Haku
Duplex Stainless Steel (DSS) -letkuista on tullut suosituin materiaali kriittisillä teollisuudenaloilla – mukaan lukien öljy- ja kaasuteollisuus, kemiallinen käsittely, massa ja paperi sekä suolanpoisto – sen ylivoimaisen lujuuden, erinomaisen sitkeyden ja erinomaisen kloridijännitekorroosion halkeilun (SCC) kestävyyden ansiosta. Kuitenkin DSS:n potentiaalin täysin vapauttamiseksi yksi valmistusvaihe ei ole neuvoteltavissa: Solution Hehkutus.
Ammattimaisesta metallurgisesta näkökulmasta liuoshehkutus ei ole valinnainen prosessi; on pakollinen vaatimus varmistaa, että DSS-putket vastaavat suunniteltuja suorituskykyvaatimuksiaan ja takaavat pitkän aikavälin luotettavuuden.
1. Kylmätyön vaikutusten poistaminen ja ihanteellisen kaksipuolisen mikrorakenteen palauttaminen
Valmistus Duplex ruostumattomasta teräksestä valmistetut putket , riippumatta siitä, onko se saumaton (valssattu) tai hitsattu (muovattu), siihen liittyy vaihtelevaasteinen kylmämuokkaus tai plastinen muodonmuutos.
Hilan vääristymä ja jäännösjännitys: Kylmätyöstö vääristää voimakkaasti materiaalin kidehilaa ja kerää huomattavia jäännösjännityksiä mikrorakenteeseen. Nämä jännitykset eivät ainoastaan vähennä materiaalin sitkeyttä ja sitkeyttä, vaan, mikä vielä kriittisemmin, ne toimivat jännityskorroosion halkeilun (SCC) ensisijaisena voimana, kun putki lopulta altistuu kloridiympäristölle. Liuoshehkutuksen ensisijainen tavoite on lämmittää putki tietylle korkean lämpötilan alueelle, tyypillisesti noin 1020 °C - 1100 °C, ja pitää sitä riittävän pitkään näiden jäännösjännitysten ja hilavaurioiden poistamiseksi kokonaan.
Vaihetasapainon korjaus: Valmistusprosessit, erityisesti kylmätyöt, voivat hieman häiritä ihannetta DSS:n austeniitin (γ) ja ferriitin (α) välinen faasitasapaino. Kuumennus korkeassa lämpötilassa liuoshehkutuksen aikana mahdollistaa uudelleenkiteytyksen ja faasimuutoksen, mikä edistää seosaineiden (kuten kromin, molybdeenin ja typen) tasaista jakautumista. Tämä prosessi palauttaa faasikoostumuksen tarkasti vaadittuun 40–60 % austeniittipitoisuuteen. Tämä tarkka vaihetasapaino on perusta korkean lujuuden ja erinomaisen korroosionkestävyyden synergistiselle vaikutukselle.
2. Haitallisten faasien liuottaminen ja korroosioherkkyyden poistaminen
Duplex ruostumattomat teräkset ovat erittäin herkkiä erilaisten haitallisten metallien välisten faasien saostumiselle, kun niitä pidetään lämpötila-alueella to . Tämä voi tapahtua valmistuksen lämmitys-, pito- ja jäähdytysvaiheessa.
Sigma-vaiheen kohtalokas vaikutus: Tunnetuin näistä on hauras faasi (Sigma Phase), joka sisältää runsaasti kromia ja molybdeeniä. Sen sademäärä heikentää voimakkaasti sitkeyttä, mikä heikentää DSS:n kykyä kestää matalan lämpötilan iskuja. Hälyttävämpää on, että Sigma-faasin muodostuminen luo kromi- ja molybdeenipuutteisia vyöhykkeitä ympäröivään matriisiin.
Lisääntynyt paikallinen korroosioherkkyys: Kromi on avainelementti, joka on vastuussa suojaavan passiivikalvon muodostamisesta ruostumattomille teräspinnoille. Näillä tyhjennetyillä alueilla passiivikalvon itsekorjautumiskyky ja vakaus heikkenevät huomattavasti. Tämä tekee materiaalista erittäin herkkiä pistekorroosiolle, rakokorroosiolle ja rakeiden väliselle korroosiolle.
