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Le flange in acciaio duplex e le flange in acciaio inossidabile (come 304, 316 e altre flange in acciaio inossidabile austenitico) si riflettono principalmente nella composizione del materiale, nell'organizzazione, nelle caratteristiche prestazionali e negli scenari applicativi. Di seguito è riportato un confronto specifico:
I. Composizione del materiale e struttura organizzativa
Caratteristiche Flange in acciaio duplex Flange in acciaio inossidabile (austenitico, ad esempio)
Componenti principali - organizzazione duplex ferritica + austenitica (circa il 50% ciascuno)
- Contenente cromo (Cr: 22% ~ 25%), molibdeno (Mo: 3% ~ 5%), azoto (N: 0,15% ~ 0,3%)
- Nichel (Ni: 4%~8%, inferiore all'acciaio inossidabile austenitico) - organizzazione mono-austenitica
- Contiene cromo (Cr: 18%~20%), nichel (Ni: 8%~12%)
- Molibdeno (Mo: 0% ~ 3%, alcuni gradi come 316L contengono molibdeno)
Struttura organizzativa Organizzazione duplex (ferrite + austenite) coesistono, entrambi i vantaggi di una singola organizzazione austenitica, tenacità, ma minore resistenza
II. Confronto delle proprietà meccaniche
Caratteristiche Flangia in acciaio duplex Flange in acciaio inossidabile
Resistenza e durezza - La resistenza allo snervamento dell'acciaio inossidabile austenitico è circa il doppio della resistenza allo snervamento (ad esempio, la resistenza allo snervamento dell'acciaio duplex 2205 è ≥450MPa, e 316L è solo ≥205MPa). Più duro e più resistente all'usura - Più duro e più resistente all'usura - Resistenza allo snervamento del duplex 2205 ≥ 450 MPa rispetto a 316L ≥ 205 MPa)
- Maggiore durezza e migliore resistenza all'usura - Minore resistenza ma migliore plasticità e tenacità, facile da lavorare e modellare
Tenacità e fragilità - Tenacità migliore degli acciai inossidabili ferritici puri ma inferiore agli acciai inossidabili austenitici
- Minore rischio di fragilità a basse temperature (migliore degli acciai inossidabili ferritici) - Eccellente tenacità, non facilmente fragile a basse temperature
Proprietà di lavorazione - La lavorazione a freddo è più difficile (più facile da indurire), è necessario controllare il processo di lavorazione
- La saldatura deve prestare attenzione all'apporto di calore per evitare la degradazione del tessuto - Eccellenti prestazioni di lavorazione, buona saldabilità, adatta alla produzione di strutture complesse
III. Differenza nella resistenza alla corrosione
Caratteristiche Flange in acciaio duplex Flange in acciaio inossidabile
Resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale - Contenente cromo, molibdeno, azoto elevati, elevata resistenza all'indice di corrosione per vaiolatura (PREN) (ad esempio, duplex 2205 PREN ≈ 32, superiore al PREN ≈ 25 di 316L)
- Adatto per mezzi corrosivi contenenti ioni cloruro (Cl-) - Gli acciai inossidabili austenitici (ad es. 316L) sono più resistenti alla corrosione, ma sono soggetti a vaiolatura e corrosione sotto tensione in ambienti ad alto contenuto di Cl-
Criccatura da corrosione sotto tensione (SCC) - I duplex hanno una resistenza SCC significativamente migliore rispetto agli acciai inossidabili austenitici grazie alla riduzione delle concentrazioni di stress (soprattutto in ambienti Cl-) ambiente) - L'acciaio inossidabile austenitico è soggetto a SCC in ambienti ad alto stress + Cl- (ad esempio 304/316L in ambiente marino devono essere trattati con cautela)
Corrosione uniforme La resistenza alla corrosione da acidi e alcali è paragonabile all'acciaio inossidabile austenitico, ma è più adatta all'ossidazione - ambiente misto di riduzione Forte resistenza alla corrosione uniforme, adatta ad ambienti neutri o debolmente corrosivi
IV. Confronto degli scenari applicativi
Scenario Flange in acciaio duplex Flange in acciaio inossidabile
Ingegneria chimica e oceanica - Desalinizzazione, industria chimica del sale, estrazione petrolifera (mezzi contenenti H₂S/Cl-)
- Ambiente altamente corrosivo e ad alto stress (come recipienti a pressione, collegamenti di tubazioni) - Medicina alimentare, contenitori chimici (ambiente non ad alto contenuto di Cl-)
- Trasporto di liquidi corrosivi generici (ad es. acqua, acidi deboli)
Industria energetica - sistemi di acqua di circolazione nelle centrali nucleari, turbine eoliche offshore - tubazioni convenzionali nelle centrali termiche, scambiatori di calore
Costo ed economia - I costi sono superiori a quelli degli acciai inossidabili normali (ad es. 316L) ma inferiori a quelli degli acciai inossidabili super austenitici
- Migliore resistenza alla corrosione a lungo termine e costi complessivi inferiori - Costo inferiore (ad es. 304), adatto a scenari a bassa corrosione
V. Altre differenze chiave
Magnetismo
Duplex: debolmente magnetico a causa della fase ferritica.
Acciai inossidabili austenitici: solitamente non magnetici (il magnetismo di traccia può verificarsi dopo la lavorazione).
Requisiti di trattamento termico
Acciai duplex: è necessario un trattamento di soluzione (raffreddamento rapido ad alte temperature) per mantenere l'organizzazione duplex in equilibrio ed evitare la precipitazione di fasi fragilizzate.
Acciaio inossidabile austenitico: trattamento termico per eliminare lo stress o migliorare la lavorabilità, il processo è relativamente semplice.
Riassumi: come scegliere?
Selezione prioritaria della flangia in acciaio duplex: è necessario soddisfare l'elevata resistenza, l'elevata resistenza alla corrosione (in particolare anti-corrosione Cl-), scenari anti-corrosione sotto stress, come l'ingegneria oceanica, le tubazioni chimiche ad alta pressione.
La priorità è data alle flange in acciaio inossidabile: elevati requisiti di prestazioni di lavorazione e tenacità, o ambienti debolmente corrosivi (ad esempio, atmosfera, acqua dolce), come decorazioni architettoniche e attrezzature alimentari.