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La sélection d'une qualité de matériau de bride en acier duplex adaptée à un scénario d'application particulier nécessite une prise en compte approfondie des propriétés du fluide (corrosivité, composition), des conditions de fonctionnement (température, pression), des exigences en matière de propriétés mécaniques, du budget de coûts et d'autres facteurs. Voici une procédure de sélection systématique et une justification clé :
I. Définir les paramètres clés du scénario d'application
1. Évaluation de la corrosivité moyenne
Concentration en ions chlorure (Cl-):
Environnement à faible teneur en Cl (<1 000 ppm) : un acier duplex économique (par exemple 2304) est disponible.
Environnement Cl moyen (1 000 ~ 5 000 ppm) : l'acier duplex standard (par exemple 2205) convient.
Environnement à haute teneur en Cl (> 5 000 ppm) ou contenant du sulfure d'hydrogène (H₂S), de l'eau de mer, une solution saline : un acier super duplex (par exemple 2507, 2553) est requis.
pH et type de support :
Milieux acides/alcalins : privilégier la teneur en Cr et Mo, Cr pour la résistance à l'oxydation, Mo pour la résistance à la réduction.
Agents fluorés (F-) ou oxydants forts (par exemple acide nitrique concentré) : une teneur plus élevée en Cr est requise (par exemple 2507 = 25 % de Cr). 2.
2. Température et pression de travail
Plage de température :
Basse température (-50 ~ 150 ℃) : l'acier duplex ordinaire (2205, 2304) peut répondre aux exigences de ténacité.
Température moyenne-haute (150 ~ 300 ℃) : il faut tenir compte de la stabilité thermique du matériau, l'acier super duplex (2507) dans le taux de rétention de résistance à haute température est plus élevé.
Haute température (> 300 ℃) : peut nécessiter des alliages à base de nickel, l'acier duplex n'est généralement pas recommandé pour une utilisation à long terme au-dessus de 300 ℃.
Niveau de pression :
Scénarios haute pression (ex. oléoduc PN ≥ 16) : privilégier les aciers duplex à haute résistance (ex. limite d'élasticité 2507 ≥ 550MPa). 3.
3. Exigences de performances mécaniques
Exigences de résistance :
Environnement de charge ou de vibrations élevées : l'acier super duplex (par exemple 2507) a une limite d'élasticité 1,3 fois supérieure à celle du 2205 et une meilleure résistance à la fatigue.
Traitement et soudabilité :
besoin de soudage sur site ou de moulage complexe : le processus de soudage 2205 est mature, le risque de fissuration thermique est inférieur à 2507 ; Le soudage de l'acier super duplex (tel que 2507) doit contrôler strictement l'apport de chaleur et les consommables de soudage correspondant (tels que le fil ER2594).
Deuxièmement, classification des qualités de matériaux en acier duplex et scénarios d'application
Type de nuance Nuance typique Composants clés (%) Résistance à la corrosion (valeur PREN) Scénarios d'application typiques
Économie 2304 (S32304) Cr = 23, Ni = 4, Mo = 0,5, N ≈ 0,05 ~ 25 Traitement de l'eau douce, environnements atmosphériques corrosifs, pipelines chimiques à faible teneur en Cl (tels que les solutions de sulfate à pH neutre) Solution de sulfate standard)
Norme 2205 (S32205) Cr=22, Ni=5,5, Mo=3, N=0,14~0,22 ~32 Dessalement de l'eau de mer, milieux chimiques à concentration moyenne de Cl (par exemple, solution de blanchiment du papier, injection de puits de pétrole contenant du Cl),
III. Processus de sélection et points de décision
1. Dépistage préliminaire : Basé sur le milieu corrosif
Étape 1 : Déterminez la concentration du milieu Cl- et s’il contient du H₂S, du F- et d’autres composants fortement corrosifs.
Exemple : eau de mer (Cl- ≈ 20000ppm) → exclure directement 2304, priorité 2507.
Étape 2 : Évaluation de l’acidité et de l’alcalinité du milieu, pour déterminer la nécessité d’une teneur élevée en Cr ou en Mo.
Exemple : Un milieu acide contenant du Cl- (par exemple acide chlorhydrique) → une teneur élevée en Mo (par exemple 2205, 2507) est nécessaire ; un milieu alcalin → un Cr élevé (par exemple 2507) est préférable.
2. Examiner les propriétés mécaniques et la température
Correspondance de résistance : selon la sélection du niveau de pression des qualités, telles que les canalisations haute pression (PN = 25) doivent être 2507 (résistance plus élevée), la basse pression 2205 peut être utilisée.
Correction de température :
basse température (<-40 ℃) : nécessité de confirmer le matériau de résistance aux chocs à basse température (par exemple, 2205 à - 40 ℃ travail d'impact ≥ 27J).
Haute température (> 250 ℃) : la résistance à l'oxydation 2507 est meilleure que celle de 2205, plus adaptée aux conditions de haute température à long terme.