基本介紹
- 中文名：雙相不鏽鋼管
- 外文名：Duplex stainless steel tube
- 類型：鋼管
- 分類：不鏽鋼管
- 性能：焊接性能
- 優點：耐應力腐蝕破裂
- 套用：石油化工設備
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雙相不鏽鋼管
簡介
雙相不鏽鋼由於其特殊的優點，廣泛套用於石油化工設備、海水與廢水處理設備、輸油輸氣管線、造紙機械等工業領域，近年來也被研究用於橋樑承重結構領域，具有很好的發展前景。
雙相不鏽鋼是在其固淬組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半，一般最少相的含量也許要達到30%。
雙相不鏽鋼管安全使用限制和要求
1.需要對相比例進行控制，最合適的比例是鐵素體相和奧氏體相約各占一半，其中某一相的數量最多不能超過65%，這樣才能保證有最佳的綜合性能。如果兩相比例失調，例如鐵素體相數量過多，很容易在焊接HAZ形成單相鐵素體，在某些介質中對應力腐蝕破裂敏感。
2.需要掌握雙相不鏽鋼管的組織轉變規律，熟悉每一個鋼種的TTT和CCT轉變曲線，這是正確指導制定雙相不鏽鋼熱處理，熱成型等工藝的關鍵，雙相不鏽鋼脆性相的析出要比奧氏體不鏽鋼敏感的多。
3.雙相不鏽鋼管的連續使用溫度範圍為-50～250℃，下限取決於鋼的脆性轉變溫度，上限受到475℃脆性的限制，上限溫度不能超過300℃。
4.雙相不鏽鋼管固溶處理後需要快冷，緩慢冷卻會引起脆性相的析出，從而導致鋼的韌性，特別是耐局部腐蝕性能的下降。
5.高鉻鉬雙相不鏽鋼管的熱加工與熱成型的下限溫度不能低於950℃，超級雙相不鏽鋼不能低於980℃低鉻鉬雙相不鏽鋼不能低於900℃，避免因脆性相的析出在加工過程造成表面裂紋
6.不能使用奧氏體不鏽鋼常用的650-800℃的消除應力處理，一般採用固溶退火處理。對於在低合金鋼的表面堆焊雙相不鏽鋼後，需要進行600-650℃整體消應處理時，必須考慮到因脆性相的析出所帶來的韌性和耐腐蝕性，尤其是耐局部腐蝕性能的下降問題，儘可能縮短在這一溫度範圍內的加熱時間。低合金鋼和雙相不鏽鋼複合板的熱處理問題也要同此考慮。
7.需要熟悉了解雙相不鏽鋼管的焊接規律，不能全部套用奧氏體不鏽鋼的焊接，雙相不鏽鋼的設備能否安全使用與正確掌握鋼的焊接工藝有很大關係，一些設備的失效往往與焊接有關。關鍵在於線能量和層間溫度的控制，正確選擇焊接材料也很重要。焊接接頭（焊縫金屬和焊接HAZ）的兩相比例，尤其是焊接HAZ維持必要的奧氏體數量，這對保證焊接接頭具有與母材同等的性能很重要。
8.在不同的腐蝕環境中選用雙相不鏽鋼時，要注意鋼的耐腐蝕性總是相對的，儘管雙相不鏽鋼有較好的耐局部腐蝕性能，就某一個雙相不鏽鋼而言，他也是有一個適用的介質條件範圍，包括溫度、壓力、介質濃度、pH值等，需要慎重加以選擇。從文獻和手冊中獲取的數據很多是實驗室的腐蝕試驗結果，往往與工程的實際條件有差距，因此在選材時需要注意，必要時需要進行在實際介質中的腐蝕試驗或是現場條件下的掛片試驗，甚至模擬裝置的試驗。
雙相不鏽鋼的特點
由於兩相組織的特點，通過正確控制化學成分和熱處理工藝，使DSS兼有鐵素體不鏽鋼和奧氏體不鏽鋼的優點。
與奧氏體不鏽鋼相比，雙相不鏽鋼的優勢
（1）屈服強度比普通奧氏體不鏽鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。採用雙相不鏽鋼製造儲罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%，有利於降低成本。
（2）具有優異的耐應力腐蝕破裂的能力，即使是含合金量最低的雙相不鏽鋼也有比奧氏體不鏽鋼更高的耐應力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環境中。應力腐蝕是普通奧氏體不鏽鋼難以解決的突出問題。
（3）在許多介質中套用最普遍的2205雙相不鏽鋼的耐腐蝕性優於普通的316L奧氏體不鏽鋼，而超級雙相不鏽鋼具有極高的耐腐蝕性，再一些介質中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不鏽鋼，乃至耐蝕合金。
（4）具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相當的奧氏體不鏽鋼相比，它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優於奧氏體不鏽鋼。
（5）比奧氏體不鏽鋼的線膨脹係數低，和碳鋼接近，適合與碳鋼連線，具有重要的工程意義，如生產複合板或襯裡等。
（6）不論在動載或靜載條件下，比奧氏體不鏽鋼具有更高的能量吸收能力，這對結構件應付突發事故如衝撞，爆炸等，雙相不鏽鋼優勢明顯，有實際套用價值。
與奧氏體不鏽鋼相比，雙相不鏽鋼的弱勢
（1）套用的普遍性與多面性不如奧氏體不鏽鋼，例如其使用溫度必須控制在250℃以下。
（2）其塑韌性較奧氏體不鏽鋼低，冷，熱加工工藝和成型性能不如奧氏體不鏽鋼。
（3）存在中溫脆性區，需要嚴格控制熱處理和焊接的工藝制度，以避免有害相的出現，損害性能。
與鐵素體不鏽鋼相比，雙相不鏽鋼的優勢
（1）綜合力學性能比鐵素體不鏽鋼好，尤其是塑韌性，不象鐵素體不鏽鋼那樣對脆性敏感。
（2）除耐應力腐蝕性能外，其他耐局部腐蝕性能都優於鐵素體不鏽鋼。
（3）冷加工工藝性能和冷成型性能遠優於鐵素體不鏽鋼。
（4）焊接性能也遠優於鐵素體不鏽鋼，一般焊前不需預熱，焊後不需熱處理。
（5）套用範圍較鐵素體不鏽鋼寬。
與鐵素體不鏽鋼相比，雙相不鏽鋼的弱勢
合金元素含量高，價格相對高，一般鐵素體不含鎳。
