فولاد A182 F11

A182 F11 steel

فولاد A182 F11 یکی از انواع فولادهای پتروشیمی است که در صنایع نفت و گاز کاربرد زیادی دارد. این فولاد با داشتن مقدار متعادلی از عناصر کربن و سیلیسیوم، خواص مکانیکی و حرارتی مناسبی را ارائه می‌دهد. از این فولاد برای ساخت قطعات مختلفی مانند فلنج و فیتینگ استفاده می‌شود.

فولاد A182 F11 استاندارد مشخصات فنی برای فلنج‌های لوله‌ای از آلیاژ و فولاد ضد زنگ قالب بندی شده یا غلتکی، همچنین اتصالات قالب بندی شده و انواع قطعات و شیرهای برای خدمات دمای بالا است. این استاندارد برای قطعات لوله‌ای از فولاد کم آلیاژ و فولاد ضد زنگ قالب بندی شده که در سیستم‌های فشاری استفاده می‌شوند، اعمال می‌شود.

اگرچه فولاد F11 به اندازه F22 در رده ASTM A182 مورد استفاده قرار نمی گیرد، اما همچنان یک نوع فولاد محبوب است که در کاربردهای متعدد استفاده می شود. واحدها بر حسب پوند اینچ و واحد SI بیان می شوند و انواع مختلفی از فرآیند تولید وجود دارد، از جمله :

• فولادهای فریتی کم آلیاژ باید در کوره های اجاق باز، کوره های الکتریکی یا از طریق فرآیند پایه اکسیژن ذوب شوند.
• فولاد ضد زنگ باید از طریق کوره الکتریکی یا کوره خلاء ذوب شود.

فولاد A182 F11 یک آلیاژ پتروشیمی با کاربرد گسترده در صنایع نفت و گاز است. این فولاد برای ساخت انواع فلنج F11 و فیتینگ‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این آلیاژ دارای ترکیبات شیمیایی به شرح زیر است :

این آلیاژ دارای ترکیبات شیمیایی 0.1 – 0.2% کربن، %1 –  0.5 سیلیسیوم، 0.3 – 0.8% منگنز، %0.04 فسفر، %0.04 گوگرد،آهن 95.77 – 97.66%، %1.5 کروم و 0.4 – 0.6% مولیبدن می باشد.

این آلیاژ جزء گروهی از فولادهای پتروشیمی است که با گرید‌های مختلفی مانند A182 F91, A182 F22, A182 F12, A182 F9, A182 F5 شناخته می‌شوند. این گرید‌ها با توجه به میزان ترکیبات شیمیایی و خواص مکانیکی و حرارتی خود، در صنعت نفت و پتروشیمی کاربرد دارند.

این آلیاژ 515×106  پاسکال و سختی برابر با  270 برینل است. این فولاد نسبت به فولاد F12، بیشترین مقدار کروم را در بین گرید‌های A182 دارد.

آنالیز متریال فولاد F11

نکته اصلی در تولید فولاد F11

نکته اصلی در تولید فولاد F11 این است که مواد فولادی باید تا حد امکان به شکل و اندازه مشخص شده واقعی قالب بندی شوند. زمانی که نیاز به تی، خم U، آرنج، تی اتصالی و هر نوع فلنج دارید، نباید این قطعات را مستقیماً از نوارها تولید کنید. تولید کننده صحیح آلیاژ فولادی این قطعات اطمینان حاصل می‌کند که هر قطعه با مشخصات درست ساخته شده است، بنابراین نگران دریافت چیزی زیر استاندارد نخواهید بود.

کاربرد فولاد A182 F11

فولاد F11 در صنایع نفت و پتروشیمی کاربرد دارد.

کاربرد میله گرد فولاد آلیاژی  F11

• میله گرد فولادی آلیاژی F11 در خط لوله نفت و گاز استفاده می شود
• میله گرد فولاد آلیاژی F11 در صنایع شیمیایی استفاده می شود
• میله گرد فولاد آلیاژی F11 در لوله کشی استفاده می شود
• میله گرد فولاد آلیاژی F11 در گرمایش استفاده می شود
• میله گرد فولاد آلیاژی F11 در صنعت نفت و گاز استفاده می شود
• میله گرد فولاد آلیاژی F11 در سیستم های تامین آب استفاده می شود
• میله گرد فولاد آلیاژی F11 در صنعت کاغذ و خمیر کاربرد دارد
• استفاده از میله گرد فولاد آلیاژی F11 در نیروگاه
• استفاده از میله گرد فولاد آلیاژی F11 در صنعت ساخت
• میله گرد فولاد آلیاژی F11 در کاربردهای عمومی استفاده می شود
• میله گرد فولاد آلیاژی F11 در صنایع فرآوری مواد غذایی استفاده می شود
• میله گرد فولادی آلیاژی F11 در لوله های ساختاری استفاده می شود
• میله گرد فولاد آلیاژی F11 در مبدل های حرارتی استفاده می شود
• میله گرد فولاد آلیاژی F11 برای سایر مقاصد صنعتی و غیره نیز استفاده می شود.

