Duplex-Stähle

Behälter, Tanks und Kolonnen
Duplex-Stähle
Korrosionsbeständige
Rohre
Plattierte Rohre
Spezialrohre und
einbaufertige Komponenten
Vorgefertigte Rohrleitungen und
Schweißkonstruktionen
Behälter, Tanks und Kolonnen
Montagen
2
Duplex-Stähle
Duplex-Stähle
Duplex-Stähle im Einsatz
Weltweit steht der Name BUTTING für qualitativ
Seit 1979 haben wir mehr als 250 000 t dieser
hochwertige Rohre, Rohrleitungen und Komponenten,
­Werk­stoffe verarbeitet zu:
die in den verschiedenen Industriezweigen und Anwendungsgebieten Verwendung finden.
Die Kernkompetenzen unseres Familienunternehmens
liegen in der Werkstoff-, Umform- und Schweißtechnik
sowie der Qualitätssicherung. So ­können wir auf
eine mehr als 50-jährige Erfahrung beim Schweißen
• Rohren
• Einbaufertigen Komponenten
• Vorgefertigten Rohrleitungen und
S
­ chweißkonstruktionen
• Behälter, Tanks und Kolonnen
und Verarbeiten von korrosions­beständigen Stählen
verweisen.
Neben austenitischen Stählen, Sonderlegierungen
und Titan hat sich BUTTING auf die Verarbeitung von
Duplex-, Superduplex- und Lean Duplex-Werkstoffen
spezialisiert.
Ihr Kontakt
Tel.: +49 5834 50-0
[email protected]
3
4
Duplex-Stähle
Duplex-Stähle
5
Tab. 1: Chemische Analysen einiger Duplex-Werkstoffe
Werkstoff
Norm
%C
% Cr
% Mo
% Ni
%N
1.4462
DIN EN 10088-2
Max. 0,030
21,0 – 23,0
2,5 – 3,5
4,5 – 6,5
0,10 – 0,22
UNS S31803
ASTM A240
Max. 0,030
21,0 – 23,0
2,5 – 3,5
4,5 – 6,5
0,08 – 0,20
UNS S32205
ASTM A240
Max. 0,030
22,0 – 23,0
3,0 – 3,5
4,5 – 6,5
0,14 – 0,20
Werkstoff
Norm
R P 0.2
[MPa]
Rm
[MPa]
A 5
[%]
KV (quer)
[J]
Härte
1.4462
DIN EN 10088-2
>
_ 460
700 – 950
>
_ 25
>
_ 60
–
UNS S31803
ASTM A240
>
_ 450
>
_ 620
>
_ 25
–
_ 31
HRC <
UNS S32205
ASTM A240
>
_ 450
>
_ 655
>
_ 25
–
_ 31
HRC <
Tab. 3: Dehngrenzen (RP0.2) bei erhöhter Temperatur
Werkstoff
100 °C [MPa]
200 °C [MPa]
250 °C [MPa]
280 °C [MPa]
1.4462
>
_ 360
>
_ 315
>
_ 300
>
_ 285
UNS S31803
>
_ 360
>
_ 315
>
_ 300
>
_ 285
UNS S32205
>
_ 360
>
_ 315
>
_ 300
>
_ 285
Der Duplex-Stahl
Der Duplex-Stahl verdankt seinen Namen dem
Beim Werkstoff UNS S32205 sind die Mindestgehalte
zweiphasigen Gefügeaufbau aus Ferrit und Austenit zu
für Chrom, ­Molybdän und Stickstoff gegenüber dem
ungefähr gleichen Teilen. „Duplex Stainless Steel“ zählt
Werkstoff UNS S31803 angehoben.
mit seinen deutlich über 20 % Chrom und ca. 5 % Nickel
zu der Gruppe der nicht rostenden Stähle.
