Ο διπλός σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα είναι ένας τύπος χάλυβα που συνδυάζει πολλές εξαιρετικές ιδιότητες όπως εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, υψηλή αντοχή και ευκολία κατασκευής και επεξεργασίας. Οι φυσικές τους ιδιότητες είναι μεταξύ ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα και φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα, αλλά πιο κοντά στον φερριτικό ανοξείδωτο χάλυβα και τον ανθρακούχο χάλυβα. Η αντίσταση στη διάβρωση των σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα διπλής όψης στη διάβρωση χλωρίου και σχισμής σχετίζεται με την περιεκτικότητά τους σε χρώμιο, μολυβδαίνιο, βολφράμιο και άζωτο. Μπορεί να είναι παρόμοιο με τον ανοξείδωτο χάλυβα 316 ή υψηλότερο από τον ανοξείδωτο χάλυβα θαλασσινού νερού όπως ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας 6% Mo. Η ικανότητα όλων των σωλήνων διπλής όψης από ανοξείδωτο χάλυβα να αντιστέκονται σε θραύση λόγω διάβρωσης με τάση χλωρίου είναι σημαντικά ισχυρότερη από αυτή του ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα της σειράς 300 και η αντοχή του είναι επίσης πολύ υψηλότερη από τον ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα, ενώ παρουσιάζει καλή πλαστικότητα και σκληρότητα.

Ο διπλός σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα ονομάζεται "duplex" επειδή η μεταλλογραφική του μικροδομή αποτελείται από δύο κόκκους ανοξείδωτου χάλυβα, τον φερρίτη και τον ωστενίτη. Στην παρακάτω εικόνα, η φάση του κίτρινου ωστενίτη περιβάλλεται από τη φάση του μπλε φερρίτη. Όταν ο διπλός σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα λιώνει, πρώτα στερεοποιείται σε μια πλήρη δομή φερρίτη όταν στερεοποιείται από την υγρή κατάσταση. Καθώς το υλικό ψύχεται σε θερμοκρασία δωματίου, περίπου οι μισοί από τους κόκκους φερρίτη μετατρέπονται σε κόκκους ωστενίτη. Το αποτέλεσμα είναι ότι περίπου το 50% της μικροδομής είναι η φάση ωστενίτη και το 50% η φάση του φερρίτη.

Ο διπλός σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα έχει μικροδομή δύο φάσεων από ωστενίτη και φερρίτη
Χαρακτηριστικά διπλού σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα
01-Υψηλή αντοχή: Η αντοχή του διπλού σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα είναι περίπου 2 φορές μεγαλύτερη από αυτή του συμβατικού ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα ή του φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα. Αυτό επιτρέπει στους σχεδιαστές να μειώσουν το πάχος του τοίχου σε ορισμένες εφαρμογές.

02-Καλή σκληρότητα και ολκιμότητα: Παρά την υψηλή αντοχή των διπλών σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα, παρουσιάζουν καλή πλαστικότητα και σκληρότητα. Η σκληρότητα και η ολκιμότητα των διπλών σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα είναι σημαντικά καλύτερες από αυτές του φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα και του ανθρακούχου χάλυβα και εξακολουθούν να διατηρούν καλή σκληρότητα ακόμη και σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες όπως -40°C/F. Αλλά και πάλι δεν μπορεί να φτάσει το επίπεδο αριστείας του ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα. Ελάχιστα όρια μηχανικών ιδιοτήτων για σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα διπλής όψης που καθορίζονται από τα πρότυπα ASTM και EN