فولاد ضد زنگ داپلکس 2205

2205 duplex stainless steel

یکی از آلیاژ های فولاد ضد زنگ داپلکس 2205 (4462) است که حاوی 22 درصد کروم، 5 تا 6 درصد نیکل و 3 درصد مولیبدن است. این آلیاژ دارای ساختار ترکیبی از آستنیت و فریت است که باعث می شود مقاومت و استحکام بالایی نسبت به خوردگی و فشار داشته باشد. این آلیاژ در صنایع مختلفی مانند دریایی، شیمیایی، نفت و گاز، پتروشیمی و غذایی به عنوان مواد سازنده لوله، فلنج، میلگرد، ورق و اتصالات کاربرد دارد.

آلیاژ داپلکس یک دسته از آلیاژ های خاص و سوپر آلیاژ هاست که در استاندارد آلمانی با نام فولاد 1.4462 و در استاندارد آمریکایی با نام فولاد 2205 شناخته می شود. این آلیاژ دارای ترکیب شیمیایی %23-12 کروم، %6.5-4.5 نیکل، %3.5-2.5 مولیبدن، %2 منگنز، %1 سیلیکون، %0.03 فسفر، 0.01% گوگرد، %0.2-0.1 نیتروژن و %0.03 کربن می باشد. این آلیاژ تا دمای 316 درجه سانتیگراد قابل استفاده است و دارای جوش پذیری مناسب، مقاومت خوب در برابر خستگی و خوردگی موضعی و تنشی کلرایدی و سولفیدی است.

مزایا و معایب آلیاژ داپلکس

مزایای آلیاژ داپلکس عبارتند از :

• مقاومت بالا در برابر خوردگی و فشار که باعث کاهش ضخامت و وزن مواد می شود.
• استحکام بالا که باعث کاهش هزینه های ساخت و نصب می شود.
• عمر مفید بالا در محیط های خورنده کلرایدی و گاز ترش که باعث افزایش بهره وری مواد می شود.
• قابلیت کارسختی و آنیل کردن که باعث افزایش خواص مکانیکی مواد می شود.

معایب آلیاژ داپلکس عبارتند از :

• شکنندگیدر دماهای بالاتر از 300 درجه سلسیوس و کمتر از -50 درجه سلسیوس که باعث محدود شدن کاربرد مواد می شود.
• نیاز به رعایت دقیق شرایط جوشکاری و عملیات حرارتیکه باعث افزایش هزینه های تولید می شود.
• نیاز به استفاده از الکترود و گاز محافظ خاص برای جوشکاریکه باعث افزایش هزینه های جوشکاری می شود.

مقاومت

مقاومت در برابر خوردگی :

• به دلیل داشتن درصد بالای کروم، مولیبدن و نیتروژن، داپلکس 2205 خواص مقاومت در برابر خوردگی برتری نسبت به 316 و 316L در اکثر محیط ها از خود نشان می دهد.
• درصد بالای کروم، مولیبدن و نیتروژن همچنین مقاومت بالایی در برابر خوردگی پیتینگ و کریویس، حتی در محلول های اکسیدان و اسیدی فراهم می کند.
• در برابر خوردگی تنشی کلرایدی و دماهای تا حدود 150 درجه سانتیگراد (302 درجه فارنهایت) مقاوم است.
• وجود فریت باعث می شود که داپلکس 2205 عملکرد خوبی در محیط های قلیایی داشته باشد.

مقاومت در برابر حرارت :

• مشابه سایر فولادهای ضد زنگ داپلکس، داپلکس 2205 مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا دارد.
• در معرض دماهای بالاتر از 300 درجه سانتیگراد (572 درجه فارنهایت) حتی برای مدت کوتاهی شکننده می شود؛ بنابراین داپلکس 2205 برای استفاده در دماهای بالاتر از 300 درجه سانتیگراد توصیه نمی شود.

کاربردها :

• پردازش، حمل و نگهداری شیمیایی – مخازن فشار، مخازن، لوله ها و مبدل های حرارتی
• تجهیزات اکتشاف و پردازش نفت و گاز – لوله ها، لوله های نازک و مبدل های حرارتی
• محیط های دریایی و سایر محیط های دارای کلر بالا
• سیستم های شستشوی پساب
• صنعت کاغذ و کاغذ – دیجستورها، تجهیزات سفید کننده و سیستم های دستگاه کاغذ
• مخازن بار برای کشتی ها و کامیون ها
• تجهیزات پردازش غذا
• کارخانه های سوخت های زیستی

استانداردها :

• ASTM/ASME : A240 UNS S32205/S31803
• EURONORM : 1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3
• AFNOR : Z3 CrNi 22.05 AZ
• DIN : W.Nr 1.4462

خواص شیمیایی :

ویژگی های مکانیکی :

مشخصات فیزیکی :

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.