่องจากได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายสำหรับเหล็กเหนียวธรรมดาในการใช้งานที่ไม่กัดกร่อน

ข้อกำหนด ASTM A182 ครอบคลุมโลหะผสมสแตนเลสที่ผลิตโดยการตีหรือรีด ข้อมูลจำเพาะของ Duplex 2205 นี้ยังครอบคลุมส่วนประกอบสำหรับการให้บริการที่อุณหภูมิสูง เช่น หน้าแปลนท่อ อุปกรณ์หลอม วาล์ว และชิ้นส่วน หลังจากการทำงานที่ร้อน หน้าแปลนดูเพล็กซ์สแตนเลสเกรด 2205 จะต้องถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดก่อนที่จะทำการอบชุบ โลหะผสมจะต้องได้รับการบำบัดความร้อนตามข้อกำหนดบางประการ เช่น ประเภทการบำบัดความร้อน ตัวกลางหล่อเย็น อุณหภูมิออสเทนไนซ์\/อุณหภูมิของสารละลาย และการชุบแข็ง

วัสดุตามมาตรฐาน ASTM A182 จำเป็นต้องเป็นไปตามองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนด ตัวอย่างเช่น หน้าแปลนเชื่อมชนแบบเหล็กสองเฟส 2205 จะต้องมีองค์ประกอบต่างๆ เช่น คาร์บอน ซิลิคอน นิกเกิล โครเมียม โมลิบดีนัม แมงกานีส ฟอสฟอรัส โคลัมเบียม และไทเทเนียม วัสดุที่ใช้ในการผลิตหน้าแปลนอัลลอยด์ 2205 นี้ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเชิงกลของข้อกำหนดเกรดที่สั่ง

หน้าแปลนยกหน้าทำจากเหล็กดูเพล็กซ์มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงในตัวกลางที่มีคลอไรด์ รวมถึงน้ำทะเล ทำให้เกรดนี้เหมาะสำหรับสะดือน้ำลึกและการใช้งานน้ำมันและก๊าซอื่นๆ

เนื่องจากเป็นเหล็กกล้าโลหะผสมขนาดกลาง หน้าแปลนยกหน้าแบบดูเพล็กซ์จึงให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและมีความแข็งแรงเชิงกลเป็นสองเท่าในตัวกลางส่วนใหญ่เมื่อเปรียบเทียบกับสเตนเลสออสเทนนิติกมาตรฐาน ASTM 316L

หน้าแปลนยกที่เชื่อมชนแบบเหล็กสองเฟสให้ความสามารถในการขึ้นรูปที่ดีเยี่ยมและสม่ำเสมอ เพื่อเพิ่มความเร็วในการตัด ลดการสึกหรอของเครื่องมือ และเวลาในการตั้งค่า

การก่อตัวของเฟสระหว่างโลหะ เช่น เฟสซิกมาในหน้าแปลนหน้าแปลนเหล็กดูเพล็กซ์เกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิ 600¡ãC – 1,000¡ãC และการสลายตัวของเฟอร์ไรต์เกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิ 350¡ãC – 500¡ãC ( 475¡ãC การเปราะ)

แนวคิดพื้นฐานของหน้าแปลนเชื่อมชนแบบเหล็กสองเฟสคือการสร้างองค์ประกอบทางเคมีที่ทำให้เฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์ผสมกันอย่างเท่าเทียมกัน องค์ประกอบทางเคมีของหน้าแปลนเหล็กดูเพล็กซ์มีความสมดุลเพื่อผลิตเฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์ในปริมาณที่เท่ากันโดยประมาณภายใต้สภาวะการอบอ่อนของสารละลาย

โครเมียม โมลิบดีนัม ไนโตรเจน และนิกเกิลเป็นองค์ประกอบการผสมที่สำคัญที่สุด ซึ่งมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติทางกล ทางกายภาพ และการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ โครเมียมจำเป็นต่อการสร้างฟิล์มทู่โครเมียมที่มีความเสถียร ซึ่งเพียงพอที่จะปกป้องเหล็กจากการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศระดับเล็กน้อย ยิ่งมีปริมาณโครเมียมสูงเท่าใด ความต้านทานการกัดกร่อนก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

2205 Duplex Steel ประกอบด้วยโครงสร้างจุลภาคสองเฟสของเฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์ เมื่อพูดถึงองค์ประกอบทางเคมีของหน้าแปลนเหล็กดูเพล็กซ์ 2205 ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโครเมียม 22% โมลิบดีนัม 3% และนิกเกิล 5 6% ในรูปของเหล็กกล้าไร้สนิมอัลลอยด์

โครเมียมเป็นสารเฟอร์ไรต์ชนิดหนึ่ง ซึ่งหมายความว่ามันส่งเสริมโครงสร้าง BCC ของเหล็ก นอกจากนี้ยังเพิ่มความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงอีกด้วย โครเมียมที่สูงขึ้นยังส่งเสริมการก่อตัวของเฟสระหว่างโลหะ ซึ่งเป็นอันตรายต่อเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ และควรได้รับการแก้ไข

