لوله بدون درز 32760 دوبلکس فولاد ضد زنگ برای تبادل حرارت

Seamless 32760 duplex stainless steel

تبادل حرارتی یک فرایندی است که در آن حرارت از یک جریان سیال به جریان دیگر منتقل می‌شود. این فرایند در صنایع مختلفی مانند پتروشیمی، نیروگاهی، تصفیه آب و غیره کاربرد دارد. برای انجام تبادل حرارتی، معمولاً از مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود که دارای لوله‌هایی هستند که سیالات را درون خود جریان می‌دهند. لوله‌های مبدل حرارتی باید دارای خواصی مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت مکانیکی، هدایت حرارتی و ضریب انبساط حرارتی مناسب باشند. در این مقاله، به بررسی یک نوع لوله مبدل حرارتی که از فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز ساخته شده است، می‌پردازیم.

فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز

فولاد ضد زنگ دوبلکس یک نوع فولاد آلیاژی است که دارای ریزساختاری از دو فاز فریتی و آستنیتی است. این نوع فولاد از ترکیب خواص هر دو فاز بهره می‌برد و می‌تواند مقاومت، سختی، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر تنش را بهبود بخشد. فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 یکی از انواع فولاد ضد زنگ دوبلکس فوق العاده است که دارای درصد بالایی از کروم، نیکل، مولیبدن و نیتروژن است.

این فولاد ضد زنگ دارای ترکیب شیمیایی زیر است :

• کربن : 0.03% max
• سیلیسیوم : 0.8% max
• منگنز : 1.2% max
• فسفر : 0.035% max
• گوگرد : 0.02% max
• کروم : 24-26%
• نیکل : 6-8%
•  مولیبدن : 3-5%
• نیتروژن : 0.24-0.32%

فولاد ضد زنگ یکی از مواد مقاوم در برابر خوردگی برای پروژه‌های ساختمانی است. این ماده به سه دسته اصلی تقسیم می‌شود: فولاد ضد زنگ آستنیتی، فولاد ضد زنگ مارتنزیتی و فولاد ضد زنگ فریتی. هر دو دسته اول نیز می‌توانند به عنوان فولاد ضد زنگ دوبلکس شناخته شوند. لوله‌های فولادی ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای خواص مکانیکی و مقاومتی بالایی هستند و برای کاربردهای تبادل حرارت مناسب‌اند.

فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز به روش آهنگری سرد یا گرم تولید می‌شود. در این روش، فولاد ضد زنگ دوبلکس به شکل میله‌های گرم یا سرد قطع می‌شود و سپس با استفاده از قالب‌های مختلف به شکل لوله‌های بدون درز تبدیل می‌شود.

لوله‌های بدون درز دارای مزایایی مانند :

• عدم وجود درز
• همگنی ریزساختار
• کیفیت بالا
• دقت بالا و
• استحکام بالا هستند.

خواص فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز

فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای خواص متعددی است که آن را برای کاربرد در مبدل‌های حرارتی مناسب می‌کند. برخی از این خواص عبارتند از :

• مقاومت در برابر خوردگی : فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی کلریدی، خوردگی ناشی از تنش، خوردگی ترکیبی، خوردگی پیتینگ و خوردگی تخلخلی است. این فولاد ضد زنگ می‌تواند در محیط‌هایی با pH پایین، دمای بالا، فشار بالا و حضور اکسیژن، کلر، سولفات و کربنات کار کند.
• مقاومت مکانیکی : فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای مقاومت کششی بالایی است که می‌تواند بیش از 800 مگاپاسکال باشد. همچنین، این فولاد ضد زنگ دارای سختی، کشیدگی، مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر شکست بالایی است.
• هدایت حرارتی : فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای هدایت حرارتی بالایی است که می‌تواند بین 15 تا 25 وات بر متر کلوین باشد. این خاصیت باعث می‌شود که انتقال حرارت در مبدل‌های حرارتی به صورت کارآمد و یکنواخت انجام شود.
• ضریب انبساط حرارتی : فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز دارای ضریب انبساط حرارتی پایین‌تری نسبت به فولادهای ضد زنگ آستنیتی است. این خاصیت باعث می‌شود که این فولاد ضد زنگ کمتر تحت تاثیر تغییرات دمایی قرار گیرد و کمتر از نظر ابعادی تغییر کند.