Die Duplex-Werkstoffe erreichen ihre optimalen
Seit etwa 1970 sind eine Reihe von nicht rostenden
Eigenschaften bei einem ausgeglichenen Ferrit-
­Duplex-Stählen entwickelt worden, die mit unterschied-
Austenit-Verhältnis von ca. 50 : 50. Im Vergleich zu den
lichen Bezeichnungen in den Handel gelangt sind.
austenitischen nicht rostenden Stählen enthalten die
Durchgesetzt hat sich schließlich eine stickstofflegierte
Duplex-Stähle weniger Nickel (ca. 4 % bis 8 %), woraus
Variante, die heute allgemein unter den Bezeichnungen
ein günstiges Preis- / Leistungsverhältnis resultiert.
UNS S31803 oder UNS S32205 nach dem ASTM / ASME-
Gemäß VdTÜV-Werkstoffblatt 418 darf der Werkstoff im
Regelwerk (ASTM A240, ASTM A789 / A790, ASTM A928)
Temperaturbereich von – 40 °C bis + 280 °C eingesetzt
bzw. Werkstoff-Nr. 1.4462 (X2CrNiMoN 22-5-3) nach
werden.
dem DIN EN- / VdTÜV-Regel­werk (DIN EN 10088-2 /
VdTÜV-Werkstoffblatt 418) bekannt ist.
Tab. 1 bis 3: Alle Angaben ohne Gewähr
Tab. 2: M
echanisch-technologische Eigenschaften bei Raumtemperatur
für das Vormaterial
Duplex-Stähle
Tab. 4: Chemische Analysen einiger Superduplex-Werkstoffe
(DIN EN 10 088-2 und ASTM A240)
Werkstoff
C [%]
Cr [%]
Mo [%]
Ni [%]
N [%]
W [%]
Cu [%]
EN 1.4501
Max. 0,03
24,0 – 26,0
3,0 – 4,0
6,0 – 8,0
0,20 – 0,30
0,5 – 1,0
0,5 – 1,0
EN 1.4507
Max. 0,03
24,0 – 26,0
2,7 – 4,0
5,5 – 7,5
0,15 – 0,30
–
1,5 – 2,5
UNS S32750
Max. 0,03
24,0 – 26,0
3,0 – 5,0
6,0 – 8,0
0,24 – 0,32
–
0,5 UNS S32760
Max. 0,03
24,0 – 26,0
3,0 – 4,0
6,0 – 8,0
0,20 – 0,30
0,5 – 1,0
0,5 – 1,0
UNS S32520
Max. 0,03
24,0 – 26,0
3,0 – 5,0
5,5 – 8,0
0,20 – 0,35
–
0,5 – 3,0
UNS S32550
Max. 0,03
24,0 – 27,0
2,9 – 3,9
4,5 – 6,5
0,10 – 0,25
–
1,5 – 2,5
Tab. 5: M
echanisch-technologische Eigenschaften bei Raumtemperatur
für das Vormaterial
Werkstoff
Norm
RP 0.2
[MPa]
Rm
[MPa]
A 5
[%]
KV (quer)
[J]
Härte
UNS S32750
ASTM A240
>
_ 550
>
_ 795
>
_ 15
–
_ 32
HRC <
UNS S32760
ASTM A240
>
_ 550
>
_ 750
>
_ 25
–
_ 270
HBW <
Der Superduplex-Stahl
Eine typische Zusammensetzung eines Superduplex-
Seit den 1990er Jahren verarbeitet BUTTING
Stahles zeigt der UNS S32760 mit 25 % Chrom, ­
­Superduplex-Stahl in den Güten UNS S32760,
7 % Nickel, 4 % Molybdän und 0,25 % Stickstoff.
UNS S32750 (VdTÜV-Werkstoffblatt 508) und
Zusätzlich ist der Werkstoff mit Wolfram und / oder
UNS S32550 – vorwiegend zu Rohren für die Gas- u
­ nd
Kupfer legiert. Die Gruppe der Superduplex-Stähle hebt
Ölindustrie aber auch für Meerwasserentsalzungsan-
sich durch eine weitere Erhöhung in der Beständigkeit
lagen und die geothermische Energieerzeugung. Die
gegenüber der Loch-, Spalt- und Spannungsrisskor-
dabei zugrunde liegenden Anforderungen richteten
rosion sowie durch eine zusätzliche Steigerung der
sich nach projektbezogenen Spezifikationen, u. a. von
Festigkeitskennwerte ab.
