1. Aféierung
Definitioun vum 2205 Duplex Edelstol
2205 Duplex Edelstol Stol, offiziell bekannt duerch säin eifentlechen Zuelssystem (US) Bezeechnung S32205 an S31803, representéiert eng bemierkenswäert Erreechen an der metallurgescher Engineering.
Dës Zort vun Edelstol Feature déi eng eenzegaarteg Mikrostrukture besteet aus ongeféier 50% austenit an 50% Ferrite Phasen, which gives it the name “duplex.”
This dual-phase structure endows 2205 duplex stainless steel with a combination of excellent mechanical properties and superior corrosion resistance, making it a highly sought-after material in various industries.
Entwécklung Hannergrond vun 2205 Duplex Edelstol
The development of duplex stainless steel began in the early 20th century, evolving significantly during the 1970s and 1980s.
This evolution was driven by the demand for materials with enhanced resistance to localized corrosion in high-chloride environments, such as in the offshore oil and gas sector.
2205 emerged as the most widely used duplex grade due to its optimal balance of cost, Leeschtung, an Villsäitegkeet.
Den Näiwel Hierkonft a gemeinsame Aliasen
The name “2205” refers to its approximate chemical composition: 22% chromium an 5% Néckel.
De Begrëff "Duplex" Highlight d'Duebel-Phasstruktur, déi et ënnerscheet vun reng astenseschen oder ferritesch Edriten Steel.
- US S32205 (U.S. Watstellung)
- An 1.4462 (Europäesche Norm News)
- Saf 2205 (Sandvik Marken)
2205 DUPLEX TOINSLESS Stolfamilljiz
2205 Duplex Edelstol gehéiert zu der Famill vun Duplex Staulsteng, déi och aner Varianten enthalen mat verschiddene chemesche Kompositiouns- a Performance Charakteristiken.
Ënnert hinnen, 2205 gëtt als "Standard" oder "mëttel-Legierung" Duplex Edelstol ugesinn.
Am Verglach zum ënneschten-alloy Duplex Steess, et bitt verbessert Korrosioun Resistenz a mechanesch Eegeschaften.
Allerdéngs, wann Dir am "Super Duplex" an "Hyper Duplex" Edelsteng, déi nach méi héich alloy Inhalter hunn, 2205 ass méi kosteneffektiv wann nach ëmmer exzellent Leeschtung an enger breeder Palette vun Uwendungen ubitt.
2. Chemitesch Commeratioun vun 2205 Duplex Edelstol
2.1 Chunchhouf Cläng
Déi chemesch Zesummesetzung vun 2205 Duplex Edelstol ass virsiichteg entworf fir hir eenzegaarteg Eegeschaften ze erreechen.
Den Dësch ënner der Ausféierung vun hirer typescher Zesummesetzung:
| Elements | Inhalt (%) | Zweck |
|---|---|---|
| Chrom (Cr) | 21.0-23.0 | Verbessert korrosion Resistenz |
| Néckel (An) | 4.5-6,5 | Stabiliséiert déi erzünsterst Phas |
| Moybdsum (Mo) | 2.5-3.5 | Verbessert Piting a Crevice Corrosion Resistenz |
| Umtytsgen (N) | 0.08-0,20 | Erhéicht Kraaft an der Korrosion Resistenz |
| Manganese (Mn) | ≤2.0 | Verbessert waarm-schaffen Eegeschaften |
| Silicon (An) | ≤1.0 | Verbessert oxidation Resistenz |
| Karkbelaéierung (C) | ≤0,03 | Miniméiert Kuerf Nidderschlag |
| Phosphorrus (P) | ≤0,03 | Reduzéiert d'Brëllheet |
| Sulfur (S) | ≤0.02 | Verbessert Machinabilitéit |
2.2 Effekt vun Elementer op der Leeschtung
- Chromium a moybdenum: Béid Elementer déi wesentlech resistenzéieren d'Resistenz fir ze pitten an d'Korrice-Korrosioun, besonnesch an chlorid-räich Ëmfeld.
