کاربرد لوله‌های فولادی ضد زنگ در زمینه‌های دارویی و بیوتکنولوژی

ویژگی‌های پردازش:

 فولاد ضد زنگ دوفاز 2205 در بسیاری از جنبه‌ها مشابه 316L است، اما تفاوت‌های مهمی نیز وجود دارد. عملیات شکل‌دهی سرد باید مقاومت بالا و ویژگی‌های سخت‌کاری کاری (work-hardening) فولاد ضد زنگ دوفاز را در نظر بگیرد. تجهیزات شکل‌دهی ممکن است به ظرفیت بار بالاتر نیاز داشته باشند و فولاد ضد زنگ 2205 در عملیات شکل‌دهی نسبت به گرید استاندارد فولاد ضد زنگ آستنیتی، انعطاف‌پذیری بیشتری نشان خواهد داد. استحکام بالای فولاد ضد زنگ دابلکس 2205، برش آن را نسبت به 316L دشوارتر می‌کند.

روش جوشکاری فولاد ضد زنگ 316L را می‌توان برای فولاد ضد زنگ دابلکس 2205 استفاده کرد. با این حال، ورودی حرارت و دمای بین لایه‌ها باید به‌طور دقیق کنترل شود تا نسبت فاز آستنیتی-فریتی مطلوب حفظ شده و از رسوب فازهای بین‌فلزی مضر جلوگیری گردد. مقدار کمی نیتروژن در گاز جوشکاری می‌تواند به جلوگیری از این مشکلات کمک کند. هنگام ارزیابی روش جوشکاری فولاد ضد زنگ دابلکس، روش رایج ارزیابی نسبت آستنیت-فریت با استفاده از تست‌کننده فریت یا از طریق بررسی متالوگرافی است. روش آزمون ASTM A 923 معمولاً برای تأیید وجود فازهای بین‌فلزی مضر استفاده می‌شود.

فلز پرکنندهٔ جوش توصیه‌شده ER2209 (UNS S39209, EN 1600) است. جوشکاری خودادغام بدون فلز پرکننده تنها در صورتی قابل استفاده است که پس از جوشکاری بتوان جوش را با انیل محلولی بازپخت کرد تا مقاومت در برابر خوردگی بازیابی شود. در حین انیل محلولی، قطعات را تا دمای حداقل ۱۰۴۰ درجه سانتی‌گراد حرارت دهید و سپس به‌سرعت خنک کنید.

نفوذپذیری و روان‌کاری فولاد ضدزنگ دوفازی مانند 2205 نسبت به فولاد ضدزنگ 316L ضعیف‌تر است، بنابراین سرعت جوشکاری کندتر است. به دلیل نفوذ ضعیف فولاد ضدزنگ دوفازی 2205، شکل اتصال باید اصلاح شود. فولاد ضدزنگ دوفازی 2205 برای دستیابی به جوش با نفوذ کامل نیازمند زاویه شیار بازتر، فاصله ریشه بزرگ‌تر و لبه‌گرد کوچکتر نسبت به فولاد ضدزنگ 316L است.

اگر دستگاه جوش امکان استفاده از سیم پرکننده را داشته باشد، می‌توان از سیم پرکننده ۲۲۰۹ برای جوشکاری ریل‌های ۲۲۰۵ استفاده کرد. لوله فولاد ضد زنگ. همچنین می‌توان از درجه‌های مصرفی با ترکیب آلیاژی مناسب بدون نیاز به سیم جوش استفاده کرد. جدول ۳ مواد درجه‌ای مورد استفاده برای جوشکاری لوله‌های فولاد ضدزنگ دوفاز 2205 را خلاصه می‌کند.