SHELL, Statoil, PDO, ExxonMobil, BP und anderen
namhaften Gesellschaften.
Die Superduplex-Güten UNS S32750 und UNS S32760
stellen die zurzeit am weitest verbreiteten Varianten
dar und zeichnen sich neben hervorragenden Anwendungseigenschaften durch eine hohe Verfügbarkeit
in allen einschlägigen Erzeugnisformen (Blech, Stab,
nahtlose und geschweißte Rohre, Formteile, Guss) aus.
Tab. 4 und 5: Alle Angaben ohne Gewähr
6
Duplex-Stähle
Tab. 6: C
hemische Zusammensetzung ausgewählter Lean Duplex-Werkstoffe
Werkstoff
C [%]
Mn [%]
Si [%]
P [%]
S [%]
LDX2101
UNS S32101
1.4162
<
_ 0,040
5
<
_ 1,0
<
_ 0,040
<
_ 0,030
21,5
1,5
0,50
0,50
0,22
AL2003
UNS S32003
<
_ 0,030
<
_ 2,0
<
_ 1,0
<
_ 0,030
<
_ 0,020
21,0
3,5
1,75
–
0,17
Uranus 35N
UNS S32304
<
_ 0,030
<
_ 2,0
<
_ 1,0
<
_ 0,030
<
_ 0,002
23,0
4,4
0,25
0,25
0,11
Cr [%] Ni [%] Mo [%] Cu [%] N [%]
Werkstoff
RP0.2
[MPa]
Rm
[MPa]
A50 mm
[%]
LDX2101
UNS S32101
1.4162
> 450
> 665
30
AL2003
UNS S32003
>
_ 450
> 620
25
Uranus 35N
UNS S32304
>
_ 430
> 620
25
Tab. 6 und 7: Alle Angaben ohne Gewähr
Tab. 7: Mechanische Eigenschaften ausgewählter Lean Duplex-Werkstoffe
Der Lean Duplex-Stahl
Niedriger als Standard-Duplex-Stähle legierte aus-
Im Vergleich zu nicht rostenden Standard-Stählen,
tenitisch-ferritische Stähle werden in der sog. „Lean
wie z. B. TP 304L oder TP 316L, bieten die Lean Duplex-
Duplex“-Gruppe von Legierungen zusammengefasst.
Stähle den Vorteil, dass sie mit Streckgrenzen
Bisherige Einsatzgebiete von Lean Duplex-Blechen sind
von 430 bis 450 MPa fast doppelt so hohe Berech-
im Behälterbau für die Papier- und Zellstoffindustrie
nungskennwerte aufweisen und damit beachtliche
sowie als Konstruktionsstahl im Bauwesen und im
Wandstärkeneinsparungen ermöglichen. Neben den
Brückenbau zu finden, wo das Gewichtseinsparungs­
hohen Festigkeitskennwerten können bei bestimmten
potenzial ausgenutzt werden kann.
Nickel-Chrom-Molybdän-Preisverhältnissen niedrige
Materialeinstandspreise den Einsatz von Lean Duplex-
Aufgrund der niedrigeren Legierungsgehalte an Nickel
und Molybdän – verglichen zu Standard-Duplex-Stählen – empfehlen sich Lean Duplex-Werkstoffe sowohl
mit einer größeren Belastbarkeit, Zuverlässigkeit und
Verarbeitungsfreundlichkeit als auch als wirtschaftlich
interessante Alternativen zu niedrig legierten Austeniten oder C-Stählen.
Stählen begünstigen.
