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Dans l'industrie pétrochimique, les différences de performances entre les tôles en acier duplex et les tôles en autres matériaux se manifestent principalement en termes de résistance, de résistance à la corrosion,résistance à haute températureLa comparaison suivante est une analyse comparative détaillée:
1- Résistance à la pression et à la résistance à la résistance: l'acier duplex surpasse de manière significative l'acier inoxydable austénitique et l'acier au carbone
La résistance au rendement des bandes d'acier duplex (par exemple, 2205, 2507) peut atteindre 450 ‰ 700 MPa, soit 2 ‰ 3 fois celle de l'acier inoxydable austénitique 316L (170 ‰ 210 MPa) et 1.5 à 2 fois celle de l'acier au carbone (200 à 300 MPa)Cette propriété lui permet de réduire le poids de l'équipement en diminuant l'épaisseur de la paroi dans les applications à haute pression (comme les unités d'hydrocraquage fonctionnant à 10 à 15 MPa),tout en évitant la déformation causée par la concentration de contraintesL'acier au carbone, avec sa résistance inférieure, nécessite des parois plus épaisses à haute pression et est sujet à la fissuration par fatigue; l'acier inoxydable ferritique, bien qu'il soit plus résistant que l'acier austénitiquea une faible ténacité et une faible résistance aux chocs.
II. Résistance à la corrosion: l'acier duplex excelle dans les environnements de chlorure et de sulfure d'hydrogène
Résistance à la corrosion par creusement et à la corrosion par contrainte: La résistance à la corrosion de l'acier duplex est assurée par sa microstructure à double phase “ferritique + austenitique”.Sa valeur d'équivalent de résistance à la crevaison (PREN) est ≥34Dans les environnements de traitement de l'eau de mer et du pétrole brut contenant des ions chlorure, la température critique de creusement (CPT) atteint 30 à 40°C, ce qui dépasse de loin les 15°C de l'acier inoxydable 316L.dans les conduites d'injection d'eau de mer sur les plates-formes offshore, 2205 en acier duplex résistent à la corrosion de l'eau de mer, avec une réduction de l'épaisseur de la paroi de moins de 0,1 mm après cinq ans de fonctionnement.dans des environnements acides contenant du H2S (tels que les installations de traitement du gaz naturel)L'acier duplex a un seuil de fissuration par corrosion par contrainte (SCC) plus élevé, ce qui empêche les fractures par "fragilité à l'hydrogène".tandis que l'acier inoxydable austénitique est sujet à la fissuration par corrosion sous contrainte dans des environnements d'ions chlorure ou de sulfure d'hydrogène.
Différences par rapport aux alliages à base de nickel: les alliages à base de nickel (tels que l'Inconel 625) offrent la meilleure résistance à la corrosion dans des milieux acides forts tels que l'acide chlorhydrique concentré ou l'acide fluorhydrique,Mais leur coût est 5 ¢ 10 fois celui de l'acier duplexL'acier duplex offre une meilleure rentabilité dans des environnements à corrosion modérée.
3Résistance aux températures élevées: l'acier inoxydable austénitique est plus adapté aux températures élevées, tandis que l'acier duplex est limité aux températures moyennes.
L'acier inoxydable austénitique (comme le 310S) peut être utilisé à long terme à des températures comprises entre 600 et 1100 °C, ce qui le rend approprié pour des applications à haute température telles que les tubes de four;la température de fonctionnement à long terme pour l'acier duplex ne dépasse généralement pas 300°C (2205) ou 400°C (2507), car des températures supérieures à ces seuils peuvent entraîner une précipitation σ en phase, ce qui entraîne une dureté réduite.et l'acier inoxydable ferritique est susceptible de se glisser au-dessus de 450 °C, ce qui rend les deux matériaux adaptés uniquement aux applications à basse température.
4Traitement et coût: l'acier duplex offre une meilleure rentabilité globale que les matériaux haut de gamme.
Soudage et formabilité: l'acier duplex présente un faible risque de fragilité des zones affectées par la chaleur et peut être soudé à l'aide de procédés de soudage conventionnels, avec une difficulté inférieure à celle des alliages à base de nickel;lors de la formation à froidL'acier inoxydable austénitique a une excellente formabilité à froid mais tend à adhérer aux outils lors du traitement à chaud;les alliages à base de nickel présentent un durcissement de travail significatif, nécessitant des procédés spécialisés pour le formage et le soudage.
Comparaison des coûts: le coût des matériaux de l'acier duplex est supérieur à celui de l'acier inoxydable austénitique 316L mais inférieur à celui des alliages à base de nickel.la durée de vie des raccords en acier duplex est de 2 à 3 fois celle du 316LPar exemple, après qu'une raffinerie ait remplacé ses raccords par de l'acier duplex, le cycle de maintenance a été prolongé de 2 ans à 5 ans.Alors que l'acier au carbone a des coûts initiaux inférieurs, il nécessite une maintenance fréquente de la protection contre la corrosion (par exemple, sablage annuel pour éliminer la rouille), ce qui peut entraîner des coûts d'exploitation plus élevés à long terme.
5Recommandations pour la sélection des scénarios d'application
Donner la priorité à l'acier duplex: conduites d'eau de mer contenant des ions chlorure, systèmes de traitement du pétrole brut, unités d'hydrogénation haute pression (pression > 8 MPa), conduites de gaz acide contenant du H2S,et des plates-formes offshore où la résistance à la résistance à la corrosion est requise dans les applications compactes.
Sélectionnez d'autres matériaux: acier inoxydable austénitique 316L pour les environnements acides dilués à température ambiante; acier inoxydable ferritique pour les gaz de combustion non corrosifs à haute température;acier au carbone pour conduites à basse pression non corrosives; et des alliages à base de nickel pour les environnements de corrosion à haute température et haute pression entièrement immergés dans des acides concentrés.
Résumé
Les bandes d'acier duplex, avec leurs avantages complets de “haute résistance, résistance à la corrosion modérée à élevée et rentabilité,¥ sont devenus le choix principal pour les environnements corrosifs à haute pression dans l'industrie pétrochimiqueD'autres matériaux, cependant, jouent un rôle irremplaçable dans des conditions de température spécifiques ou de corrosion extrême.il est essentiel de procéder à une évaluation complète en tenant compte de la composition moyenne, les paramètres d'exploitation et les coûts du cycle de vie afin d'obtenir l'équilibre optimal entre performance et coût.