เราเป็นหนึ่งในผู้ผลิตหน้าแปลนเลื่อนเหล็กดูเพล็กซ์รายใหญ่ที่สุดซึ่งมีความแข็งแรงเมื่อยล้าที่ดีและทนต่อการกัดกร่อนสูง หน้าแปลนตาบอดเหล็กดูเพล็กซ์ 2205 เป็นที่รู้จักจากคุณสมบัติเชิงกลต่างๆ เช่น ทนทานต่อการแตกร้าว รูพรุน และการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

โมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยก อย่างไรก็ตาม ปริมาณในสเตนเลสดูเพล็กซ์โดยทั่วไปจะถูกจำกัดให้น้อยกว่า 4% เนื่องจาก Mo เป็นตัวก่อเฟอร์ไรต์เช่นกัน และอาจนำไปสู่เฟสระหว่างโลหะที่ไม่ต้องการได้ ไนโตรเจนช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการกัดกร่อนตามรอยแยก

องค์ประกอบทางเคมีของหน้าแปลน F51 ดูเพล็กซ์ประกอบด้วยคาร์บอน โครเมียม แมงกานีส โมลิบดีนัม ไนโตรเจน นิกเกิล และฟอสฟอรัส หน้าแปลนใช้ในระบบแรงดันและอุปกรณ์วาล์ว

นอกจากนี้ยังเพิ่มความแข็งแกร่งอย่างมากในฐานะองค์ประกอบเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายของแข็งที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ไนโตรเจนเป็นสารตั้งต้นออสเทนไนต์ที่แข็งแกร่ง และการเติมไนโตรเจนจะช่วยเพิ่มความเหนียวของเหล็กสองเฟสได้อย่างมาก นอกจากนี้ยังชะลอการก่อตัวของสารประกอบระหว่างโลหะมากพอที่จะทำให้สามารถแปรรูปและผลิตเหล็กสองเฟสได้ นิกเกิลเป็นสารเพิ่มความคงตัวออสเทนนิติกที่ส่งเสริมการก่อตัวของโครงสร้างออสเทนนิติก FCC ซึ่งมีส่วนทำให้มีความเหนียวของเหล็กสองเฟส

สำหรับหน้าแปลนสเตนเลสดูเพล็กซ์ การหลอมสารละลายที่อุณหภูมิที่เหมาะสมตามด้วยการดับน้ำทันทีจะทำให้ได้สมดุลเฟสออสเทนไนต์ เฟอร์ไรต์ทางโลหะวิทยาที่ดีที่สุด สิ่งสำคัญคือต้องรักษาเวลาระหว่างการออกจากเตาและการดับน้ำให้สั้นที่สุด เพื่อลดการสูญเสียความร้อนจากหน้าแปลน ซึ่งอาจนำไปสู่การตกตะกอนของขั้นตอนที่เป็นอันตรายก่อนที่น้ำจะดับลงที่อุณหภูมิห้อง

เหล็กดูเพล็กซ์ถูกนำเข้าสู่ตลาดเพื่อแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการแตกร้าวจากการกัดกร่อนที่เกิดจากความเครียดที่เกิดจากสารละลายคลอรีน องค์ประกอบทางเคมีของวัสดุหน้าแปลนดูเพล็กซ์ยังทำให้หน้าแปลนมีโอกาสน้อยที่จะเกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนที่เกิดจากคลอรีน โลหะผสมเหล่านี้มีราคาถูกกว่าเหล็กที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก

เนื่องจากนิกเกิลเป็นวัสดุโภคภัณฑ์ ต้นทุนการใช้โลหะผสมที่ได้รับการผสมอย่างหนักโดยใช้โลหะผสมจึงมีแนวโน้มที่จะมีราคาแพงมาก แม้จะมีปริมาณนิกเกิลต่ำ แต่หน้าแปลนดูเพล็กซ์ 2205 ก็สามารถแสดงคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการได้เนื่องจากมีโมลิบดีนัมและโครเมียมในปริมาณสูง

ปริมาณโครเมียมอยู่ระหว่าง 20 28% ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมหน้าแปลนตาบอดของ UNS S31803\/ S32205 จึงเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าทู่ ในปรากฏการณ์นี้ ชั้นออกไซด์ของฟิล์มป้องกันที่รักษาตัวเองได้จะล้อมรอบหน้าแปลน ทำให้ทนทานต่อการเกิดออกซิเดชัน

หน้าแปลนเหล็กสแตนเลสดูเพล็กซ์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งที่มีการสัมผัสกับสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ซึ่งสื่อถูกขนส่งข้ามช่องทางอย่างรวดเร็ว ส่วนประกอบที่ใช้ที่นี่อาจเสื่อมสภาพได้

ช่วยปรับเปลี่ยนและทำความสะอาดระบบกระบวนการเหล่านี้ ความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติแรงดึงของหน้าแปลนเลื่อนเหล็กดูเพล็กซ์นั้นถูกขยายเมื่อเปรียบเทียบกับหน้าแปลนสแตนเลสส่วนใหญ่

เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าออสเทนนิติกที่สอดคล้องกัน พวกมันมีแนวโน้มที่จะเกิดการตกตะกอนของเฟสซิกมา ไนไตรด์ และคาร์ไบด์ ทำให้เกิดการเปราะและความต้านทานการกัดกร่อนลดลง หน้าแปลนท่อเหล็กดูเพล็กซ์เป็นเหล็กพิเศษที่เหมาะสำหรับใช้ในสภาวะที่มีการกัดกร่อนสูงซึ่งต้องการความแข็งแรงทางกลที่สูงมาก

สำหรับเกรดสเตนเลสออสเทนนิติกมาตรฐาน (เช่น 304 และ 316) SCC อาจเป็นปัญหาในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นและอุณหภูมิสูง หรือกับสารเคมีบางชนิด เช่น คลอไรด์ ดังนั้น ซัพพลายเออร์หน้าแปลนบอดดูเพล็กซ์จึงมักจัดส่งให้กับอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมน้ำมันและอุตสาหกรรม ก๊าซ ปิโตรเคมี และอุตสาหกรรมทางทะเล

UNS S32205 Duplex Steel ASME SA182 Butt Weld Flanges เหมาะสำหรับน้ำทะเลและอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า เนื่องจากพื้นผิวเรียบสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 600¡ãF ในขณะที่ยังมีลักษณะการไหลที่ดีเยี่ยมอีกด้วย

เนื่องจากสเตนเลสดูเพล็กซ์มีปริมาณนิกเกิลและโมลิบดีนัมต่ำกว่าสเตนเลสออสเทนนิติก จึงมีแนวโน้มที่จะมีความต้านทานการกัดกร่อนใกล้เคียงกัน ปริมาณโลหะผสมที่ต่ำกว่าของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์หมายถึงต้นทุนที่ลดลง นี่เป็นเรื่องจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อค่าธรรมเนียมโลหะผสมสูง นอกจากนี้ เนื่องจากเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ให้ผลผลิตสูงกว่าเมื่อเทียบกับสเตนเลสออสเทนนิติก จึงมักจะสามารถลดความหนาของหน้าตัดลงได้ การผสมผสานนี้สามารถลดต้นทุนและน้ำหนักของขนาดหน้าแปลนท่อดูเพล็กซ์เกรด 150 ได้อย่างมาก เมื่อเทียบกับส่วนประกอบในเกรดสเตนเลสออสเทนนิติก

งานรองของหน้าแปลนเหล็กดูเพล็กซ์คือการอำนวยความสะดวกให้กับพนักงานที่เข้าถึงระบบเหล่านี้เพื่อทำความสะอาด ตรวจสอบ หรือดัดแปลง โดยทั่วไป การใช้งานหน้าแปลนสเตนเลสดูเพล็กซ์พบได้ในอุตสาหกรรมต่อไปนี้ ได้แก่ โรงงานเคมี เรือบรรทุกสารเคมี โรงไฟฟ้าพลังความร้อน โรงแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ปั๊มน้ำทะเล โรงกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากก๊าซไอเสีย งานก่อสร้าง และโรงงานเยื่อกระดาษและกระดาษ อุตสาหกรรมเหล่านี้ใช้ระบบท่อในการถ่ายโอนสื่อ ซึ่งมักจะสร้างแรงกดดันต่อหน้าแปลนทั่วไป

เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์มีโครงสร้างผสมระหว่างเฟอร์ไรต์ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางตัวถัง (BCC) และออสเทนไนต์ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ใบหน้า (FCC) จำนวนที่แน่นอนของแต่ละเฟสขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและการบำบัดความร้อนหรือประวัติความร้อน อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว สเตนเลสดูเพล็กซ์ส่วนใหญ่จะมีเฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์ในปริมาณที่เท่ากัน (เศษส่วนตามปริมาตร)

การใช้หน้าแปลนท่อเหล็กดูเพล็กซ์ UNS S31803 ช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพสูง ทนต่อการกัดกร่อนที่สูงขึ้น และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น เนื่องจากลักษณะทางจุลภาคของออสเทนนิติกและเฟอร์ริติกมีลักษณะเป็นคู่ในสัดส่วนที่เท่ากัน วัสดุหน้าแปลน RTJ ที่ทำจากเหล็กสองเฟสจึงสืบทอดคุณสมบัติของเหล็กทั้งสองชนิด

ธาตุผสมหลักได้แก่ โครเมียมและนิกเกิล แต่สามารถเพิ่มไนโตรเจน โมลิบดีนัม ทองแดง ซิลิคอน และทังสเตน เพื่อควบคุมสมดุลของโครงสร้างและให้คุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนบางประการได้ ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์มีความคล้ายคลึงกับความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่มีองค์ประกอบโลหะผสมคล้ายคลึงกัน

ซึ่งหมายความว่าได้ความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าจากออสเทนไนต์ในโลหะผสม และหน้าแปลน Werkstoff No 1.4462 BLRF มีความแข็งแรงและความแข็งสูงกว่า ซึ่งทั้งสองส่วนเป็นส่วนประกอบเฟอร์ริติก