Notícia

Na indústria petroquímica, as diferenças de desempenho entre as chapas de aço duplex e as chapas de outros materiais manifestam-se principalmente em termos de resistência, resistência à corrosão,resistência a altas temperaturasA seguir, uma análise comparativa pormenorizada:
1- Força e resistência à pressão: o aço duplex supera significativamente o aço inoxidável austenítico e o aço carbono
A resistência de rendimento das teas de aço duplex (por exemplo, 2205, 2507) pode atingir 450 ¢ 700 MPa, o que é 2 ¢ 3 vezes maior que o do aço inoxidável austenítico 316L (170 ¢ 210 MPa) e 1.5×2 vezes o de aço carbono (200×300 MPa)Esta propriedade permite-lhe reduzir o peso do equipamento através da diminuição da espessura da parede em aplicações de alta pressão (como as unidades de hidrocraqueamento que operam a 10-15 MPa),evitando a deformação causada pela concentração de tensãoO aço carbono, com a sua menor resistência, requer paredes mais espessas sob altas pressões e é propenso a rachaduras por fadiga; o aço inoxidável ferrítico, embora mais resistente que o aço austenítico,Tem uma fraca dureza e uma fraca resistência ao impacto.
II. Resistência à corrosão: O aço duplex excelle em ambientes de cloreto e sulfeto de hidrogénio
Resistência à corrosão por furos e à corrosão por tensão: A resistência à corrosão do aço duplex é assegurada pela sua microestrutura de dupla fase “ferrítica + austenítica”.O seu valor de equivalente de resistência ao furamento (PREN) é ≥ 34Em ambientes de processamento de água do mar e de petróleo bruto que contenham íons cloreto, a temperatura crítica de perfuração (CPT) atinge 30°C a 40°C, muito superior aos 15°C do aço inoxidável 316L.em tubulações de injecção de água do mar em plataformas offshore, 2205 de aço duplex pode resistir à corrosão da água do mar, com uma redução da espessura da parede de menos de 0,1 mm após cinco anos de funcionamento.em ambientes ácidos que contenham H2S (como instalações de processamento de gás natural), o aço duplex tem um limiar de fissuração por corrosão por esforço (SCC) mais elevado, evitando fracturas por “brutamento por hidrogénio”.Enquanto o aço inoxidável austenítico é propenso a cracagem por corrosão por esforço em ambientes de íons cloreto ou sulfeto de hidrogênio.
Diferenças em relação às ligas à base de níquel: as ligas à base de níquel (como o Inconel 625) oferecem a melhor resistência à corrosão em meios ácidos fortes, como ácido clorídrico concentrado ou ácido fluorídrico,Mas o seu custo é 5×10 vezes o do aço duplex., tornando-os adequados apenas para cenários de corrosão extrema; o aço duplex oferece uma melhor relação custo-eficácia em ambientes de corrosão moderada.
3Resistência a altas temperaturas: O aço inoxidável austenítico é mais adequado para altas temperaturas, enquanto o aço duplex é limitado a temperaturas médias.
O aço inoxidável austenítico (como o 310S) pode ser usado a longo prazo a temperaturas entre 600-1100 °C, tornando-o adequado para aplicações de alta temperatura, como tubos de forno; no entanto,a temperatura de funcionamento a longo prazo do aço duplex não excede normalmente 300°C (2205) ou 400°C (2507)O aço carbono apresenta uma diminuição significativa da resistência acima de 350°C.e o aço inoxidável ferrítico é propenso a rastejar acima de 450 °C, tornando ambos os materiais adequados apenas para aplicações de baixa temperatura.
4Processamento e custo: O aço duplex oferece uma melhor relação custo/eficácia geral do que os materiais de ponta.
Soldadura e formabilidade: o aço duplex apresenta um baixo risco de fragilização das zonas afectadas pelo calor e pode ser soldado utilizando processos de soldadura convencionais, com menor dificuldade do que as ligas à base de níquel;durante a formação a frioO aço inoxidável austenítico tem uma excelente formabilidade a frio, mas tende a aderir às ferramentas durante o processamento a quente;As ligas à base de níquel apresentam um endurecimento de trabalho significativo, exigindo processos especializados tanto para o moldagem como para a solda.
Comparação de custos: O custo do material do aço duplex é superior ao do aço inoxidável austenítico 316L, mas inferior ao das ligas à base de níquel.a vida útil dos acessórios duplex de aço é 2 ̊3 vezes a do 316LPor exemplo, depois de uma refinaria ter substituído os seus acessórios por aço duplex, o ciclo de manutenção foi prorrogado de 2 para 5 anos.Enquanto o aço carbono tem custos iniciais mais baixos, requer uma manutenção frequente da protecção contra a corrosão (por exemplo, arejamento anual para remoção da ferrugem), o que pode resultar em custos operacionais mais elevados a longo prazo.
5Recomendações para a selecção de cenários de aplicação
Dar prioridade ao aço duplex: tubulações de água do mar que contenham íons cloreto, sistemas de processamento de petróleo bruto, unidades de hidrogenação de alta pressão (pressão > 8 MPa), tubulações de gás ácido que contenham H2S,e plataformas offshore onde tanto a resistência quanto a resistência à corrosão são necessárias em aplicações compactas.
Selecionar outros materiais: aço inoxidável austenítico 316L para ambientes ácidos diluídos à temperatura ambiente; aço inoxidável ferrítico para gases de combustão não corrosivos a altas temperaturas;aço carbono para tubulações de baixa pressão não corrosivas; e ligas à base de níquel para ambientes de corrosão totalmente imersos em ácido concentrado, alta temperatura e alta pressão.
Resumo
Os tees duplex de aço, com as suas vantagens globais de “alta resistência, moderada a elevada resistência à corrosão e rentabilidade,- tornaram-se a escolha principal para ambientes corrosivos de alta pressão na indústria petroquímicaNo entanto, outros materiais desempenham um papel insubstituível em condições de temperatura específicas ou de corrosão extrema.É essencial realizar uma avaliação abrangente considerando a composição média, parâmetros operacionais e custos do ciclo de vida para alcançar o equilíbrio ideal entre desempenho e custo.