Dupleksā nerūsējošā tērauda caurule ir tērauda veids, kas apvieno daudzas lieliskas īpašības, piemēram, izcilu izturību pret koroziju, augstu izturību un vieglu ražošanu un apstrādi. To fizikālās īpašības ir starp austenīta nerūsējošo tēraudu un ferīta nerūsējošo tēraudu, bet tuvāk ferīta nerūsējošajam tēraudam un oglekļa tēraudam. Duplekso nerūsējošā tērauda cauruļu izturība pret hlorīda punktveida koroziju un spraugas koroziju ir saistīta ar hroma, molibdēna, volframa un slāpekļa saturu. Tas var būt līdzīgs 316 nerūsējošajam tēraudam vai augstāks nekā jūras ūdens nerūsējošais tērauds, piemēram, 6% Mo austenīta nerūsējošais tērauds. Visu duplekso nerūsējošā tērauda cauruļu spēja izturēt hlorīda spriedzes korozijas lūzumu ir ievērojami spēcīgāka nekā 300. sērijas austenīta nerūsējošajam tēraudam, un to izturība ir arī daudz augstāka nekā austenīta nerūsējošā tērauda, ​​vienlaikus nodrošinot labu plastiskumu un stingrību.

Dupleksā nerūsējošā tērauda caurule tiek saukta par "dupleksu", jo tās metalogrāfiskā mikrostruktūra sastāv no diviem nerūsējošā tērauda graudiem - ferīta un austenīta. Zemāk redzamajā attēlā dzeltenā austenīta fāzi ieskauj zilā ferīta fāze. Kad dupleksā nerūsējošā tērauda caurule kūst, tā vispirms sacietē līdz pilnīgai ferīta struktūrai, kad tā sacietē no šķidrā stāvokļa. Materiālam atdziestot līdz istabas temperatūrai, apmēram puse ferīta graudu pārvēršas austenīta graudos. Rezultāts ir tāds, ka aptuveni 50% no mikrostruktūras ir austenīta fāze un 50% ir ferīta fāze.

Dupleksajai nerūsējošā tērauda caurulei ir divfāzu austenīta un ferīta mikrostruktūra
Dupleksās nerūsējošā tērauda caurules raksturojums
01 Augsta izturība: duplekso nerūsējošā tērauda cauruļu izturība ir aptuveni 2 reizes lielāka nekā parastajam austenīta nerūsējošajam tēraudam vai ferīta nerūsējošajam tēraudam. Tas ļauj dizaineriem noteiktos lietojumos samazināt sienu biezumu.

02 Laba stingrība un elastība: neskatoties uz duplekso nerūsējošā tērauda cauruļu augsto izturību, tām ir laba plastika un stingrība. Duplekso nerūsējošā tērauda cauruļu izturība un elastība ir ievērojami labāka nekā ferīta nerūsējošā tērauda un oglekļa tērauda cauruļu izturība un elastība, un tās joprojām saglabā labu stingrību pat ļoti zemās temperatūrās, piemēram, -40 °C/F. Bet tas joprojām nevar sasniegt austenīta nerūsējošā tērauda izcilības līmeni. Minimālās mehānisko īpašību robežas dupleksajām nerūsējošā tērauda caurulēm, kas noteiktas ASTM un EN standartos

