Dėl puikaus atsparumo korozijai,316L nerūdijančio plienoyra plačiai naudojamas chemijos pramonėje. 18-8 tipo austenitinio nerūdijančio plieno darinys 316L yra legiruotas, pridedant 2-3% molibdeno.
2205 dvipusis nerūdijantis plienassudėtyje yra azoto, kad padidintų jo atsparumą vietinei korozijai. Jo kieto-tirpalo mikrostruktūrą sudaro maždaug vienoda ferito ir austenito fazių pusiausvyra-paprastai mažosios fazės kiekis turi sudaryti ne mažiau kaip 30 %-, todėl jai suteikiamos būdingos ferito ir austenitinio nerūdijančio plieno savybės. Šiame straipsnyje bus palygintos šios dvi medžiagos įvairiais aspektais, įskaitant jų atsparumą korozijai, mechanines savybes ir taikymo sritis.
Atsparumo korozijai skirtumai
Vienodas atsparumas korozijai
Dėl savo sudėties-, kuriame yra 22 % chromo, 3 % molibdeno ir 0,18 % azoto-2205, nerūdijantis plienas pasižymi geresnėmis atsparumo korozijai savybėmis nei 316 nerūdijančio plieno daugelyje terpių.
Lokalizuotas atsparumas korozijai
Konkrečios chromo, molibdeno ir azoto proporcijos, esančios 2205 nerūdijančiame pliene, suteikia jam didelį atsparumą taškinei ir plyšinei korozijai tiek oksiduojančiuose, tiek rūgštiniuose tirpaluose.
Atsparumas įtempiams korozijai
Dvipusė 2205 struktūra užtikrina didelį atsparumą chlorido įtempių korozijos įtrūkimams (SCC). Priešingai, 316 nerūdijantis plienas yra labiau pažeidžiamas esant karščiui, stresui, deguoniui ir chloridams, o tai riboja jo patikimumą tokioje aplinkoje.
Atsparumas korozijai nuovargiui
2205 nerūdijantis plienas pasižymi dideliu stiprumu ir puikiu atsparumu korozijai, todėl jis puikiai atsparus korozijos nuovargiui. Dėl to jis idealiai tinka įrangai, kuri veikia tiek korozinę terpę, tiek ciklinę apkrovą, ir pranoksta 316 nerūdijantį plieną sudėtingose srityse.
Mechaninių savybių skirtumai
2205 takumo riba ir atsparumas tempimui yra žymiai pranašesni už 316-maždaug dvigubai daugiau nei 316 nerūdijančio plieno,-todėl jis geriau tinka aukšto-slėgio ir didelio įtempimo sąlygomis.
| Turtas | Duplex 2205 nerūdijantis plienas | 316 nerūdijantis plienas |
|---|---|---|
| Mikrostruktūra | Austenitas + feritas | Austenitinė |
| Išeigos stiprumas (MPa) | Didesnis arba lygus 450 | Didesnis arba lygus 205 |
| Tempiamasis stipris (MPa) | 620 – 880 | 515 – 620 |
| pailgėjimas (%) | Didesnis arba lygus 25 | Didesnis arba lygus 40 |
| Kietumas (HB) | Mažiau arba lygus 293 | Mažiau arba lygus 217 |
| Smūgio atsparumas | Geras | Puikiai |
| Tankis (g/cm³) | 7.8 | 8.0 |
| Elastingumo modulis (GPa) | ~200 | ~193 |
Privalumų ir trūkumų skirtumai
2205 dvipusis nerūdijantis plienas
I. Privalumai
- Atsparumas korozijai: Cr, Mo ir N sinerginis poveikis užtikrina atsparumą korozijai -konkrečiai Cl⁻-, kuris yra tris kartus didesnis nei SUS316L (kai kritinė duobėjimo temperatūra yra didesnė nei 35 laipsniai).
- Didelis stiprumas ir lengvas svoris: kai takumo riba yra didesnė nei 450 MPa arba lygi, pertvaros storis gali būti sumažintas 30%, taip sumažinant laivo degalų sąnaudas.
- Atsparumas SCC: dvipusė mikrostruktūra slopina plyšių plitimą, todėl tinka gabenti mišinius, kuriuose yra jūros vandens, arba aukštos{0}}temperatūros naftos ir cheminių medžiagų krovinius.
- Kaina{0}}Efektyvumas: mažai nikelio; atsižvelgiant į numatomus nikelio kainų svyravimus 2025 m., jis siūlo mažesnes bendras gyvavimo ciklo sąnaudas.
II. Trūkumai
- Apdorojimo sunkumas: reikalingas tikslus suvirinimo šilumos srauto valdymas (rekomenduojamas TIG suvirinimas su užpildo viela ER2209); linkę įtrūkti šalto darbo metu.
- Žemos-temperatūros apribojimai: atsparumas mažėja esant žemesnei nei -50 laipsnių temperatūrai, todėl jis netinkamas itin-žemos temperatūros suskystintų dujų krovinių bakams.