ما اخیراً صفحات فولادی ضد زنگ دوبلکس 32760 را سفارش داده‌ایم که برای کاربردهای پتروشیمی، زیرساخت‌های آبیاری و غیره مناسب‌اند. این فولاد ضد زنگ دوبلکس نسبت به فولادهای ضد زنگ 304 و 316 مقاومت بهتری در برابر تنش و استحکام بالاتری دارد.

استاندارد ها

• ASTM A213
• ASTM A312
• ASTM A249
• ASTM A269
• ASTM A789
• JIS G3456
• JIS G3463
• JIS G3448
• JIS G3459

روش ساخت

• نورد گرم
•  نورد سرد
•  سرد کشیده شده
•  اکسترود شده

کاربرد ها

لوله فولادی ضد زنگ به طور گسترده ای در

•  ساختار مکانیکی
•  دکوراسیون
•  لوله های صنعتی
•  تبادل حرارت دیگ بخار
•  کندانسور خنک
•  صنایع غذایی
• کارخانه های شیمیایی و آب
• و غیره استفاده می شود.

نتیجه‌گیری

فولاد ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز یک نوع فولاد ضد زنگ دوبلکس فوق العاده است که دارای خواص برجسته‌ای مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت مکانیکی، هدایت حرارتی و ضریب انبساط حرارتی مناسب است. این فولاد ضد زنگ با روش آهنگری سرد یا گرم به شکل لوله‌های بدون درز تولید می‌شود که برای کاربرد در مبدل‌های حرارتی مناسب‌اند. لوله‌های فولادی ضد زنگ دوبلکس 32760 بدون درز می‌توانند در محیط‌هایی با شرایط سخت و خورنده کار کنند و باعث افزایش کارایی و کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات مبدل‌های حرارتی شوند. بنابراین، این نوع لوله‌ها یکی از بهترین گزینه‌ها برای صنایعی که نیاز به تبادل حرارتی دارند، است.

فولادهای زنگ‌نزن داپلکس

Duplex Stainless Steels

فولاد سوپر داپلکس (UNS S32760، Zeron 100) با اضافه کردن عناصر خاص مانند تنگستن و نیتروژن به ترکیب آلیاژی خود، مقاومت آن در برابر خوردگی تنشی در محیط‌های اسیدی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. به خصوص برای صنایع نفت و گاز طراحی شده‌اند.

“فولادهای زنگ‌نزن داپلکس (Duplex Stainless Steels) یک گروه از فولادهای زنگ‌نزن هستند که مقاومت بسیار بالایی در برابر ترک‌های ناشی از خوردگی تنشی (Stress Corrosion Cracking یا SCC) دارند.”

“فولادهای زنگ‌نزن داپلکس به نیامده‌اند، به عنوان فولادهای ضد‌زنگ آستنیتی-فریتی (دوفازی) نیز شناخته می‌شوند. این اسم به دلیل ساختار آن‌هاست که از مخلوطی از دو فاز آستنیت (ساختار فصلی مرکزی تمام شده) و فریت (ساختار بدون مرکزی تمام شده) تشکیل شده است. در ساختار ایده‌آل، نسبت این مخلوط 50/50 است، اگرچه برخی از آلیاژهای تجاری ممکن است نسبت‌های مختلفی داشته باشند؛ به عنوان مثال، نسبت 60/40.”

انواع فولادهای زنگ‌نزن داپلکس

معمولاً بر اساس مقاومت آنها در برابر خوردگی حفره‌ای، به سه گروه :

• داپلکس کم‌آلیاژ (Lean Duplex)
• داپلکس استاندارد (Standard Duplex)
• سوپر داپلکس (Super Duplex) تقسیم می‌شوند.

مقاومت به خوردگی در این فولادها با استفاده از پارامتر PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) اندازه‌گیری می‌شود.

PREN = %Cr + 3.3%Mo + 16%N

فولادهای زنگ‌نزن داپلکس کم‌آلیاژ (محدوده PREN: ۲۲ تا ۲۷)، گرید EN 1.4362 اخیراً برای استفاده در صنایع ساختمانی و ساخت و ساز توسعه یافته است. مقاومت به خوردگی این نوع از فولادهای زنگ‌نزن، آستنیتی-فریتی، به گرید آستنیتی EN 1.4401 بسیار نزدیک است؛ اما خواص مکانیکی آن بهتر هست.