03 - Izturība pret koroziju: nerūsējošā tērauda izturība pret koroziju galvenokārt ir atkarīga no tā ķīmiskā sastāva. Dupleksajām nerūsējošā tērauda caurulēm lielākajā daļā lietojumu ir augsta izturība pret koroziju, jo tajās ir augsts hroma saturs, kas ir labvēlīgs oksidējošām skābēm, un pietiekams daudzums molibdēna un niķeļa, lai izturētu mērenu samazinājumu. Korozija skābā vidē. Duplekso nerūsējošā tērauda cauruļu spēja izturēt hlorīda jonu punktveida koroziju un spraugas koroziju ir atkarīga no to hroma, molibdēna, volframa un slāpekļa satura. Salīdzinoši augstais hroma, molibdēna un slāpekļa saturs dupleksajās nerūsējošā tērauda caurulēs nodrošina labu izturību pret hlorīda punktveida un plaisu koroziju. Tiem ir dažādas izturības pret koroziju, sākot no 316 nerūsējošā tērauda markām, piemēram, ekonomiska dupleksā nerūsējošā tērauda caurule 2101, līdz pakāpēm, kas atbilst 6% molibdēna nerūsējošā tērauda, ​​piemēram, SAF 2507. Dupleksajām nerūsējošā tērauda caurulēm ir ļoti labas īpašības. stresa korozijas plaisāšanas (SCC) izturība, kas ir “mantota” no ferīta puses. Visu duplekso nerūsējošā tērauda cauruļu spēja izturēt hlorīda sprieguma korozijas plaisāšanu ir ievērojami labāka nekā 300. sērijas austenīta nerūsējošajam tēraudam. Standarta austenīta nerūsējošā tērauda markas, piemēram, 304 un 316, var ciest no sprieguma korozijas plaisāšanas hlorīda jonu, mitra gaisa un paaugstinātas temperatūras klātbūtnē. Tāpēc daudzos ķīmiskās rūpniecības lietojumos, kur pastāv lielāks spriedzes korozijas risks, austenīta nerūsējošā tērauda vietā bieži izmanto dupleksa nerūsējošā tērauda caurules.

04-Fizikālās īpašības: starp austenīta nerūsējošo tēraudu un ferīta nerūsējošo tēraudu, bet tuvāk ferīta nerūsējošajam tēraudam un oglekļa tēraudam. Parasti tiek uzskatīts, ka labu veiktspēju var iegūt, ja ferīta fāzes attiecība pret austenīta fāzi dupleksā nerūsējošā tērauda caurulē ir 30% līdz 70%. Tomēr dupleksās nerūsējošā tērauda caurules bieži tiek uzskatītas par aptuveni pusi ferīta un pusi austenīta. Pašreizējā komerciālajā ražošanā, lai iegūtu vislabākās izturības un apstrādes īpašības, austenīta īpatsvars ir nedaudz lielāks. Galveno sakausējuma elementu, īpaši hroma, molibdēna, slāpekļa un niķeļa, mijiedarbība ir ļoti sarežģīta. Lai iegūtu stabilu divfāžu struktūru, kas ir labvēlīga apstrādei un ražošanai, ir jārūpējas, lai katram elementam būtu atbilstošs saturs.

Papildus fāzu līdzsvaram, otra galvenā problēma attiecībā uz duplekso nerūsējošā tērauda cauruli un to ķīmisko sastāvu ir kaitīgu intermetālisku fāžu veidošanās paaugstinātā temperatūrā. σ fāze un χ fāze veidojas nerūsējošajā tēraudā ar augstu hroma un molibdēna saturu un galvenokārt izgulsnējas ferīta fāzē. Slāpekļa pievienošana ievērojami aizkavē šo fāžu veidošanos. Tāpēc ir svarīgi saglabāt pietiekamu slāpekļa daudzumu cietajā šķīdumā. Pieaugot pieredzei ar duplekso nerūsējošā tērauda cauruļu ražošanu, arvien vairāk tiek atzīta šauru sastāva diapazonu kontroles nozīme. Sākotnēji iestatītais 2205 dupleksās nerūsējošā tērauda caurules sastāva diapazons ir pārāk plašs. Pieredze rāda, ka, lai iegūtu vislabāko izturību pret koroziju un izvairītos no starpmetālu fāžu veidošanās, hroma, molibdēna un slāpekļa saturs S31803 ir jāsaglabā satura diapazona vidējā un augšējā robežās. Tādējādi tika izveidots uzlabots 2205 divfāzu tērauda UNS S32205 ar šauru sastāva diapazonu.