Труба Duplex 2205 и бесшовные трубы EN 1.4462: свойства, эквиваленты и применение

Что такое дуплекс 2205?

Дуплекс 2205 — это дуплексная нержавеющая сталь с содержанием 22% хрома и двухфазной микроструктурой, состоящей примерно из равных частей феррита и аустенита. Сочетание аустенитной и ферритной структур придает ей сбалансированный набор свойств: более высокую прочность, чем у аустенитной нержавеющей стали 304 или 316, хорошую ударную вязкость и гораздо лучшую стойкость к хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением, чем у марок 300-й серии. Сталь соответствует стандартам UNS S32205 и UNS S31803, а также имеет европейский номер материала EN 1.4462. Бесшовные трубы из этого материала обычно поставляются по ASTM A790 или ASME SA790, а сварные трубы — по тем же спецификациям.

Дуплекс 2205 — наиболее часто используемый сплав в семействе дуплекс, поскольку его свойства хорошо сбалансированы, а стоимость ниже, чем у более высоколегированных супер-дуплексных марок. Это мягкий и-стойкий к коррозии материал, который хорошо работает при высоких-температурах и-давлениях, когда аустенитные марки имеют слишком большой размер или трескаются под воздействием хлоридов.

Стандартные эквиваленты

UNS S31803 было первоначальным обозначением, а UNS S32205 — это ужесточенная современная версия с немного более узкими пределами состава и более высоким минимальным содержанием азота. Оба широко используются; когда спецификация покупки позволяет, предпочтение отдается S32205, поскольку его гарантированные минимальные свойства выше.

Химический состав

Механические свойства и коррозионная стойкость

В состоянии-отжига в растворе дуплексная труба 2205 обычно гарантирует предел текучести не менее 450 МПа, предел прочности на разрыв не менее 655 МПа и удлинение не менее 25 %. Высокий предел текучести позволяет сделать стенки более тонкими, чем у эквивалентных аустенитных конструкций, что позволяет снизить вес и стоимость. Эквивалентное число питтинговой устойчивости составляет около 35, а материал устойчив к точечной коррозии, щелевой коррозии и хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением в морской воде и других хлорид-содержащих средах, что делает его стандартным выбором для морских и прибрежных применений.

Размеры, графики и формы

Бесшовные дуплексные трубы 2205 обычно доступны номинальных размеров от 1/2 дюйма до 12 дюймов, марок SCH20, SCH30, SCH40, STD и SCH80, а также в таких формах, как круглые гидравлические и другие инженерные секции. Из одного и того же семейства материалов производятся бесшовные, сварные и готовые трубы, поэтому форму изделия можно подобрать в соответствии с диаметром и применением.

Приложения

Duplex 2205 используется при добыче и переработке нефти и газа, подводных и надводных трубопроводах, химических и нефтехимических заводах, опреснительных установках, системах охлаждения морской воды, теплообменниках, целлюлозно-бумажных фабриках, а также в конструкциях, подвергающихся воздействию морской атмосферы. Сочетание прочности, усталостной стойкости и устойчивости к хлоридам делает его особенно ценным для вращающегося оборудования, сосудов под давлением и трубопроводов, где вес и надежность имеют значение. Для наиболее агрессивных условий, таких как высокое содержание хлоридов в сочетании с очень низким pH, следует оценивать супер-дуплексные марки с более высоким содержанием сплавов.

Точки выбора и обработки

Поскольку дуплексная сталь зависит от сбалансированного соотношения феррита-аустенита, сварка должна выполняться квалифицированными процедурами с контролируемым подводом тепла и температурой между проходами, а быстрое охлаждение после сварки обычно является предпочтительным. Материал магнитный, что нормально и не является дефектом. Отжиг проводят в диапазоне 1020–1100 градусов с последующим быстрым охлаждением. При заказе дуплексной трубы укажите обозначение UNS, стандарт на продукцию, график и необходимые испытания, чтобы поставляемый материал соответствовал проектной основе.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем разница между S31803 и S32205?

S31803 — это оригинальное обозначение UNS для дуплекса 2205, а S32205 — современное обозначение с более узкими диапазонами содержания некоторых элементов и более высоким минимальным содержанием азота, что обеспечивает несколько более высокую гарантированную прочность. S32205 в целом удовлетворяет требованиям S31803, но реверс не происходит автоматически.

Вопрос 2: Является ли EN 1.4462 тем же материалом, что и UNS S32205?

На практике да. EN 1.4462 — это европейский номер материала для дуплексной нержавеющей стали с 22% хромом, и ее состав совпадает с UNS S32205. Эти два обозначения используются как взаимозаменяемые в международных поставках, и в сертификатах обычно указываются оба.

Вопрос 3: Почему дуплекс 2205 устойчив к хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением?

Двухфазная структура и легирование хромом, молибденом и азотом выводят материал из условий, при которых аустенитные стали растрескиваются под действием растягивающих напряжений в хлоридных средах. Ферритная фаза препятствует возникновению трещин, а аустенитная фаза обеспечивает прочность.

Вопрос 4: Может ли дуплекс 2205 заменить 316L при эксплуатации в морской воде?

Да, во многих случаях применения в морской воде, и он обеспечивает более высокую прочность и лучшую устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением. Однако стойкость к щелевой коррозии в стоячей морской воде ограничена по сравнению с супер-дуплексными марками, поэтому при проектировании следует учитывать температуру и геометрию щели.

В5: Трудно ли сваривать дуплексную трубу 2205?

Duplex 2205 хорошо сваривает, если процедура аттестована: контролируемое тепловложение, пределы температуры между проходами и правильный выбор наполнителя поддерживают баланс феррита-аустенита. Неконтролируемое высокое тепловложение может нарушить фазовый баланс и снизить ударную вязкость и коррозионную стойкость.

В6: Каковы типичные условия поставки дуплексной трубы 2205?

Труба поставляется в -отожженном и протравленном состоянии, при этом отжиг обычно проводится при температуре 1020–1100 градусов с последующим быстрым охлаждением и обычно сертифицируется гидростатическими испытаниями и, при необходимости, измерением феррита и коррозионными испытаниями.