7
8
Duplex-Stähle
Grafik 1: S chwingungsrisskorrosionsverhalten von glatten Proben
(Umlaufbiegebeanspruchung)
in 3 % iger NaCl-Lösung, pH = 7
300
200
100
0
304 LN
316 LN
1.4462
UNS S31803
UNS S32205
Alle Angaben ohne Gewähr
σ/RbW [MPa]
400
Vorteile der Duplex-Stähle
Der Duplex-Stahl UNS S31803 / UNS S32205 / 1.4462
Das Verschleißverhalten von Werkstoffen wird in erster
zeichnet sich aufgrund seiner hohen Wirksumme
Linie durch die Oberflächenhärte und die Zähigkeit be-
­(PRE = % Cr + 3,3 x % Mo + 16 x % N) von rund 34 in
stimmt. Sowohl Härte als auch Zähigkeit liegen bei dem
Verbindung mit seinem ferritisch-austenitischen
Stahl UNS S31803 / UNS S32205 / 1.4462 in einer sehr
Gefügezustand durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit
günstigen Kombination vor, die einen hohen Widerstand
aus. Vor allem in neutralen und mäßig bis mittelsauren
gegenüber reibendem Verschleiß erwarten lässt.
Medien ist er den üblichen austenitischen Stählen des
Typs 1.4571 / TP 316L überlegen. Besondere Vorteile
Der besondere Vorteil der Verwendung von Duplex-
bietet er hinsichtlich:
Stählen als verschleißfeste Stähle liegt in der Tatsache,
dass diese Stähle voll schweißgeeignet sind, was bei den
• Lochkorrosion
• Spannungsrisskorrosion
• Schwingungsrisskorrosion
rein verschleißfesten Stählen nur bedingt der Fall ist.
Parallel zu den hohen Festigkeitskennwerten weisen
Superduplex-Stähle einen sehr hohen Widerstand gegen
reibende Verschleißbeanspruchung auf.
Duplex-Stähle
Ihr Nutzen
Unseren Kunden bieten wir:
• Umfassende Kapazitäten zur Produktion von
längsnahtgeschweißten Rohren und Komponenten
•
Ökonomische Vorteile durch kontinuierliche
­Fertigungsprozesse
• Umfangreiches Know-how in der werkstoff­
gerechten Verarbeitung
•
•
• Sicherstellung der Produktqualität durch eine
durchgängige Qualitätssicherung
• Umsetzung Ihrer projektspezifischen Anforderungen durch mechanische Verfahren, z. B. Schleifen
oder Strahlen der Außen- und Innenflächen
• Kurzfristige Verfügbarkeiten durch Lagerhaltung von Rohren und Blechen im Bereich von
­Standardabmessungen
Kompetente Anwendung aller gängigen Schweißprozesse, u. a. Plasma-, WIG-, UP-, Laserstrahl-
Das Qualitätsmanagementsystem von BUTTING ist nach
und Elektronenstrahl-Schweißverfahren
DIN EN ISO 9001 vom Germanischen Lloyd zertifiziert.
Gewährleistung einer optimalen Korrosions-
Zahlreiche weitere Zulassungen, insbesondere im
beständigkeit durch eine metallisch saubere
Anwen­­dungsbereich der Öl- und Gasindustrie, liegen
Oberfläche, indem alle Produkte grundsätzlich
vor, u. a. nach NORSOK oder Kundenspezifikationen, z. B.
einer chemischen Reinigung (Beizung) unterzogen
von Shell, BP, Petrobras, Aramco.
werden
9
10
Duplex-Stähle
Offshore-Einsatz von Duplex-Rohren im norddeutschen Wattenmeer: der Transport der Rohrstränge für die Verlegung erfolgt
über Pfähle mit Rollenlagern
Duplex-Stähle im Einsatz
Duplex-Stahlsorten werden hauptsächlich aus
So kommen unsere Duplex-Produkte in weltweiten
zwei Gründen verwendet: Einerseits wegen ihrer
Projekten zum Einsatz, u. a.:
Korrosionsbeständigkeit gegenüber verschiedenen
im Onshore- und Offshore-Bereich vorkommenden
korrosiven Medien, wie beispielsweise Chloride CO2 oder
niedrige pH-Werte. Andererseits wegen ihrer erhöhten
Festigkeit.