- Umtytsgen: Verbessert ttensilst Stäerkt a Resistenz fir lokaliséierter Korrosioun ze stabiliséieren wärend der Duplex Mikrostruktur stabiliséiert.
- Néckel: Balancéiert déi ferritesch an aststitesch Phasen, Richtegkeet verhënneren an d'Loftdauer.
- Karkbelaéierung: Niddereg Kuelestoffinformatioun miniméiert de Risiko vun der interganularer Korrosioun verursaacht duerch Kuerf Nidderschlag.
3. Mikrostruktur a Charakteristiken
Aféierung an der Duplex Struktur
2205 Duplex Edelstol gëtt hir aussergewéinlech Eegeschafte vu senger Dual-Phasstruktur, déi aus ongeféier besteet 50% Ferrit an 50% Austenit.
Dësen eenzegaartege Balance kombinéiert déi bescht Feature vu béide Phasen:
- Ferrit: Liwwert Statesch, Resistenz zu Stress korrosion Cracking, an thermesch Verwëllegen.
- Austenit: Dréit d'Ductilitéit bäi, Zähegkeet, an Erweiderung Korrosioun Resistenz.
Effekt vun der Mikrostruktur op der Leeschtung
D'Duplex Mikrostrukture bitt ënnerschiddlech Virdeeler, dorënner:
- Héich Rendung Stäerkt, ongeféier zweemol déi vun onsteigenden Edelsteier.
- Resistenz zu Chlorid-induzéiert Stress Corrosion Cracking.
- Super Resistenz fir ze pitzen a Corvice Korrosioun, besonnesch bei héijer Chlorid Ëmfeld.
- Verbessert Middegkeetsstäerkt.
4. Leeschtung Analyse vun 2205 Duplex Edelstol
Kierperlech Eegeschafte
| Immobilie | Wäert |
|---|---|
| Dicht | 7.8 g/cm³ |
| Schmelzen | 1370-1420 ° C |
| Thermesch Konduktivitéit (20 °C) | 15 W/m·K |
| Koeffizient vun thermesch Expansioun (20-100 ° C) | 13 × 10⁻⁶ / k |
| Elektresch Resistivitéit (20 °C) | 0.55 μω · m |
Mechanesch Eegeschafte
Tensile Stäerkt:
2205 Duplex Edelstol huet eng héich tensil Stäerkt, typesch rangéiert vun 620-890 MPa.
Dës héich Kraaft erlaabt d'Material fir bedeitend mechanesch Laascht ouni ze briechen, maachen et ideal fir strukturell Uwendungen.
Yield Kraaft:
D'Rendung Kraaft vum 2205 Duplex Edelstol ass normalerweis ≥450 MPA, wat ongeféier zweemol déi vun konventioneller ausgeröslechen Edelstenger ass.
Dës héich Rendungsstäerkt bitt exzellent Resistenz op Plastikverformung, garantéieren datt Komponenten aus 2205 erhalen hir Form an Integritéit ënner Stress.
Verlängerung:
Trotz senger héijer Stäerkt, 2205 Duplex Edelstol bitt och gutt Didessilitéit, Mat engem Erlongwäert vun ≥25%.
Dës Didabilitéit erlaabt d'Material fir a verschidde Formen während der Fabrikatiounsprozesser ze geformt ginn, wéi béien, rullen, an Stamping, ouni ze knacken.
Hardness:
D'Häert vun 2205 Duplex Edelstol ass normalerweis am Beräich vun 270-320 HB (BRINELL HARDNESS).
Dës moderéiert Häertung bitt e gudde Gläichgewiicht tëscht Droen Resistenz an d'Fäegkeet ze machen oder gewiicht ginn.
Corrosion Resistenz
Pitting a Crevice Korrosion Resistenz:
2205 Duplex Edeless Stol huet exzellent Resistenz fir ze pitten an d'Korideron, déi allgemeng Forme vu lokaliséierter Korrosioun an Chlorid-enthält Ëmfeld.
