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La selección de un grado de material de brida de acero dúplex adecuado para un escenario de aplicación particular requiere una consideración exhaustiva de las propiedades del medio (corrosividad, composición), las condiciones de operación (temperatura, presión), los requisitos de propiedades mecánicas, el presupuesto de costos y otros factores. El siguiente es un procedimiento de selección sistemático y la justificación clave:
I. Definir los parámetros clave del escenario de aplicación
1. Evaluación de la corrosividad del medio
Concentración de iones cloruro (Cl-):
Entorno bajo en Cl- (<1000 ppm): está disponible el acero dúplex económico (por ejemplo, 2304).
Entorno medio en Cl- (1000~5000 ppm): el acero dúplex estándar (por ejemplo, 2205) es adecuado.
Entorno alto en Cl- (>5000 ppm) o que contenga sulfuro de hidrógeno (H₂S), agua de mar, solución salina: se requiere acero súper dúplex (por ejemplo, 2507, 2553).
pH y tipo de medio:
Medios ácidos / alcalinos: centrarse en el contenido de Cr y Mo, Cr para la resistencia a la oxidación, Mo para la resistencia a la reducción.
Agentes fluorados (F-) o fuertemente oxidantes (por ejemplo, ácido nítrico concentrado): se requiere un mayor contenido de Cr (por ejemplo, 2507 = 25% Cr). 2.
2. Temperatura y presión de trabajo
Rango de temperatura:
Baja temperatura (-50 ~ 150 ℃): el acero dúplex ordinario (2205, 2304) puede cumplir con los requisitos de tenacidad.
Temperatura media-alta (150 ~ 300 ℃): es necesario considerar la estabilidad térmica del material, el acero súper dúplex (2507) en la tasa de retención de resistencia a alta temperatura es mayor.
Alta temperatura (> 300 ℃): puede necesitar aleaciones a base de níquel, el acero dúplex generalmente no se recomienda para uso a largo plazo por encima de 300 ℃.
Nivel de presión:
Escenarios de alta presión (por ejemplo, tubería de aceite PN ≥ 16): dar preferencia a los aceros dúplex de alta resistencia (por ejemplo, límite elástico 2507 ≥ 550MPa). 3.
3. Requisitos de rendimiento mecánico
Requisitos de resistencia:
Entorno de alta carga o vibración: el acero súper dúplex (por ejemplo, 2507) tiene un límite elástico 1,3 veces mayor que el del 2205 y una mejor resistencia a la fatiga.
Procesamiento y soldabilidad:
Necesidad de soldadura in situ o moldeo complejo: el proceso de soldadura 2205 es maduro, el riesgo de agrietamiento térmico es menor que el 2507; la soldadura de acero súper dúplex (como 2507) necesita controlar estrictamente la entrada de calor y los consumibles de soldadura para que coincidan (como el alambre ER2594).
Segundo, clasificación de grados de material de acero dúplex y escenarios de aplicación
Tipo de grado Grado típico Componentes clave (%) Resistencia a la corrosión (valor PREN) Escenarios de aplicación típicos
Economía 2304 (S32304) Cr = 23, Ni = 4, Mo = 0,5, N ≈ 0,05 ~ 25 Tratamiento de agua dulce, entornos corrosivos atmosféricos, tuberías químicas con bajo contenido de Cl- (como soluciones de sulfato de pH neutro) Solución de sulfato estándar)
Estándar 2205 (S32205) Cr=22, Ni=5.5, Mo=3, N=0.14~0.22 ~32 Desalinización de agua de mar, medios químicos con concentración media de Cl- (por ejemplo, solución de blanqueo de papel, inyección de pozos de petróleo que contienen Cl-),
III. Proceso de selección y puntos de decisión
1. Selección preliminar: Basado en el medio corrosivo
Paso 1: Determinar la concentración de Cl- del medio y si contiene H₂S, F- y otros componentes corrosivos fuertes.
Ejemplo: agua de mar (Cl- ≈ 20000 ppm) → excluir directamente 2304, prioridad 2507.
Step 2: Evaluación de la acidez y alcalinidad del medio, para determinar la necesidad de un grado alto en Cr o alto en Mo.
Ejemplo: Medio ácido que contiene Cl- (por ejemplo, ácido clorhídrico) → se necesita alto Mo (por ejemplo, 2205, 2507); medio alcalino → es mejor alto Cr (por ejemplo, 2507).
2. Revisar las propiedades mecánicas y la temperatura
Coincidencia de resistencia: de acuerdo con el nivel de presión, selección de grados, como tubería de alta presión (PN = 25) necesita 2507 (mayor resistencia), se puede usar 2205 de baja presión.
Corrección de temperatura:
baja temperatura (<-40 ℃): es necesario confirmar el material de la tenacidad al impacto a baja temperatura (por ejemplo, 2205 a - 40 ℃ trabajo de impacto ≥ 27J).
Alta temperatura (> 250 ℃): la resistencia a la oxidación 2507 es mejor que la 2205, más adecuada para condiciones de alta temperatura a largo plazo.