Aktualności

W przemyśle petrochemicznym różnice w wydajności pomiędzy warstwami stalowymi dupleksem a warstwami wykonanymi z innych materiałów wyrażają się przede wszystkim pod względem wytrzymałości, odporności na korozję,odporność na wysokie temperaturyW dalszej części przedstawiono szczegółową analizę porównawczą:
1Wytrzymałość i odporność na ciśnienie: stal podwójna znacznie przewyższa austenitową stal nierdzewną i stal węglową
Wytrzymałość wytrzymałościowa dupleksów stalowych (np. 2205, 2507) może osiągnąć 450 ‰ 700 MPa, co jest 2 ‰ 3 razy większa niż w 316L austenitycznej stali nierdzewnej (170 ‰ 210 MPa) i 1.5×2 razy większa niż w stali węglowej (200×300 MPa). Ta właściwość umożliwia zmniejszenie masy sprzętu poprzez zmniejszenie grubości ściany w zastosowaniach pod wysokim ciśnieniem (takich jak hydrokrakingowe urządzenia pracujące przy 10-15 MPa),przy jednoczesnym unikaniu deformacji spowodowanej koncentracją naprężeniaStal węglowa, ze względu na swoją mniejszą wytrzymałość, wymaga gęstszych ścian pod wysokim ciśnieniem i jest podatna na pęknięcia z powodu zmęczenia; stal nierdzewna ferrytowa, choć wytrzymała niż stal austenityczna,ma słabą wytrzymałość i słabą odporność na uderzenia.
II. Odporność na korozję: Stal podwójna przewyższa się w środowiskach chlorurowych i siarkowodorowych
Odporność na korozję odrywczą i korozję naprężeniową: Odporność na korozję stali podwójnej jest zapewniona przez jej ′′ferrytową + austenitową′′ dwufazową mikrostrukturę.Wartość ekwiwalentu oporu do otwierania dziur (PREN) wynosi ≥34W środowiskach przetwarzania wody morskiej i ropy naftowej zawierających jony chlorku, temperatura krytycznego otwierania (CPT) osiąga 30-40°C, znacznie przekraczając 15°C stali nierdzewnej 316L.w rurociągach wtrysku wody morskiej na platformach morskich, 2205 dupleks stalowy jest odporny na korozję wodą morską, a grubość ściany zmniejsza się o mniej niż 0,1 mm po pięciu latach użytkowania.w kwaśnych środowiskach zawierających H2S (np. zakłady przetwarzania gazu ziemnego)Stal duplex ma wyższy próg pękania przez korozję naprężeniową (SCC), zapobiegając “przełomowaniu wodorem” pęknięć.natomiast austenitowa stal nierdzewna jest podatna na korozję naprężeniową poprzez pękanie w środowiskach jonów chlorku lub siarkowodoru.
Różnice od stopów na bazie niklu: Stopy na bazie niklu (takie jak Inconel 625) oferują najlepszą odporność na korozję w silnych mediach kwaśnych, takich jak stężony kwas solny lub kwas fluorowodny,ale ich koszt jest 5 ¢ 10 razy wyższy niż w przypadku stali dupleks, co sprawia, że nadają się tylko do ekstremalnych scenariuszy korozji; stal dupleks oferuje lepszą opłacalność w środowiskach o umiarkowanej korozji.
3Odporność na wysokie temperatury: stal nierdzewna austenitowa jest bardziej odpowiednia do wysokich temperatur, podczas gdy stal dupleks jest ograniczona do średnich temperatur.
Austenitowa stal nierdzewna (np. 310S) może być stosowana przez długi czas w temperaturze od 600 do 1100 °C, co sprawia, że nadaje się do zastosowań o wysokiej temperaturze, takich jak rury piecowe;długotrwała temperatura pracy dla stali dupleksowej nie przekracza zwykle 300°C (2205) lub 400°C (2507), ponieważ temperatury powyżej tych progów mogą prowadzić do opadów w fazie σ, co prowadzi do zmniejszenia wytrzymałości.i ferrytyczna stal nierdzewna jest podatna na schodzenie powyżej 450 °C, dzięki czemu oba materiały nadają się tylko do zastosowań w niskich temperaturach.
4Przetwarzanie i koszty: stal dupleks zapewnia lepszą ogólną efektywność kosztową niż materiały wysokiej klasy.
Spawanie i możliwość formowania: stal dupleks ma niskie ryzyko rozkładania się strefy cieplnej i może być spawana przy użyciu konwencjonalnych procesów spawania, z mniejszą trudnością niż stopy na bazie niklu;podczas formowania na zimno, deformacja musi być kontrolowana, ale jego formowalność na gorąco jest lepsza niż w stali ferrytowej.Stopy na bazie niklu wykazują znaczące utwardzanie robocze, co wymaga specjalistycznych procesów zarówno do formowania, jak i spawania.
Porównanie kosztów: Koszt materiału stali dupleks jest wyższy niż koszt stali nierdzewnej austenitycznej 316L, ale niższy niż koszt stopów na bazie niklu.żywotność elementów stalowych typu duplex wynosi 2 ̇ 3 razy więcej niż 316LNa przykład po tym, jak rafineria zastąpiła swoje armatury stalą dupleksową, cykl konserwacji został wydłużony z 2 lat do 5 lat.W przypadku stali węglowej koszty początkowe są niższe., wymaga częstej konserwacji ochrony przed korozją (np. roczne piaskowanie w celu usuwania rdzy), co może skutkować wyższymi długoterminowymi kosztami eksploatacyjnymi.
5Zalecenia dotyczące wyboru scenariusza zastosowania
Priorytety dla stali duplex: rurociągi wody morskiej zawierające jony chlorku, systemy przetwarzania ropy naftowej, jednostki wodorowania pod wysokim ciśnieniem (ciśnienie > 8 MPa), rurociągi gazu kwasowego zawierające H2S,i platform morskich, gdzie w kompaktowych zastosowaniach wymagana jest zarówno wytrzymałość, jak i odporność na korozję.
Wybierz inne materiały: stal nierdzewna austenitowa 316L do środowisk o rozcieńczonej zawartości kwasu w temperaturze otoczenia; stal nierdzewna ferrytowa do gazów spalinowych o wysokiej temperaturze nieżrącego;stali węglowej do nierzędnych rurociągów niskiego ciśnienia; oraz stopów na bazie niklu do koncentrowanych kwasów, w środowiskach korozyjnych o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu w pełni zanurzonych.
Podsumowanie
Tęże z stali dupleks, ze swoimi całościowymi zaletami: wysoką wytrzymałością, umiarkowaną lub wysoką odpornością na korozję oraz efektywnością kosztową,W przypadku środowisk korozyjnych pod wysokim ciśnieniem w przemyśle petrochemicznymInne materiały odgrywają jednak niezastąpioną rolę w warunkach określonych temperatur lub ekstremalnych warunkach korozji.niezbędne jest przeprowadzenie kompleksowej oceny uwzględniającej skład średniej, parametrów operacyjnych i kosztów cyklu życia w celu osiągnięcia optymalnej równowagi między wydajnością a kosztami.