پولیش الکتروشیمیایی فولاد ضدزنگ دوفازی

بسیاری از کاربردهای دارویی و بیوتکنولوژی نیازمند صیقل الکتروشیمیایی سطح در تماس با محصول هستند. بنابراین، توانایی ارائه سطح با صیقل الکتروشیمیایی با کیفیت بالا به یکی از ویژگی‌های مهم این ماده تبدیل شده است. فولاد ضد زنگ دوفازی 2205 را می‌توان با الکتروشیمی تا سطح نهایی 0.38 میکرومتر یا بیشتر صیقل داد که این امر نیازمندی‌های سطح نهایی استاندارد ASME BPE برای سطوح الکتروشیمی‌شده را برآورده یا حتی فراتر می‌برد. اگرچه فولاد ضد زنگ دوفازی 2205 می‌تواند به راحتی الزامات صنایع داروسازی و بیوتکنولوژی را برای پرداخت سطح برآورده کند، سطح فولاد ضد زنگ 2205 پس از پولیش الکتروشیمیایی به درخشندگی سطح فولاد ضد زنگ 316L پس از پولیش الکتروشیمیایی نیست. این تفاوت به دلیل نرخ انحلال کمی بالاتر فلز فریت در مقایسه با فاز آستنیت در فرآیند پولیش الکتروشیمیایی است.

مشخصات استاندارد و استانداردهای کنترل کیفیت

بسیاری از استانداردهای صنعتی و ملی فولاد ضدزنگ دوفازی 2205 را شامل می‌شوند. استاندارد ASTM A240 در حال حاضر دو گرید از فولاد ضدزنگ دوفازی 2205 را فهرست می‌کند: S31803 و S32205. حداقل محتوای کروم، مولیبدن و نیتروژن در S32205 کمی بالاتر است، اما همچنان در محدوده ترکیب شیمیایی S31803 قرار دارد. هدف از توسعه این گرید، حل مشکل مقاومت در برابر خوردگی بالقوه و کاهش تاب‌پذیری در ناحیه متأثر از حرارت (HAZ) برخی از جوش‌های S31803 است. بنابراین، توصیه می‌شود که کاربران گرید S32205 را مشخص کنند. اگر S31803 مورد نیاز باشد، گاهی به این دلیل که در استانداردهای ASME گنجانده شده است، کاربران باید الزام کنند که تمام اجزای شیمیایی S31803 نیز الزامات ترکیبی S32205 را برآورده کنند تا عملکردی یکنواخت حفظ شود.

ویژگی‌های پردازش:

 فولاد ضد زنگ دوفاز 2205 در بسیاری از جنبه‌ها مشابه 316L است، اما تفاوت‌های مهمی نیز وجود دارد. عملیات شکل‌دهی سرد باید مقاومت بالا و ویژگی‌های سخت‌کاری کاری (work-hardening) فولاد ضد زنگ دوفاز را در نظر بگیرد. تجهیزات شکل‌دهی ممکن است به ظرفیت بار بالاتر نیاز داشته باشند و فولاد ضد زنگ 2205 در عملیات شکل‌دهی نسبت به گرید استاندارد فولاد ضد زنگ آستنیتی، انعطاف‌پذیری بیشتری نشان خواهد داد. استحکام بالای فولاد ضد زنگ دابلکس 2205، برش آن را نسبت به 316L دشوارتر می‌کند.

روش جوشکاری فولاد ضد زنگ 316L را می‌توان برای فولاد ضد زنگ دابلکس 2205 استفاده کرد. با این حال، ورودی حرارت و دمای بین لایه‌ها باید به‌طور دقیق کنترل شود تا نسبت فاز آستنیتی-فریتی مطلوب حفظ شده و از رسوب فازهای بین‌فلزی مضر جلوگیری گردد. مقدار کمی نیتروژن در گاز جوشکاری می‌تواند به جلوگیری از این مشکلات کمک کند. هنگام ارزیابی روش جوشکاری فولاد ضد زنگ دابلکس، روش رایج ارزیابی نسبت آستنیت-فریت با استفاده از تست‌کننده فریت یا از طریق بررسی متالوگرافی است. روش آزمون ASTM A 923 معمولاً برای تأیید وجود فازهای بین‌فلزی مضر استفاده می‌شود.

