La tubería de acero inoxidable dúplex es un tipo de acero que combina muchas propiedades excelentes, como excelente resistencia a la corrosión, alta resistencia y facilidad de fabricación y procesamiento. Sus propiedades físicas están entre el acero inoxidable austenítico y el acero inoxidable ferrítico, pero más cercanas al acero inoxidable ferrítico y al acero al carbono. La resistencia a las picaduras de cloruro y a la corrosión por grietas de las tuberías de acero inoxidable dúplex está relacionada con su contenido de cromo, molibdeno, tungsteno y nitrógeno. Puede ser similar al acero inoxidable 316 o superior al acero inoxidable de agua de mar, como el acero inoxidable austenítico con 6% Mo. La capacidad de todas las tuberías de acero inoxidable dúplex para resistir la fractura por corrosión bajo tensión de cloruro es significativamente más fuerte que la del acero inoxidable austenítico serie 300, y su resistencia también es mucho mayor que la del acero inoxidable austenítico, al tiempo que muestra buena plasticidad y tenacidad.

La tubería de acero inoxidable dúplex se denomina “dúplex” porque su microestructura metalográfica está compuesta por dos granos de acero inoxidable, ferrita y austenita. En la imagen siguiente, la fase de austenita amarilla está rodeada por la fase de ferrita azul. Cuando la tubería de acero inoxidable dúplex se funde, primero se solidifica en una estructura de ferrita completa cuando se solidifica desde el estado líquido. A medida que el material se enfría a temperatura ambiente, aproximadamente la mitad de los granos de ferrita se transforman en granos de austenita. El resultado es que aproximadamente el 50% de la microestructura es la fase austenita y el 50% es la fase ferrita.

La tubería de acero inoxidable dúplex tiene una microestructura de dos fases de austenita y ferrita.
Características de la tubería de acero inoxidable dúplex.
01-Alta resistencia: La resistencia de la tubería de acero inoxidable dúplex es aproximadamente 2 veces mayor que la del acero inoxidable austenítico convencional o el acero inoxidable ferrítico. Esto permite a los diseñadores reducir el espesor de la pared en determinadas aplicaciones.

02-Buena tenacidad y ductilidad: a pesar de la alta resistencia de los tubos de acero inoxidable dúplex, exhiben buena plasticidad y tenacidad. La tenacidad y ductilidad de las tuberías de acero inoxidable dúplex son significativamente mejores que las del acero inoxidable ferrítico y el acero al carbono, y aún mantienen una buena tenacidad incluso a temperaturas muy bajas, como -40 °C/F. Pero todavía no puede alcanzar el nivel de excelencia del acero inoxidable austenítico. Límites mínimos de propiedades mecánicas para tuberías de acero inoxidable dúplex especificados por las normas ASTM y EN

03-Resistencia a la corrosión: La resistencia a la corrosión del acero inoxidable depende principalmente de su composición química. Las tuberías de acero inoxidable dúplex exhiben una alta resistencia a la corrosión en la mayoría de las aplicaciones debido a su alto contenido de cromo, que es favorable en ácidos oxidantes, y cantidades suficientes de molibdeno y níquel para soportar una reducción moderada de la corrosión en medios ácidos. La capacidad de las tuberías de acero inoxidable dúplex para resistir las picaduras de iones de cloruro y la corrosión por grietas depende de su contenido de cromo, molibdeno, tungsteno y nitrógeno. Los contenidos relativamente altos de cromo, molibdeno y nitrógeno de las tuberías de acero inoxidable dúplex les confieren una buena resistencia a las picaduras de cloruro y a la corrosión por grietas. Vienen en una gama de diferentes resistencias a la corrosión, que van desde grados equivalentes al acero inoxidable 316, como el económico tubo de acero inoxidable dúplex 2101, hasta grados equivalentes al 6% de acero inoxidable de molibdeno, como el SAF 2507. Los tubos de acero inoxidable dúplex tienen muy buenas Resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC), que se "hereda" del lado de la ferrita. La capacidad de todas las tuberías de acero inoxidable dúplex para resistir el agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruro es significativamente mejor que la del acero inoxidable austenítico serie 300. Los grados de acero inoxidable austenítico estándar, como 304 y 316, pueden sufrir grietas por corrosión bajo tensión en presencia de iones de cloruro, aire húmedo y temperaturas elevadas. Por lo tanto, en muchas aplicaciones de la industria química donde existe un mayor riesgo de corrosión bajo tensión, a menudo se utilizan tuberías de acero inoxidable dúplex en lugar de acero inoxidable austenítico.

04-Propiedades físicas: Entre el acero inoxidable austenítico y el acero inoxidable ferrítico, pero más cercano al acero inoxidable ferrítico y al acero al carbono. En general, se cree que se puede obtener un buen rendimiento cuando la proporción entre la fase de ferrita y la fase de austenita en una tubería de acero inoxidable dúplex es del 30% al 70%. Sin embargo, a menudo se considera que las tuberías de acero inoxidable dúplex son aproximadamente mitad ferrita y mitad austenita. En la producción comercial actual, para obtener las mejores características de tenacidad y procesamiento, la proporción de austenita es ligeramente mayor. La interacción entre los principales elementos de aleación, especialmente cromo, molibdeno, nitrógeno y níquel, es muy compleja. Para obtener una estructura estable de dos fases que sea beneficiosa para el procesamiento y la fabricación, se debe tener cuidado para garantizar que cada elemento tenga un contenido adecuado.

Además del equilibrio de fases, la segunda preocupación importante con respecto a las tuberías de acero inoxidable dúplex y su composición química es la formación de fases intermetálicas dañinas a temperaturas elevadas. Las fases σ y χ se forman en acero inoxidable con alto contenido de cromo y molibdeno y precipitan preferentemente en la fase de ferrita. La adición de nitrógeno retrasa enormemente la formación de estas fases. Por tanto, es importante mantener una cantidad suficiente de nitrógeno en la solución sólida. A medida que aumenta la experiencia con la fabricación de tubos de acero inoxidable dúplex, se reconoce cada vez más la importancia de controlar rangos de composición estrechos. El rango de composición inicialmente establecido para tubos de acero inoxidable dúplex 2205 es demasiado amplio. La experiencia muestra que para obtener la mejor resistencia a la corrosión y evitar la formación de fases intermetálicas, los contenidos de cromo, molibdeno y nitrógeno del S31803 deben mantenerse en los límites medio y superior del rango de contenido. Esto condujo al acero 2205 bifásico UNS S32205 mejorado con un rango de composición estrecho.