Parmi les actuellement couramment utilisésboulons résistants aux-hautes températures, les produits en acier inoxydable duplex 2205 sont largement utilisés. Les boulons duplex en acier inoxydable 2205 ont une excellente adaptabilité aux températures élevées et basses : leur température de fonctionnement stable et continue est généralement de 250 -300 degrés (ils peuvent résister à environ 400 degrés pendant de courtes périodes) et ils peuvent tolérer des températures basses de -60 degrés, ce qui les rend adaptés aux scénarios de changements brusques de température. Par exemple, les boulons en acier allié chrome-molybdène 42CrMo peuvent fonctionner de manière stable à environ 360 degrés pendant de courtes périodes, mais leurs propriétés mécaniques ont tendance à fluctuer lorsque la température ambiante chute fortement ou revient à la normale ; en revanche, les boulons duplex en acier inoxydable 2205 maintiennent des performances stables dans de tels environnements alternés à haute et basse température.
Comment distinguer les boulons en acier inoxydable de différents matériaux ? Les boulons courants en acier inoxydable 304 sont marqués « A2-70 » sur la tête, les boulons en acier inoxydable 316 sont marqués « A4-70 » ou « A4-80 » et les boulons duplex en acier inoxydable 2205 sont pour la plupart directement marqués « 2205 » sur la tête (certains peuvent également être marqués des codes standard correspondants, tels que ASTM A193 Gr. S32205), permettant aux utilisateurs de les identifier rapidement.
Différences entre les boulons résistants aux-hautes températures et les boulons ordinaires
De nombreuses personnes croient à tort que les boulons résistants aux hautes températures{{0} doivent avoir des paramètres de résistance à la traction et de couple plus élevés que les boulons ordinaires à haute résistance-, mais ce n'est pas le cas. La principale différence entre eux réside dans les propriétés des matériaux plutôt que dans la résistance de base : au niveau national, l'acier allié au chrome-molybdène 42CrMo est couramment utilisé pour produire des boulons résistants aux températures élevées-, dont les indicateurs de résistance sont similaires à ceux des boulons standard de qualité 12,9-à haute résistance-. Cependant, le matériau 42CrMo reste stable à des températures élevées (environ 360 degrés) sans réduction du couple ni diminution de la dureté ; les boulons ordinaires (tels que les boulons en acier au carbone ou en acier inoxydable conventionnels) ne peuvent généralement fonctionner normalement qu'en dessous de 200 degrés, au-delà desquels ils ne répondent pas aux exigences de performances mécaniques conçues. Par conséquent, les boulons résistants aux températures élevées en 42CrMo sont largement utilisés dans des conditions de travail à haute température telles que les récipients sous pression et les chaudières.
De plus, dans des environnements à haute-température, les performances anti-vibrations des boulons conventionnels à haute résistance-est bien inférieure à celle des boulons résistants à haute-température : dans les mêmes spécifications et conditions de température, les boulons à haute résistance-en acier allié ordinaire ne peuvent supporter qu'environ 80 vibrations avant un desserrage évident, tandis que les boulons 42CrMo résistants à haute température-peut résister à environ 200 vibrations avant de desserrage. Cette caractéristique des boulons résistants aux températures élevées ne peut pas être remplacée par des boulons ordinaires ; un remplacement arbitraire peut facilement provoquer des pannes d'équipement dues au desserrage des boulons, et ces risques potentiels ne peuvent pas être complètement évités à l'avance grâce à des stratégies d'urgence.
Les boulons résistants aux températures élevées-ont également des exigences particulières en matière de traitement de surface : en prenant le 42CrMo comme exemple, sa dureté est similaire à celle des boulons de qualité 12,9-. Après la production, il nécessite un traitement thermique et un revêtement d'oxyde noir ; la galvanisation ou le nickelage sont généralement inutiles, car dans des conditions de travail à haute température-, le revêtement non seulement ne parvient pas à fournir une protection, mais affecte également les performances des boulons en raison d'une défaillance à haute température.
Lors de l'acceptation de-boulons résistants aux températures élevées, la confirmation des matériaux est la priorité absolue, et il est également nécessaire de vérifier si leurs données de contrainte et leurs propriétés mécaniques répondent aux exigences de conception-les deux sont indispensables. Si le matériau est de qualité inférieure, même avec une dureté élevée, il ne peut pas atteindre les performances de l'acier duplex 42CrMo ou 2205 dans des environnements à haute -température. Ainsi, lors de la réception, il est essentiel d’exiger des fournisseurs qu’ils fournissent des numéros de lots de matières et des rapports d’analyse des matières ; pour différents environnements d'installation, le personnel concerné doit recevoir une formation professionnelle pour maîtriser les précautions d'utilisation et les exigences standard correspondantes des boulons résistants aux températures élevées.
Caractéristiques et applications des boulons duplex en acier inoxydable (en prenant 2205 comme exemple)
Les boulons duplex en acier inoxydable ont déjà joué un rôle important lors de la construction du pont de Hong Kong-Zhuhai-Macao. Le 23 octobre 2018, le pont de Hong Kong-Zhuhai-Macao a été ouvert à la circulation. Ce très grand pont maritime de 55 - kilomètres reliant Hong Kong, Zhuhai et Macao a réalisé un cercle de vie de 30 minutes entre les trois endroits, réduisant considérablement les coûts logistiques et favorisant le développement coordonné des trois régions. Dans ce projet, l'utilisation de boulons en acier inoxydable duplex développés et produits au niveau national a atteint 1 200 tonnes, rompant complètement la dépendance antérieure à l'égard des boulons en acier inoxydable duplex importés pour la construction de ponts.