Säin héijen Inhalt vum Chrom, molybdän, an den Niterrogen dréit op d'Bildung vun engem stabile passive Film deen d'Instinstruktioun an d'Coping a Pits a Kreitë widdersteet.
D'Piting Resistenz gläichwäerteg Zuel (Holz.) vun 2205 Duplex Edelstol Stol, ausgerechent mat der Formel Pren = CR + 3.3Mo + 16N, ass normalerweis ronderëm 35, Weist héich Resistenz fir ze pitziséieren an d'Korideron.
Stress korrosion Rëssbunn:
Ee vun de Schlëssel Virdeeler vum 2205 Duplex Edeless Stol ass seng exzellent Resistenz fir Stress-Carrosion Cracking (Scomme SMC).
A Chlorid-enthält Ëmfeld, déi héich korrosiv sinn a scc a ville Materialien verursaachen, 2205 Duplex Edelstol fiert vill besser wéi aststitesch Edelsteng.
D'Kombinatioun vu senger Duplex Mikrostruktur a chemesche Zesummesetzung huet et mat héijer Zusch-Stress ze klappen.
Allgemeng Korrosion Resistenz:
2205 Duplex Edelstol bitt eng gutt allgemenge Korrosioun Resistenz an enger Vielfalt vun der Ëmfeld, abegraff atmosphäresch, Frësch Waasser, a vill chemesch Léisungen.
De Passiv Oxid Film huet op senger Uewerfläch geformt, liwwert eng Barrière géint Korrosioun, Protektioun vum ënnerierdesche Metall aus Oxidatioun an der Opléisung.
Thermesch Eegeschafte
Koeffizient vun thermesch Expansioun:
De Koeffizient vun thermesche Expansioun vun 2205 Duplex Edelstol ass ongeféier 13,7 × 10⁻⁶ / ° C.
Dëse Wäert ass relativ no bei deem vu Kuelestoff Stol, dat mécht et méi einfach matzemaachen 2205 DUPLEX Edelstol mat Kuelestoff-Komponenten an Uwendungen wou Thermal Cycling involvéiert ass.
Héich-Temperatur Leeschtung:
2205 Duplex Edelstol hält gutt mechanesch Eegeschaften op Héichtemperaturen.
Bis zu ongeféier 300 ° C, Et behält e bedeitende Deel vu sengem Zëmmer-Temperatur Stäerkt, maachen et gëeegent fir Uwendungen wéi Hëtztaustauschter, Kessel, an Uewen Komponente bedreiwen op moderéiert héich Temperaturen.
Schweißen Eegeschaften
2205 Duplex Edelstol ka gebroot ginn mat verschiddene Schweißen Prozesser, inklusiv Gasbesëtzer Arc Schweißen (Ët), Gas Metal Arc Schweiging (Nahm), a geschützt Metal Bogen (Smowaw)
Allerdéngs, richteg Ausgangstechniken a Prozedure mussen duerno gefollegt ginn fir d'Integritéit vun der Weld ze garantéieren.
Wärend Odding, Et gëtt e Risiko vun der Phas imbalance an der Hëtzt-betraffe Zone (HAZ), déi zu enger Ofsenkung vun der Korrosion Resistenz a mechanesch Eegeschafte féieren
Fir dëst ze reduzéieren, Et ass essentiell fir passend Filler Metaller ze benotzen, wéi er2209, déi eng ähnlech chemesch Zesummesetzung hunn 2205 Duplex Edelstol Stol
Zousätzlech, Kontrolléiere vun der Hëtzt Input während der Schweißen an Erhalen vun enger gerénger InterPass Temperatur (normalerweis ënner 150 ° C) hëlleft d'Bildung vun der schiedlecher Phasen am Haz ze minimiséieren.
Veraarbechtung Eegeschaften
Waarm Aarbecht:
2205 Duplex Edelstol kann waarm an Temperaturen vun 950-1100 ° c hänken
Wärend waarm Aarbecht, D'Material ass méi Ductile a kënne a verschidde Formen geformt ginn, sou wéi vergläichen, gerullt Produkter, an extrustions
Allerdéngs, Et ass wichteg ze vermeiden datt d'Material bei Temperaturen ënner der recommandéierter Gamme schafft, Wéi dëst kann zu Rëss an eng Ofsenkung vun der Mechanesch Eegeschafte féieren.