فلز پرکنندهٔ جوش توصیه‌شده ER2209 (UNS S39209, EN 1600) است. جوشکاری خودادغام بدون فلز پرکننده تنها در صورتی قابل استفاده است که پس از جوشکاری بتوان جوش را با انیل محلولی بازپخت کرد تا مقاومت در برابر خوردگی بازیابی شود. در حین انیل محلولی، قطعات را تا دمای حداقل ۱۰۴۰ درجه سانتی‌گراد حرارت دهید و سپس به‌سرعت خنک کنید.

نفوذپذیری و روان‌کاری فولاد ضدزنگ دوفازی مانند 2205 نسبت به فولاد ضدزنگ 316L ضعیف‌تر است، بنابراین سرعت جوشکاری کندتر است. به دلیل نفوذ ضعیف فولاد ضدزنگ دوفازی 2205، شکل اتصال باید اصلاح شود. فولاد ضدزنگ دوفازی 2205 برای دستیابی به جوش با نفوذ کامل نیازمند زاویه شیار بازتر، فاصله ریشه بزرگ‌تر و لبه‌گرد کوچکتر نسبت به فولاد ضدزنگ 316L است.

اگر دستگاه جوش امکان استفاده از سیم پرکننده را داشته باشد، می‌توان از سیم پرکننده ۲۲۰۹ برای جوشکاری ریل‌های ۲۲۰۵ استفاده کرد. لوله فولاد ضد زنگ. همچنین می‌توان از درجه‌های مصرفی با ترکیب آلیاژی مناسب بدون نیاز به سیم جوش استفاده کرد. جدول ۳ مواد درجه‌ای مورد استفاده برای جوشکاری لوله‌های فولاد ضدزنگ دوفاز 2205 را خلاصه می‌کند.

پولیش الکتروشیمیایی فولاد ضدزنگ دوفازی

بسیاری از کاربردهای دارویی و بیوتکنولوژی نیازمند صیقل الکتروشیمیایی سطح در تماس با محصول هستند. بنابراین، توانایی ارائه سطح با صیقل الکتروشیمیایی با کیفیت بالا به یکی از ویژگی‌های مهم این ماده تبدیل شده است. فولاد ضد زنگ دوفازی 2205 را می‌توان با الکتروشیمی تا سطح نهایی 0.38 میکرومتر یا بیشتر صیقل داد که این امر نیازمندی‌های سطح نهایی استاندارد ASME BPE برای سطوح الکتروشیمی‌شده را برآورده یا حتی فراتر می‌برد. اگرچه فولاد ضد زنگ دوفازی 2205 می‌تواند به راحتی الزامات صنایع داروسازی و بیوتکنولوژی را برای پرداخت سطح برآورده کند، سطح فولاد ضد زنگ 2205 پس از پولیش الکتروشیمیایی به درخشندگی سطح فولاد ضد زنگ 316L پس از پولیش الکتروشیمیایی نیست. این تفاوت به دلیل نرخ انحلال کمی بالاتر فلز فریت در مقایسه با فاز آستنیت در فرآیند پولیش الکتروشیمیایی است.

مشخصات استاندارد و استانداردهای کنترل کیفیت

بسیاری از استانداردهای صنعتی و ملی فولاد ضدزنگ دوفازی 2205 را شامل می‌شوند. استاندارد ASTM A240 در حال حاضر دو گرید از فولاد ضدزنگ دوفازی 2205 را فهرست می‌کند: S31803 و S32205. حداقل محتوای کروم، مولیبدن و نیتروژن در S32205 کمی بالاتر است، اما همچنان در محدوده ترکیب شیمیایی S31803 قرار دارد. هدف از توسعه این گرید، حل مشکل مقاومت در برابر خوردگی بالقوه و کاهش تاب‌پذیری در ناحیه متأثر از حرارت (HAZ) برخی از جوش‌های S31803 است. بنابراین، توصیه می‌شود که کاربران گرید S32205 را مشخص کنند. اگر S31803 مورد نیاز باشد، گاهی به این دلیل که در استانداردهای ASME گنجانده شده است، کاربران باید الزام کنند که تمام اجزای شیمیایی S31803 نیز الزامات ترکیبی S32205 را برآورده کنند تا عملکردی یکنواخت حفظ شود.