หน้าแปลน ASTM A182 S32205

เนื่องจากนิกเกิลเป็นวัสดุโภคภัณฑ์ ต้นทุนการใช้โลหะผสมที่ได้รับการผสมอย่างหนักโดยใช้โลหะผสมจึงมีแนวโน้มที่จะมีราคาแพงมาก แม้จะมีปริมาณนิกเกิลต่ำ แต่หน้าแปลนดูเพล็กซ์ 2205 ก็สามารถแสดงคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการได้เนื่องจากมีโมลิบดีนัมและโครเมียมในปริมาณสูง

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

หน้าแปลนเหล็กสแตนเลสดูเพล็กซ์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งที่มีการสัมผัสกับสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ซึ่งสื่อถูกขนส่งข้ามช่องทางอย่างรวดเร็ว ส่วนประกอบที่ใช้ที่นี่อาจเสื่อมสภาพได้

ช่วยปรับเปลี่ยนและทำความสะอาดระบบกระบวนการเหล่านี้ ความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติแรงดึงของหน้าแปลนเลื่อนเหล็กดูเพล็กซ์นั้นถูกขยายเมื่อเปรียบเทียบกับหน้าแปลนสแตนเลสส่วนใหญ่

เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าออสเทนนิติกที่เกี่ยวข้อง พวกมันมีแนวโน้มที่จะเกิดการตกตะกอนของเฟสซิกมา ไนไตรด์ และคาร์ไบด์ ทำให้เกิดการเปราะและความต้านทานการกัดกร่อนลดลง หน้าแปลนท่อเหล็กดูเพล็กซ์เป็นเหล็กพิเศษที่เหมาะสำหรับใช้ในสภาวะที่มีการกัดกร่อนสูงซึ่งต้องการความแข็งแรงทางกลที่สูงมาก

หน้าแปลนยกหน้าทำจากเหล็กดูเพล็กซ์มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงในตัวกลางที่มีคลอไรด์ รวมถึงน้ำทะเล ทำให้เกรดนี้เหมาะสำหรับสะดือน้ำลึกและการใช้งานน้ำมันและก๊าซอื่นๆ

เนื่องจากเป็นเหล็กกล้าโลหะผสมขนาดกลาง หน้าแปลนยกหน้าแบบดูเพล็กซ์จึงให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและมีความแข็งแรงเชิงกลเป็นสองเท่าในสื่อส่วนใหญ่เมื่อเปรียบเทียบกับสเตนเลสออสเทนนิติกมาตรฐาน 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

Duplex 2205 เป็นสเตนเลสดูเพล็กซ์เสริมไนโตรเจน ออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาการกัดกร่อนทั่วไปที่พบกับสเตนเลสซีรีส์ 300 “Duplex” อธิบายถึงกลุ่มสเตนเลสสตีลที่ไม่ใช่ออสเทนนิติกอย่างสมบูรณ์ (เช่น สเตนเลส 304) หรือเฟอร์ริติกล้วนๆ (เช่น สเตนเลส 430)

โครงสร้างของสเตนเลสดูเพล็กซ์ 2205 ประกอบด้วยออสเทนไนต์กลุ่มหนึ่งที่ล้อมรอบด้วยเฟสเฟอร์ไรต์ต่อเนื่อง ในสภาวะอบอ่อน 2205 มีเฟอร์ไรต์ประมาณ 40 50% 2205 มักถูกเรียกว่าเกรดสำหรับใช้งานจริง และเป็นเกรดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในกลุ่มผลิตภัณฑ์สเตนเลสดูเพล็กซ์

ข้อดีของโครงสร้างแบบดูอัลเฟสคือการผสมผสานข้อดีของโลหะผสมเฟอร์ริติก (ความต้านทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียดและความแข็งแรงสูง) เข้ากับข้อดีของโลหะผสมออสเทนนิติก (ความง่ายในการผลิตและความต้านทานการกัดกร่อน) อุณหภูมิการใช้งานของสแตนเลสดูเพล็กซ์ 2205 ควรจำกัดไว้ที่ต่ำกว่า 600¡ãF การสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานานอาจทำให้เหล็กกล้าไร้สนิม 2205 เปราะได้