Précédemment,boulons duplex en acier inoxydableutilisés dans les projets de ponts nationaux, ils devaient pour la plupart être importés ; cependant, les entreprises participant à la construction du pont de Hong Kong-Zhuhai-Macao, grâce à des recherches fondamentales sur les matériaux en acier inoxydable duplex et au contrôle des performances du produit fini, ont produit des boulons d'une qualité équivalente à celle des produits importés. Cela a non seulement établi une référence pour leurs homologues nationaux, mais a également renforcé leur propre force technique, jetant ainsi les bases du développement des entreprises dans le cadre de « l'Initiative la Ceinture et la Route ».
Les boulons duplex en acier inoxydable (tels que 2205) peuvent répondre à des scénarios d'exigences élevées tels que les ponts, principalement en raison de trois caractéristiques principales :
Excellente résistance à la corrosion: Sa résistance à la corrosion est de loin supérieure à celle des boulons en acier inoxydable 304. Les ponts se trouvent dans des environnements marins, où l'intensité de la corrosion de l'eau de mer et du brouillard salin élevé-est beaucoup plus élevée que dans les scénarios quotidiens.. 304 les boulons en acier inoxydable ne peuvent pas répondre aux exigences de résistance à la corrosion à long-terme, tandis que l'acier duplex 2205, contenant environ 22 % de chrome et 3 % de molybdène, peut former un film passif stable, résistant efficacement à la corrosion dans les environnements marins.
Performances à haute résistance: La résistance à la traction des boulons en acier inoxydable duplex 2205 est d'environ 800 MPa et la limite d'élasticité est d'environ 550 MPa-1,5-2 fois celle des boulons en acier inoxydable 304 conventionnels (résistance à la traction d'environ 515 MPa, limite d'élasticité d'environ 205 MPa). Sa résistance réelle testée a dépassé celle des boulons en acier au carbone de qualité 8,8 (résistance à la traction supérieure ou égale à 800 MPa, limite d'élasticité supérieure ou égale à 640 MPa), offrant une garantie de résistance fiable pour les connexions de ponts. La haute résistance de l'acier inoxydable duplex provient de sa structure duplex austénitique-ferritique, sans teneur élevée en carbone. En fait, l'acier duplex 2205 a une teneur en carbone extrêmement faible (inférieure ou égale à 0,03 %), inférieure à l'acier inoxydable 304 (inférieure ou égale à 0,08 %), évitant le risque de corrosion intergranulaire causée par une teneur élevée en carbone.
Bonne compatibilité de soudage: Dans la construction de ponts, certains composants connectés doivent être fixés par soudage. Les boulons duplex en acier inoxydable peuvent être compatibles avec les zones soudées sans dégradation des performances due à l'influence de la chaleur de soudage ; les boulons ordinaires en acier inoxydable, s'ils sont proches de zones soudées, sont sujets à une transformation structurelle en raison de l'influence de la chaleur, ce qui entraîne une diminution de la résistance et de la résistance à la corrosion et ne répond pas aux exigences de fermeté de connexion. Cet avantage provient de la proportion raisonnable d'éléments d'alliage (comme l'azote) dans l'acier duplex 2205, lui conférant une bonne stabilité thermique.
En plus des ponts, 2205 duplexboulons en acier inoxydablesont également largement utilisés dans les installations pétrolières, le raffinage des biocarburants, les équipements de conditionnement alimentaire, etc. : dans le forage pétrolier, leur bonne compatibilité galvanique peut répondre aux besoins de connexions des tiges de forage ; dans les industries des biocarburants et de l'alimentation, leur excellente résistance à la corrosion et leurs faibles caractéristiques de précipitations peuvent répondre aux exigences sanitaires et éviter la contamination des produits.
Notes complémentaires
Clarification sur la température de fonctionnement du matériau : La déclaration précédente selon laquelle « l'acier inoxydable duplex 2205 peut résister à 600 degrés ou 800 degrés » est incorrecte. En fait, la température de service continu de l'acier duplex 2205 ne doit pas dépasser 300 degrés, et la température de service maximale à court terme est d'environ 400 degrés. Le dépassement de cette plage entraînera un déséquilibre de la structure duplex, réduisant considérablement la résistance et la résistance à la corrosion.
Correction sur le soudage des boulons : dans la construction de ponts, les boulons eux-mêmes ne sont généralement pas directement soudés, mais permettent d'obtenir une connexion fiable en s'adaptant aux composants connectés soudés, évitant ainsi d'endommager les performances des boulons en raison des températures de soudage élevées.
Correction de la teneur en carbone : l'un des principaux avantages de l'acier inoxydable duplex (tel que le 2205) est sa faible teneur en carbone, et non "relativement élevée". Une faible teneur en carbone est la clé de son excellente résistance à la corrosion intergranulaire, qui doit être distinguée de la gamme de teneur en carbone de l'acier inoxydable conventionnel (tel que le 304).