Kal schaffen:
2205 Duplex Edelst Stol huet och gutt kal Kältegestellungen
Et ka kal-gerullt ginn, kal gezunn, a kal-geformt fir Komponenten mat präzis Dimensiounen ze produzéieren
Kal Schaffen kann d'Stäerkt vum Material duerch d'Aarbecht hardening erhéijen, Awer et reduzéiert och seng Kanidabilitéit
Dofir, Zwëschen annerhuelend kann an der kaler Aarbechtsprozesser erfuerderlech sinn fir d'Keelt d'Kanidabilitéit ze restauréieren an ze verhënneren.
5. Fabrikatioun an d'Veraarbechtung Technologie
5.1 Schmieren a casting
Produzenter memelt Schrott an Algoly Ergänzunge an engem elektresche Bogen (Ead), transferéiert dann op eng Argon-Sauerstoff Deckbriminéierung (Addéieren) Converter ze entscheeden an fein Tune Cunionpositioun, besonnesch litrogen Inhalt.
Investitiouns Casting rosen predhat Schimmel (~ 1100 °C), Fir mollten 2205, a solidéieren ënner kontrolléiert Ofkillung fir Segregatioun a Porositéit ze minimiséieren.
5.2 Waarm Aarbecht
Duplexex 2205 akzeptéiert waarm Verformung bis ~ 1230 ° C mat gerénger Forming Lasten.
Halt uewen ~ 1050 ° C verhënnert datt d'Ferrite Rëss an d'Sigma-Phase Nidderschlag; Post-Forméiere séier Quänch behält DUPLEX Gläichgewiicht.
| Prozess | Temperaturbereich | Notizen |
|---|---|---|
| Léisung Aneal | 1020-1100 ° C | Gefollegt vu Waasserstéck fir d'Sigma Phas ze vermeiden |
| Waarm Rolling | 1050-1150 ° C | Vermeit verlängert hält no bei 475 ° C EMBITTLENT PEAK |
5.3 Kal schaffen
2205 Work-Hären méi séier wéi 316l. Béien oder zeechnen doriwwer ~ 20 % Reduktioun verlaangt mëttelméisseg Léisungsléisungen fir d'Kanalisatioun ze restauréieren a Rebalance Phasen ze restauréieren.
Engagement vu kartbide-resistent coolant a kabbiten Tools verbesseren an der Machinabilitéit.
5.4 Schweißen
Ëffentlech Griffried (Tig, Ech et, Gesinn) schaffen gutt ouni proth; erhalen Interprise ≤ 150 ° C an Hëtzt-Input 0.5-10.0 KJ / mm fir Ferriten Erléisung ze vermeiden.
Post-mëll Léisung Anneal (1040 °C) a quench Re-etabléiert Phas Gläichgewiicht an entfernt Intermetalliker.
5.5 Uewerfläch Behandlung
- Erbéien & Passivatioun restauréiert passiv Film nom Stoff.
- Elektropolesch erzielt ra < 0.4 μM, vital fir pharmazeutesch Hygiène.
- Schoss pening Boosts Middegkeet Liewen; Beschichtungen (z.B., Berou) Weider resistéiert Abrasioun.
6. Kär Uwendungen vun 2205 Duplex Edelstol
6.1 Ueleg a Gas Industrie
2205 Duplex Edelstol huet d'Revolutioun reviséierter Ueleg a Gas Secteur andeems se kritesch Erausfuerderungen an der Korrosioun-bewonneren Ëmfeld adresséieren.
Seng héich Resistenz zu Waasserstoff Schwefel (H₂s) Stress korrosion Cracking mécht et onverzichtbar fir de Subsa Pipellines, Wuelbefannen, an Trennorer.