สำหรับการใช้งานหลายประเภทที่เหล็กกล้าไร้สนิมซีรีส์ 300 ไวต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียดจากคลอไรด์ เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205 ถือเป็นโซลูชันที่คุ้มค่า การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นเกิดขึ้นเมื่อสเตนเลสต้องเผชิญกับแรงดึงขณะสัมผัสกับสารละลายที่มีคลอไรด์ อุณหภูมิที่สูงขึ้นยังเพิ่มความไวต่อเหล็กกล้าไร้สนิมต่อความเครียดจากการกัดกร่อนแตกร้าว

การรวมกันของโครเมียม โมลิบดีนัม และไนโตรเจนทำให้ 2205 ทนทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนของคลอไรด์และการกัดกร่อนตามรอยแยกได้ดี ความต้านทานนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับบริการต่างๆ เช่น สภาพแวดล้อมทางทะเล น้ำกร่อย การฟอกขาว ระบบน้ำแบบวงปิด และการใช้งานแปรรูปอาหารบางประเภท

ปริมาณโครเมียม โมลิบดีนัม และไนโตรเจนในปริมาณสูงของ 2205 ให้ความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไป เช่น 316L และ 317L ในสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ โลหะผสมที่แปลกใหม่นี้ใช้ในการสำรวจน้ำมันและก๊าซ และยังใช้ในอุตสาหกรรมแปรรูปทางเคมีด้วย

เกรดสเตนเลสดูเพล็กซ์มีชื่อว่าดูเพล็กซ์ เนื่องจากเกรดที่เทียบเท่ากับหน้าแปลนดูเพล็กซ์เหล่านี้มีโครงสร้างจุลภาคแบบสองเฟส โครงสร้างจุลภาคสองเฟสนี้ประกอบด้วยเม็ดคล้ายสเตนเลสเฟอร์ริติกและออสเทนนิติก ตามชื่อที่แนะนำ โครงสร้างดูเพล็กซ์ทำให้วัสดุหน้าแปลนเชื่อมซ็อกเก็ตสแตนเลสดูเพล็กซ์นี้มีคุณสมบัติที่น่าสนใจมากมาย

อุปกรณ์การประมวลผลส่วนใหญ่ใช้ Duplex 2205 นอกจากนี้ยังใช้โดยหน่วยจัดเก็บและขนส่งทางอุตสาหกรรมด้วย เครื่องย่อยเยื่อและกระดาษ ถังของเหลว และเครื่องผลิตกระดาษใช้ Duplex 2205 เช่นกัน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมทางทะเล

ซัพพลายเออร์หน้าแปลนท่อสแตนเลสดูเพล็กซ์แนะนำเกรดสแตนเลสนี้สำหรับการใช้งานหลายประเภท เนื่องจากเกรดสแตนเลสมีความคล้ายคลึงกับช่วงความต้านทานการกัดกร่อนของเกรดสแตนเลสออสเทนนิติก เช่น จากประเภท 304 หรือ 316 ถึงสแตนเลสโมลิบดีนัม 6%

เช่นเดียวกับเกรดสแตนเลสอื่นๆ ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะหรือโลหะผสมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะเป็นหลัก ซึ่งในกรณีนี้คือสแตนเลส สำหรับการต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนของคลอไรด์และการกัดกร่อนตามรอยแยก เนื้อหาขององค์ประกอบ เช่น โครเมียม โมลิบดีนัม และไนโตรเจน ถือว่ามีความสำคัญที่สุด

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

ซึ่งหมายความว่ามีความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าจากออสเทนไนต์ในโลหะผสม และหน้าแปลน Werkstoff No 1.4462 BLRF มีความแข็งแรงและความแข็งสูงกว่า ซึ่งทั้งสองส่วนเป็นส่วนประกอบเฟอร์ริติก