پیچ و مهره استیل داپلکس
پیچ و مهره استیل داپلکس اتصالاتی ساخته شده از آلیاژ ضد زنگ داپلکس می باشند که یکی از آلیاژهای بسیار کاربردی در صنایع فلزی است. و اصولا Duplex یک آلیاژ بر پایه ی Fe-Ni-Cr است که در دمای معمولی اتاق دارای ریزساختار فولاد ضد زنگ (فریتی-آستنیتی) دو فاز است و از آن جهت با نام داپلکس نامیده می شود که از دو درجه مختلف فلز تشکیل شده است. فولادهای داپلکس با میزان کروم بین (19-28٪) و مولیبدن (تا 5٪) و محتوای نیکل پایین تر، از فولادهای ضد زنگ آستنیتی متمایز می شوند.
در این میان بیشترین استفاده از فولادهای ضد زنگ داپلکس 2205 (22٪ کروم ، 5٪ نیکل) و 2507 (25٪ کروم ، 7٪ نیکل) است. 2507 به دلیل مقاومت بیشتری که در برابر خوردگی از خود نشان می دهد به عنوان “سوپر داپلکس” شناخته می شود. برتری ترکیب فلزات فریتیک و آستنیتی این است که آلیاژ حاصل دارای ساختاری است که از دو فاز تشکیل شده است و بنابراین از خواص هر دو ریزساختار بهره می جوید.
چنین ویژگی هایی باعث می شود که از فولاد داپلکس در صنایع سنگین مانند فرآوری هسته ای و شیمیایی نفت و گاز نیز استفاده ی فراوانی شود. همچنین استیل داپلکس به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی در صنایع تجهیزات آب و فاضلاب ،صنایع پتروشیمی و صنایع برق مورد استفاده قرار می گیرد.
چرا صنعت متالورژی به چنین فولادی نیازمند شد؟
منشا تولید فولادهای داپلکس را می توان به حوالی دهه 1920 نسبت داد. هنگامیکه اولین قالب های ریخته گری در سوئد ساخته شدند. با این حال، محبوبیت استفاده از داپلکس درهمین چند دهه ی اخیر و همگام با پیشرفت فناوری ساخت فولاد، آغاز شد.
دو گونه فلز مورد استفاده در ساختارآلیاژ داپلکس ( آستنیتی و فریتی ) هر دو در بسیاری از موارد گزینه های مناسب برای انتخاب هستند اما هر دو دارای نقایصی می باشند که همین نکته از استفاده گسترده آنها در همه ی زمینه ها جلوگیری می کند. به طور مثال آستنیتیک ها مقاومت کم در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش از خود نشان می دهند. در حالی که فریتیک نیز دارای مقاومت کم، قابلیت جوشکاری ضعیف و مقاومت در دمای پایین است. تولید یک ترکیب شیمیایی که آستنیتی و فریتی را با هم در ساختار خود دارد، در نهایت فلزی با ویژگی هایی از قبیل مقاومت بالاتر، قابلیت جوشکاری خوب، مقاومت بالا و مقاومت در برابر ترک خوردگی در برابر خوردگی تنش را حاصل می کند.
با این حال، یکی از نکات منفی این است که داپلکس در دماهای شدیدا بالا و یا پایین شکننده است. به این معنی که استفاده از آن به طور معمول به گستره ی دمایی بین دما 300 درجه و 50- درجه محدود می شود. در هر حال به طور معمول هنگام ایجاد فولادهای ضد زنگ داپلکس، هدف، تولید یک ریزساختار مخلوط 50/50 از فلزات آستنیت و فریت است. اگرچه در موارد گوناگون بسته به نوع کاربرد، این نسبت قابل تغییر می باشد.
کاربردهای پیچ و مهره استیل داپلکس
در ادامه مطلب مواردی از کاربردهای این آلیاژ پر مصرف و پیچ و مهره استیل داپلکس ذکر شده است :
فرآوری، حمل و نقل و نگهداری مواد شیمیایی
لوله های تولید و حمل و نقل نفت و گاز، سکوهای اکتشاف نفت و گاز و سکوهای دریایی
پالایش نفت و گاز
محیط های دریایی
تجهیزات کنترل آلودگی
کارخانه هایی با فرآیندهای شیمیایی
اجزای سازه ای و مکانیکی
مبدل های حرارتی
لوله های خنک کننده
مزایای استفاده از پیچ و مهره استیل داپلکس
در قسمت زیر یک سری از مزایای فولاد ضد زنگ داپلکس را به طور خلاصه بررسی می کنیم.
مقاومت: استیل داپلکس تقریباً مقاومتی دو برابر فولادهای ضد زنگ آستنیتی یا فریتی دارند.
چقرمگی و شکل پذیری: فولادهای ضد زنگ داپلکس از مقاومت و شکل پذیری گریدهای فریتی فراتر می روند اگرچه به اندازه گریدهای آستنیتی شکل پذیر نیستند.
مقاومت در برابر خوردگی: همواره نوع ترکیب فولاد ضد زنگ است که میزان مقاومت در برابر خوردگی را تعیین می کند. از جمله مهمترین عناصر تعیین کننده به کروم، مولیبدن و نیتروژن می توان اشاره کرد. فولادهای ضد زنگ داپلکس در برابر خوردگی بسیار مقاوم هستند و حتی در محیط های حاوی کلرید و سولفید، مقاومت بسیار بالایی در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش (SCC) از خود نشان می دهند. SCC نوعی خوردگی است که در صورت وجود مجموعه خاصی از عوامل رخ می دهد: تنش کششی، محیط خورنده و دمای نسبتا بالا.
مقاومت در برابر حرارت: فولاد ضد زنگ داپلکس از انبساط حرارتی کمتری و رسانایی گرمایی بالاتری نسبت به فولادهای آستنیتی برخوردار است. از گریدهای داپلکس به راحتی می توان در دمای حداقل 50- درجه سانتی گراد استفاده کرد زیرا در دماهای پایین شکل پذیری بهتری نسبت به نوع فریتی فولاد دارند.
هزینه: فولادهای ضد زنگ داپلکس محتوای نیکل و مولیبدن کمتری دارند. این کمتر بودن به این معنی است که می توانند هزینه کمتری دربر داشته باشند. داپلکس دارای مقاومت تسلیم افزایش یافته است در نتیجه ممکن است از ضخامت فولاد کاسته شود و این نکته در نهایت به کاهش وزن محصول مورد نظر منجر می شود.
قابلیت جوشکاری: می توان گفت فولادهای داپلکس نسبتا قابلیت جوشکاری خوبی دارند و می توان از همه فرایندهای جوشکاری استاندارد در مواجه با آنها استفاده کرد اگرچه به راحتی آستنیتیک ها جوش نمی شوند.