- Pradinės išlaidos: plieno plokštės vieneto kaina yra maždaug 15–20 % didesnė nei SUS316L (nors ilgalaikės priežiūros išlaidos yra mažesnės).
316 austenitinis nerūdijantis plienas
I. Privalumai
- Atsparumas korozijai: 316 nerūdijantis plienas pasižymi puikiu atsparumu organinėms rūgštims ir sulfidinei aplinkai (pvz., H₂S). Jis taip pat puikiai veikia daugelyje kriogeninių terpių, įskaitant aplinką, susijusią su suskystintomis gamtinėmis dujomis (SGD).
- Apdorojamumas: pasižymi dideliu lankstumu, lengvai apdorojamas ir formuojamas šaltai-, todėl tinka sudėtingų geometrijų ir griežtų posūkių gamybai.
- Kriogeninis efektyvumas: išlaiko puikų tvirtumą net ir itin žemoje{0}}temperatūroje-iki -196 laipsnių, todėl tinka kriogeninėms suskystintoms cheminėms medžiagoms gabenti.
II. Trūkumai
- Mažesnis stiprumas: jo takumo riba yra maždaug 205 MPa; todėl aukšto-slėgio ir didelės apkrovos{1}}skerspjūviai reikalingi storesni.
- Prastas atsparumas chloridui: aplinkoje, kurioje yra ir įtempių, ir chlorido jonų, 316 gali sugesti dėl įtempių korozijos įtrūkimų -rizika, kuri ypač išryškėja esant aukštesnei nei 60 laipsnių temperatūrai.
- Aukštos{0}}temperatūros apribojimai: ilgai veikiant 400–600 laipsnių temperatūrai, gali iškristi karbidas, todėl gali sumažėti jo atsparumas korozijai.
Taikymo sričių skirtumai
Kai projektas susiduria su tokiais iššūkiais kaip jūros vandens poveikis, didelė chlorido jonų koncentracija, aukštas slėgis arba nuovargis dėl korozijos,2205 dvipusis nerūdijantis plienasyra tinkamas pasirinkimas. Jo tipiškos taikymo sritys apima:
- Jūrų ir laivų statybos inžinerija: jūrinių naftos platformų šilumokaičių vamzdžiai, jūros vandens gėlinimo garintuvai ir aukšto{0}}slėgio vamzdynai, chemikalų tanklaivių krovinių cisternos ir jūros vandens aušinimo sistemos.
- Nafta ir dujos: naftos ir dujų gavybos vamzdynai, kuriuose yra chlorido druskų ir vandenilio sulfido, šulinio galvutės įranga ir aukšto -slėgio indai.
- Chemijos ir aplinkos inžinerija: reaktoriai, skirti ėsdinančioms terpėms, tokioms kaip acto rūgštis ir skruzdžių rūgštis, apdoroti, popieriaus balinimo įranga ir svarbūs nuotekų valymo sistemų komponentai.
Kai programos scenarijus yra jautrus gamybos paprastumui ir pradinei kainai-o korozinė aplinka yra gana švelni-316 nerūdijantis plienasyra ekonomiškesnis ir praktiškesnis pasirinkimas. Jo tipiškos taikymo sritys apima:
- Medicinos prietaisai ir farmacijos produktai: chirurginiai implantai, chirurginiai instrumentai, farmacijos reaktoriai ir švarių patalpų vamzdynai.
- Architektūra ir vandens tiekimas: užuolaidų sienelių ir turėklų statyba ne-ekstremalioje pakrantės aplinkoje, taip pat buitinių vandens tiekimo sistemų vamzdynai.
- Bendras pramoninis ir cheminis pritaikymas: talpyklos, skirtos nestiprioms cheminėms medžiagoms tvarkyti, ir šilumokaičiai (mažo-chlorido aplinkoje).
Išvada
Apibendrinant galima pasakyti, kad pagrindinis dalykas renkantis duplex Stainless Steel 2205 ir 316 yra medžiagos suderinimas su konkrečiomis eksploatavimo sąlygomis ir projekto reikalavimais. Kai projektas susijęs su aplinka, kuriai būdingas didelis chlorido kiekis, didelis slėgis ar didelis įtempis-ir kai pirmenybė teikiama ilgalaikiam-stabilumui, mažoms priežiūros sąnaudoms ir prieinamam biudžetui-„Duplex 2205“ yra pirmenybė.
Ir atvirkščiai, projektams, vykdomiems standartinėje korozinėje aplinkoje,-kur reikalingas didelis apdirbimo tikslumas ir sudėtingos geometrijos, o biudžetas yra ribotas-Nerūdijantis plienas 316 yra ekonomiškesnis- pasirinkimas. Nei Duplex 2205, nei 316 neturi absoliutaus pranašumo prieš kitus; verčiau svarbiausias veiksnys yra pasirinkti medžiagą, geriausiai tinkančią konkrečiam taikymo scenarijui.