Liuoshehkutuksen puhdistava vaikutus: Liuoshehkutus vaatii putkien kuumentamisen Sigma-faasin liukenemislämpötilan yläpuolelle. Riittävän liotusajan jälkeen Sigma-faasi ja kaikki muut haitalliset saostumat (esim karbonitridit) liukenevat kokonaan uudelleen austeniitti- ja ferriittimatriisiin. Tämä prosessi eliminoi kaikki mahdolliset korroosion alkamiskohdat ja palauttaa täysin putken suunnitellun korroosionkestävyyden.
3. Nopea jäähdytysstrategia: Suorituskyvyn lukitseminen
Liuoshehkutuksen tehokkuus ei riipu pelkästään lämmitys- ja pitoparametreista, vaan kriittisesti seuraavasta nopeasta jäähdytysvaiheesta, joka tyypillisesti saavutetaan vesisammutuksen avulla.
Uudelleensaostumisen estäminen: Kuten todettiin, haitalliset faasit saostuvat todennäköisimmin altistuksen aikana korkealle lämpötilalle. Nopea jäähdytys sallii putket kulkea nopeasti kriittisen lämpötila-alueen läpi to . Tämä toimenpide on suunniteltu estämään haitallisten faasien saostuminen uudelleen, "lukitsemalla" seosaineet tehokkaasti kiinteään liuokseen ja varmistaen, että sekä maksimaalinen sitkeys että korroosionkestävyys säilyvät.
Toimialan trendipainotus: Kasvaneiden turvallisuusvaatimusten ja pidennetyn käyttöiän vuoksi Super Duplex Stainless Steel (SDSS) - ja High Nitrogen Super Duplex -laatujen käyttö lisääntyy. Näissä laatulajeissa (esim. 2507, 2707) on korkeampi kromi- ja molybdeenipitoisuus, mikä tekee niistä alttiimpia haitalliselle faasisaostumiselle ja vaativat nopeampaa saostumiskinetiikkaa. Tämä suuntaus edellyttää liuoksen hehkutusprosessin – erityisesti lämpötilatarkkuuden ja jäähdytysnopeuden – yhä tiukempaa valvontaa, mikä tekee siitä kriittisen teknologisen esteen tuotteiden laadun varmistamisessa.
4. Hitsauksen jälkeinen tärkeä korjausvaihe
Hitsaus on toinen merkittävä haaste DSS-putken suorituskyvylle, sillä se vaikuttaa voimakkaasti hitsimetallin mikrorakenteeseen ja lämpövaikutusvyöhykkeeseen (HAZ).
HAZ-ongelmat: HAZ:n jäähdytysnopeus hitsauksen aikana ei usein riitä täyttämään ihanteellisen liuoshehkutuksen vaatimuksia, mikä saattaa johtaa riittämättömään austeniitin muodostumiseen tai paikalliseen haitallisten faasien saostumiseen. Vaikka hitsausjälkeisen lämpökäsittelyn (PWHT) suorittaminen suurille asennetuille putkilinjoille on usein epäkäytännöllistä, ensimmäinen liuoshehkutusvaihe valmistusvaiheessa (sovelletaan raakalevyyn/aihioon tai lopulliseen hitsattuun putkeen) on ehdottoman välttämätöntä. Se varmistaa, että putki lähtee tehtaalta yhtenäisen, vakaan ja virheetön metallurgisen rakenteen kanssa.
Maailmanlaajuiset standardit ja vaatimustenmukaisuus: Kansainväliset standardit, kuten ASTM A790 (saumattomille putkille) ja ASTM A928 (hitsatuille putkille), edellyttävät nimenomaisesti liuoshehkutusta ja vesikarkaisua DSS-putkille. Tämä on tuotemarkkinoille pääsyn pakollinen tekninen kynnys, joka vaikuttaa suoraan teollisuusprojektien turvallisuushyväksyntään ja pitkän aikavälin käyttöikään.