03-Αντοχή στη διάβρωση: Η αντοχή στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα εξαρτάται κυρίως από τη χημική του σύνθεση. Οι διπλοί σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα παρουσιάζουν υψηλή αντοχή στη διάβρωση στις περισσότερες εφαρμογές λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς τους σε χρώμιο, το οποίο είναι ευνοϊκό σε οξειδωτικά οξέα, και επαρκείς ποσότητες μολυβδαινίου και νικελίου για να αντέχουν μέτρια μείωση στη διάβρωση σε όξινα μέσα. Η ικανότητα των σωλήνων διπλής όψης από ανοξείδωτο χάλυβα να αντιστέκονται στη διάβρωση ιόντων χλωρίου και στη διάβρωση εξαρτάται από την περιεκτικότητά τους σε χρώμιο, μολυβδαίνιο, βολφράμιο και άζωτο. Η σχετικά υψηλή περιεκτικότητα σε χρώμιο, μολυβδαίνιο και άζωτο των σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα διπλής όψης τους δίνει καλή αντίσταση στη διάβρωση από χλωριούχα και διάβρωση. Διατίθενται σε μια σειρά διαφορετικών αντιστάσεων στη διάβρωση, που κυμαίνονται από ποιότητες ισοδύναμες με ανοξείδωτο χάλυβα 316, όπως οικονομικός σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα διπλής όψης 2101, έως ποιότητες ισοδύναμες με ανοξείδωτο χάλυβα 6% μολυβδαίνιο, όπως SAF 2507. Οι διπλοί σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα έχουν πολύ καλές Αντοχή στη διάβρωση κατά της καταπόνησης (SCC), η οποία «κληρονομείται» από την πλευρά του φερρίτη. Η ικανότητα όλων των σωλήνων διπλής όψης από ανοξείδωτο χάλυβα να αντιστέκονται στη διάβρωση λόγω καταπόνησης χλωρίου είναι σημαντικά καλύτερη από αυτή του ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα της σειράς 300. Οι τυπικές ποιότητες ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα όπως 304 και 316 ενδέχεται να υποφέρουν από ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω τάσης παρουσία ιόντων χλωρίου, υγρού αέρα και υψηλών θερμοκρασιών. Επομένως, σε πολλές εφαρμογές στη χημική βιομηχανία όπου υπάρχει μεγαλύτερος κίνδυνος διάβρωσης λόγω τάσης, χρησιμοποιούνται συχνά σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα διπλής όψης αντί για ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα.

04-Φυσικές ιδιότητες: Μεταξύ ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα και φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα, αλλά πιο κοντά στον φερριτικό ανοξείδωτο χάλυβα και τον ανθρακούχο χάλυβα. Γενικά πιστεύεται ότι μπορεί να επιτευχθεί καλή απόδοση όταν η αναλογία φάσης φερρίτη προς φάση ωστενίτη σε σωλήνα διπλού ανοξείδωτου χάλυβα είναι 30% έως 70%. Ωστόσο, οι σωλήνες διπλής όψης από ανοξείδωτο χάλυβα θεωρούνται συχνά ότι είναι περίπου μισός φερρίτης και μισός ωστενίτης. Στην τρέχουσα εμπορική παραγωγή, για να αποκτηθούν τα καλύτερα χαρακτηριστικά σκληρότητας και επεξεργασίας, η αναλογία του ωστενίτη είναι ελαφρώς μεγαλύτερη. Η αλληλεπίδραση μεταξύ των κύριων στοιχείων κράματος, ιδιαίτερα του χρωμίου, του μολυβδαινίου, του αζώτου και του νικελίου, είναι πολύ περίπλοκη. Για να αποκτήσετε μια σταθερή δομή δύο φάσεων που είναι ευεργετική για την επεξεργασία και την κατασκευή, πρέπει να ληφθεί μέριμνα ώστε να διασφαλιστεί ότι κάθε στοιχείο έχει το κατάλληλο περιεχόμενο.

Εκτός από την ισορροπία φάσης, η δεύτερη σημαντική ανησυχία σχετικά με τον διπλό σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα και τη χημική του σύνθεση είναι ο σχηματισμός επιβλαβών διαμεταλλικών φάσεων σε υψηλές θερμοκρασίες. Η φάση σ και η φάση χ σχηματίζονται σε ανοξείδωτο χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο και μολυβδαίνιο και κατά προτίμηση καθιζάνουν στη φάση φερρίτη. Η προσθήκη αζώτου καθυστερεί πολύ τον σχηματισμό αυτών των φάσεων. Είναι επομένως σημαντικό να διατηρείται επαρκής ποσότητα αζώτου στο στερεό διάλυμα. Καθώς η εμπειρία με την κατασκευή σωλήνων από ανοξείδωτο χάλυβα διπλής όψης αυξάνεται, η σημασία του ελέγχου των στενών περιοχών σύνθεσης αναγνωρίζεται όλο και περισσότερο. Η αρχική σειρά σύνθεσης του σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα διπλής όψης 2205 είναι πολύ μεγάλη. Η εμπειρία δείχνει ότι για να επιτευχθεί η καλύτερη αντοχή στη διάβρωση και να αποφευχθεί ο σχηματισμός διαμεταλλικών φάσεων, οι περιεκτικότητες σε χρώμιο, μολυβδαίνιο και άζωτο του S31803 θα πρέπει να διατηρούνται στα μεσαία και ανώτερα όρια του εύρους περιεκτικότητας. Αυτό οδήγησε στον βελτιωμένο χάλυβα διπλής φάσης 2205 UNS S32205 με στενό εύρος σύνθεσης.