Țeava duplex din oțel inoxidabil este un tip de oțel care combină multe proprietăți excelente, cum ar fi rezistența excelentă la coroziune, rezistența ridicată și ușurința de fabricare și procesare. Proprietățile lor fizice sunt între oțelul inoxidabil austenitic și oțelul inoxidabil feritic, dar mai aproape de oțelul inoxidabil feritic și oțelul carbon. Rezistența la coroziunea cu clorură și la coroziune în crăpături a țevilor duplex din oțel inoxidabil este legată de conținutul de crom, molibden, wolfram și azot. Poate fi similar cu oțelul inoxidabil 316 sau mai mare decât oțelul inoxidabil cu apă de mare, cum ar fi oțelul inoxidabil austenitic 6% Mo. Capacitatea tuturor țevilor duplex din oțel inoxidabil de a rezista ruperii coroziunii la stres cu clorură este semnificativ mai puternică decât cea a oțelului inoxidabil austenitic din seria 300 și rezistența sa este, de asemenea, mult mai mare decât oțelul inoxidabil austenitic, prezentând în același timp plasticitate și duritate bune.

Țeava din oțel inoxidabil duplex este numită „duplex” deoarece microstructura sa metalografică este compusă din două granule de oțel inoxidabil, ferită și austenită. În imaginea de mai jos, faza de austenită galbenă este înconjurată de faza de ferită albastră. Când țeava duplex din oțel inoxidabil se topește, mai întâi se solidifică într-o structură completă de ferită atunci când se solidifică din stare lichidă. Pe măsură ce materialul se răcește la temperatura camerei, aproximativ jumătate din boabele de ferită se transformă în boabe de austenită. Rezultatul este că aproximativ 50% din microstructură este faza de austenită și 50% este faza de ferită.

Țeava duplex din oțel inoxidabil are o microstructură în două faze de austenită și ferită
Caracteristicile țevii duplex din oțel inoxidabil
01-Rezistență ridicată: rezistența țevii duplex din oțel inoxidabil este de aproximativ 2 ori mai mare decât a oțelului inoxidabil austenitic convențional sau a oțelului inoxidabil feritic. Acest lucru permite proiectanților să reducă grosimea peretelui în anumite aplicații.

02-Rezistență și ductilitate bune: În ciuda rezistenței ridicate a țevilor din oțel inoxidabil duplex, acestea prezintă plasticitate și duritate bune. Duritatea și ductilitatea țevilor din oțel inoxidabil duplex sunt semnificativ mai bune decât cele ale oțelului inoxidabil feritic și oțelului carbon și mențin încă o rezistență bună chiar și la temperaturi foarte scăzute, cum ar fi -40°C/F. Dar încă nu poate atinge nivelul de excelență al oțelului inoxidabil austenitic. Limitele minime de proprietate mecanică pentru țevile duplex din oțel inoxidabil specificate de standardele ASTM și EN

03-Rezistența la coroziune: rezistența la coroziune a oțelului inoxidabil depinde în principal de compoziția sa chimică. Țevile duplex din oțel inoxidabil prezintă rezistență ridicată la coroziune în majoritatea aplicațiilor datorită conținutului lor ridicat de crom, care este favorabil în acizii oxidanți, și a cantităților suficiente de molibden și nichel pentru a rezista la o reducere moderată a coroziunii în mediile acide. Capacitatea țevilor duplex din oțel inoxidabil de a rezista la stropirea ionilor de clorură și la coroziunea în crăpături depinde de conținutul lor de crom, molibden, wolfram și azot. Conținutul relativ ridicat de crom, molibden și azot al țevilor duplex din oțel inoxidabil le conferă o rezistență bună la zâmbituri de clorură și la coroziune în crăpături. Ele vin într-o gamă de rezistențe diferite la coroziune, variind de la grade echivalente cu oțel inoxidabil 316, cum ar fi țeava economică din oțel inoxidabil 2101, până la grade echivalente cu 6% oțel inoxidabil molibden, cum ar fi SAF 2507. Țevile din oțel inoxidabil duplex au foarte bune rezistența la fisurarea prin coroziune sub tensiune (SCC), care este „moștenită” din partea ferită. Capacitatea tuturor țevilor duplex din oțel inoxidabil de a rezista la fisurarea coroziunii prin stres cu clorură este semnificativ mai bună decât cea a oțelului inoxidabil austenitic din seria 300. Clasele standard de oțel inoxidabil austenitic, cum ar fi 304 și 316, pot suferi de fisurare prin coroziune sub tensiune în prezența ionilor de clorură, a aerului umed și a temperaturilor ridicate. Prin urmare, în multe aplicații din industria chimică în care există un risc mai mare de coroziune prin stres, țevile duplex din oțel inoxidabil sunt adesea folosite în locul oțelului inoxidabil austenitic.

04-Proprietăți fizice: Între oțel inoxidabil austenitic și oțel inoxidabil feritic, dar mai aproape de oțel inoxidabil feritic și oțel carbon. În general, se crede că o performanță bună poate fi obținută atunci când raportul dintre faza de ferită și faza de austenită în țeava duplex din oțel inoxidabil este de 30% până la 70%. Cu toate acestea, țevile duplex din oțel inoxidabil sunt adesea considerate a fi aproximativ jumătate ferită și jumătate austenită. În producția comercială actuală, pentru a obține cele mai bune caracteristici de duritate și prelucrare, proporția de austenită este puțin mai mare. Interacțiunea dintre principalele elemente de aliere, în special crom, molibden, azot și nichel, este foarte complexă. Pentru a obține o structură stabilă în două faze, care să fie benefică pentru prelucrare și fabricare, trebuie avut grijă să se asigure că fiecare element are un conținut adecvat.

Pe lângă echilibrul de fază, a doua preocupare majoră privind țeava duplex din oțel inoxidabil și compoziția sa chimică este formarea de faze intermetalice dăunătoare la temperaturi ridicate. Faza σ și faza χ se formează în oțel inoxidabil cu conținut ridicat de crom și molibden și precipită de preferință în faza de ferită. Adăugarea de azot întârzie foarte mult formarea acestor faze. Prin urmare, este important să se mențină o cantitate suficientă de azot în soluția solidă. Pe măsură ce experiența în producția de țevi duplex din oțel inoxidabil crește, importanța controlului intervalelor de compoziție înguste este din ce în ce mai recunoscută. Gama de compoziție stabilită inițial pentru țeava duplex din oțel inoxidabil 2205 este prea largă. Experiența arată că pentru a obține cea mai bună rezistență la coroziune și pentru a evita formarea fazelor intermetalice, conținutul de crom, molibden și azot al S31803 trebuie menținut la limitele mijlocii și superioare ale intervalului de conținut. Acest lucru a condus la îmbunătățirea oțelului 2205 cu dublă fază UNS S32205, cu o gamă restrânsă de compoziție.