Zum Beispill, an déifwaasser Projeten wéi de Liza Feld an der Guyana, 2205 Nahtless Réier ginn an der Autosproduktiounssystemer benotzt, Endeffekt Drockung iwwerschreiden 10,000 psi an Temperaturen bis zu 150 ° C.
Am Verglach zu traditionell 316l Edelstol, 2205 Reduzéiert Mauer Dicke vun 30% Wärend strukturell Integritéit behalen, resultéierend a bedeitend Gewiichtspuere fir Offshore Plattformen.
Schlontdrefnissiounen:
- Subsea Manifolds: Resistéiert Chlorid-induzéiert Piting am Mierwaasser.
- Downhole Tools: Matstand h₂S a Co₂ Corrosion a sauer Gas Wells.
- Schwëmmt Produktiounssystemer: Bitt Liichtgewiicht nach Robustmaterialien fir Risiken an Zensioun.
6.2 Desalinatioun Ausrüstung
An Desalationspflanzen, DUPLEX Edelstong kämpft déi aggressiv Effekter vun High-chlorid Binen
Säi Prouf Wäert vun 35 garantéiert Resistenz fir an Ëmfeld mat Chlorid Konzentratioune méi wéi 20,000 PPM
Zum Beispill, an der Jebel Ali Deslifination Planz an der UAE, 2205 Hëtztaustauschteren an ëmgedréint Osmose (Rof) Membranen operéieren effizient am Mierwaasser mat 35,000 ppm Chlorid, Reduzéierung vun Ënnerhaltskäschten duerch 50% am Verglach mam 316l.
Tauxend Virdeeler:
- Hëtzt Transfer Effizienz: Héich thermesch Verwëllegen (15 W/m·K) wéi aststitesch Stols verbessert Energieeffizienz.
- Schweessbarkeet: Er2209 Filler Metal hält Corrosion Resistenz op geeschteg Gelenker.
- Waff: Eng Saudi Desalinatiounsplanz mat Hëllef 2205 Tubular Hëtztaustauschter huet e Service Liewen vum 15 Joer, Triple déi vun 316L.
6.3 Chemesch Reaktoren
Chemeschen Veraarbechtungsofhängegkeetsmaterialien déi extrem ph an Temperatur Variatioune sinn.
2205 Excetten an Uwendungen wéi:
- Sauer Verdauung Panzer: Widderstoen sulfurcsäure (20% Konzentratioun zu 60 ° C) Mat engem Korrosiounsaux <0.1 mm / Joer.
- Ammonia Synthese Reaktoren: Hält Stäerkt op 300 ° C an Drock op 200 Barnoteg.
- Pharmazeutesch Reaktoren: Entsprécht FDA Standards fir hygienesch Design, mat elektrophoted Surfacen (Ra ≤0,8 μm) fir Bakterualdicher ze vermeiden.
Innovatioun: An engem Basf chemesch Planz, 2205 Reaktoren mat Haseletto-C-276 Liners erreecht a 40% Reduktioun an Downtime wéinst Korrosioun-Zesummenhang Feeler.
6.4 Liewensmëttel an der Pharmazeuter
2205 Duplex Edelstol Slakes Actionure mat streng Hygiennängernännerunge beim widderstoen Bio-Shids a kaustesch Botzen Agenten.
- Mëllechveraarbechtung: Widderstoen laktesch Säure zu Mëllech Pasteuriséierungsystemer.
- Biopharmisutesch Reaktoren: Matstand widderholl Steriliséierung Zyklen (Damp op 121 ° C an 0.2 MPa).
- Brauerei Ausrüstung: Resistéiert ecetic Säure an der Fermentatioun Panzer.
Zöreerten:
- FDA 21 CFR 175.300: Guttgeheescht fir Liewensmëttelkontakt.
- Asme Bpe: Konform mat biprocessing Standards fir Uewerfläch fäerdeg a schweig Qualitéit.
6.5 Aner spezialiséiert Uwendungen
- Marine Architektur: Gewinnt an benotzt Offshore Wind Turbin Fundamenter fir seng Resistenz fir ze uerdentlech Korrosioun.