فولادهای زنگ‌نزن داپلکس استاندارد (محدوده PREN: ۲۸ تا ۳۸)، به گرید EN 1.4462 و یا ۲۲۰۵ (داپلکس ۲۲۰۵) هم نامیده می‌شوند. این گرید دارای خواص متوسط است و امروزه بیشترین کاربرد را دارد.

فولادهای زنگ‌نزن سوپر داپلکس (محدوده PREN: ۳۸ تا ۴۵)، به گرید EN 1.4410، که هایپر داپلکس هم نامیده می‌شود، اخیراً به دلیل توانایی در پاسخگویی به نیازهای صنعت نفت و گاز و صنایع شیمیایی توسعه یافته است. فولادهای ضد زنگ داپلکس دارای مقاومت بسیار بالا به خوردگی و استحکام عالی هستند؛ اما به دلیل محتوی بیشتر کروم، نیکل، مولیبدن، نیتروژن و حتی تنگستن (که می‌تواند فازهای بین‌فلزی ایجاد کند و مقاومت به ضربه فولاد را به شدت کاهش دهد)، فرآیند تولید آن‌ها دشوارتر است. فرآیند تولید ناقص می‌تواند به عملکرد ضعیف این فولادها منجر شود. این نوع فولادها در صنعت نفت دریایی در آب‌های عمیق کاربرد دارند.

فولادهای زنگ‌نزن دوپلکس معمولاً محتوای آلیاژ کمتری دارند اما عملکرد مشابهی در مقایسه با گریدهای فوق آستنیتی دارند. این ویژگی باعث شده که از این فولادها در بسیاری از کاربردهای مختلف به طور مقرون به صرفه استفاده شود. یکی از کاربردهای گسترده‌ی فولادهای زنگ‌نزن دوپلکس در صنعت کاغذ و خمیر کاغذ است. همچنین، استفاده از گریدهای سوپر داپلکس و هایپر داپلکس در صنعت نفت و گاز (که به گریدهایی با مقاومت بالاتر به خوردگی نیاز دارد) افزایش یافته است. همچنین، فولاد دوپلکس کم‌آلیاژ اخیراً به دلیل قیمت کمتر (و مقاومت کمتری به خوردگی) توسعه یافته است و اصولاً در کاربردهای ساختمانی و ساخت و ساز (مانند میله‌های تقویت‌کننده بتن، صفحات پل، فعالیت‌های ساحلی) و در صنعت آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فولادهای زنگ‌نزن دوپلکس معمولاً به دلیل خواص مکانیکی مطلوب و خواص خوردگی عالی (مخصوصاً در مقابل ترک‌های ناشی از خوردگی تنشی) بسیار مورد توجه قرار می‌گیرند.

کاربردهای اصلی این فولادها عبارتند از :

– معماری : ساختمان‌های ساحلی استکهلم، لوور ابوظبی، کلیسای ساگرادا فامیلیا
– زیرساخت : پل هلیکس – سنگاپور، پل کالا گالدانا، سدهای دریایی، اسکله‌ها، تونل‌ها
– صنعت نفت و گاز : خطوط جریان، منیفولد، بالابرها، پمپ‌ها، شیرها و غیره
– صنعت کاغذ و خمیر کاغذ : هضم‌کننده‌ها، مخازن تحت فشار، مخازن مایعات و غیره
– مهندسی شیمی : مخازن تحت فشار، مبدل‌های حرارتی، کندانسورها، ستون‌های تقطیر، آتش‌زاها، تانکرهای شیمیایی مورد استفاده در دریا
– کاربرد در آب : کارخانه‌های شیرین‌سازی، مخازن بزرگ برای ذخیره آب و تصفیه فاضلاب
– انرژی‌های تجدیدپذیر : مخازن بیوگاز
– حمل و نقل : چارچوب‌های واگن شهری و اتومبیل، کامیون‌های مخزن‌دار و بارکش‌های سنگ معدن آهن.
– مهندسی : پمپ‌ها، شیرها، اتصالات، فنرها و غیره”

فولادهای زنگ‌نزن دوپلکس به دلیل خواص مکانیکی مطلوب و مقاومت به خوردگی (بخصوص خوردگی SCC) مورد توجه زیادی در صنایع مختلف نظیر نفت و گاز، معماری، کاغذ و خمیر کاغذ و غیره قرار می‌گیرند.