- Nuklear Kraaft: Ausgewielt fir d'Brennstoff Späichere Racken wéinst senger Gamma Stralungsresistenz.
- Dorneschreëlde: Ideal fir plovolools (PV) panel Rummen a Küstregiounen, mat engem 25 Joer Garantie géint Salz Fogskorrillen.
7. Qualitéit Inspektioun an Normen
7.1 Chemeschen & Mechanesch Testen
Produzenten verifizéieren Kompositioun via optesch Emissioun Spektroskopie a Spark-Oes zu ATTM A479 / A182 Spezifikatioune, garantéiert c ≤ 0.03 % an n ≥ 0.14 %.
Mechanesch Tester (Ttensile-Stëmmen, Charpy v-notch) confirméieren nozeginn ≥ 450 MPA an Impakt Zähegkeet > 40 J op - 50 °C.
7.2 Intermetallesch Phas Detektioun
Astm A923 Method A / B / C an ISO 17781 schrëftlech ferresch Chlorid Imersioun an der Metallfographie fir Sigma z'entdecken, Chi-Chi, an Nitriden; kritesch fir laangfristeg Zähegkeet an der Korrosiounsverhalen.
7.3 Korrosioun Testen
- Astm g48 (Ferresch Chlorid) bewäerten cpt an d'Corvice Corrosion Resistenz.
- Astm g5 / g61 Polariséierung Tester quantifizéieren Potenzial.
- Nace tm0177 H₂S Cracking Protokollen zertifizéieren sauer Service Bereetschaft.
7.4 Surface Finish & Dimensional Kontroll
Asme CPE an en ISO 11607 Definéiert elektropholssch Ras a Mikrofinish Ufuerderunge. NDT Methoden (Ut, PT, RTB) Inspekt Whedd Integritéit an Drockgrenzkomponenten.
8. Verglach mat aneren Edelsteng
| Immobilie | 2205 Duplexex | 1.4301 Edelstol | 316L aststestitesch | 2507 Super Duplex |
|---|---|---|---|---|
| Rendung Kraaft (MPa) | 450-620 | 205 | 205-250 | 550-700 |
| Holz. (Pitting Resistenz) | 35 | 18-20 | 25 | 40 |
| Käschten (USD / TON) | $3,500- $ 4,500 | $1,500- $ 2.500 | $2,000- $ 3.000 | $6,000- $ 8.000 $ |
| Max Service Temp (°C) | 300 | 870 (intermittent Benotzung) | 400 | 300 |
| Chlorid Stress korrosion Resistenz | exzellent (5x 316L) | Aarmséileg (ufälleg zu scc ënner 100 ppm cl⁻) | Mëttelméisseg (gëminegt <300 ppm cl⁻) | Ausnamung (fir >5,000 ppm cl⁻) |
| Typesch Uwendungen | Mierwaasser Systemer, chemesch Veraarbechtung | Allgemeng-Zweck Benotzung (Kichengeschir, architektonesch) | Liewensmëttelveraarbechtung, marine Hardware | Deep-Sea Ueleg Plattformen, nuklear Ausrüstung |
Strategesch Abléck:
- Kascht vs. Leeschtung: 2205 bitt A 30% Käschte spueren iwwer 2507 A mëttlere Chlorid Ëmfeld.
- Fruelen: 2205 outperforméiert 316L an der Chlorid Stress korrosion duerch 5 ×, de Service Liewen verlängeren 5 zu 25 Joer.
9. Resumé
2205 Duplex Edelstol steet als Testament fir metallural Innovatioun, bestuet d'Virdeeler vun der erustertitescher an ferritesche Steeselen.
Et bitt en unparomelle Gläichgewiicht vu Kraaft, corrosion Resistenz, a Käschte-Effektivitéit.
2205 Duplex Edeless Stol héich Kraaft, aussergewéinlech korrosion Resistenz, a Widderméiglechkeeten maachen et onverzichtbar an Industrien vun Offshore Ueleg Rigs fir Chemikalplanzen.