Typische Anwendungsfälle sind:
• Unterwassersammelrohre
• Flowlines
• Prozess- und Leitungsrohre
• Unterwasserpipelines
• Topside-Prozesssysteme
• Brunnenköpfe
• Pump- und Steigrohre
• Öl- und Gasindustrie
• Chemische und Petrochemische Industrie
• Wasser- und Abwassertechnik
• Meerwasserentsalzungsanlagen
• Papier- und Zellstoffindustrie
• Bohr- und Brunnenbau
• Schiffstechnik
Duplex-Stähle
Umfangreiche Produktpalette
• Spezialrohre und einbaufertige Komponenten
Ein breites Spektrum von leistungsfähigen Produktionseinrichtungen eröffnet Ihnen umfangreiche Möglichkeiten:
• Längsnahtgeschweißte Rohre aus eigener
­Produktion
– Mit Außendurchmessern von 20 bis 3 000 mm
– Das maximale Verhältnis von Wanddicke zum
­Außendurchmesser beträgt ca. 1,2 : 10
– Mit Wanddicken bis ca. 60 mm
– In Herstellungslängen bis zu 24 m
– Nach international gültigen Standards, u. a. nach
DIN EN, NORSOK, API, ASTM
– Umfangreiche Lagerhaltung
– Rohre mit anspruchsvollen Toleranzvorgaben
– Rohre in Sondergeometrien
• Vorgefertigte Rohrleitungen und Schweißkonstruktionen
• Behälter, Tanks und Kolonnen
Unsere Fertigungstechnik ermöglicht Ihnen die Umsetzung Ihrer projektspezifischen Anforderungen:
• Eingeschränkte Toleranzen
• Spezielle Abmessungen
• Besondere Oberflächenbehandlung
• Individuelle Qualitätsanforderungen
11
12
Duplex-Stähle
Schnelle Verfügbarkeit durch Lagerhaltung
BUTTING bevorratet für Sie insgesamt mehr als
Die Stärken unseres Lagers werden durch umfassende
­­5 000 t Rohre. So lagern wir in unserem Stammwerk ­
Serviceleistungen ergänzt. Hierzu zählen ergänzende
in Knesebeck u. a. Duplex-Rohre im Abmessungs­-
Qualitätskontrollen (zerstörende und zerstörungsfreie
bereich von ­2“ bis 24“ in 10S und 40S. Die Rohre aus
Prüfungen), das Anarbeiten spezieller Fasen, Laser-
UNS S31803 /­ UNS S32205 / 1.4462 sind nach
schnitte oder individuelle Kennzeichnungen.
­ASTM A928 / DIN EN 10217-7 geprüft.
Zur Deckung kurzfristiger Bedarfe von Rohren und
Seit 2012 verfügen wir zusätzlich über ein Lager mit
Komponenten können unsere Produktionsabteilungen
Duplex- und Superduplex-Rohren in Calgary / Kanada.
auf ein umfangreiches Blechlager zurückgreifen.
Die Abmessungen reichen von 6“ bis 24“ in 10S und 40S.
Dieses beinhaltet Duplex-Bleche mit Wanddicken von
So ermöglichen wir unseren Kunden einen Abruf von
3 bis 35 mm sowie Superduplex-Bleche mit Wanddicken
Rohren innerhalb kürzester Zeit.
von 3 bis 25 mm.
Duplex-Stähle
Referenzen Duplex
Seit 1979 produzierte BUTTING für zahlreiche Projekte:
• Statoil „Sleipner Vest“-Projekt:
2 300 t Rohre in der Abmessung 508 x 14,5 mm
• Förderinsel Mittelplate in Deutschland:
• Lurgi für Bioenergiegewinnung:
16 Kolonnen mit einer Höhe von bis zu 20 m sowie
11 Trockner und 2 Flachbodentanks
• GDF Suez für das „L5a-D Linepipe“-Projekt in
8,5 km Duplex-Rohre in den Abmessungen
der Nordsee:
273 x 8 mm und 168,3 x 11 mm (in 18-m-Herstel-
2 000 t Rohre der Abmessung 273,1 x 15,09 mm
lungslängen) sowie 6 Behälter aus Duplex
• Gassammelstation für „Kela 2“-Projekt:
­Lieferung u. a. von mehr als 4 500 m Rohr mit
dem Durchmesser 508 x 15,9 mm
• Saipem für das Gbaran-Ubie-Feld:
Knapp 1 200 t Rohre aus Blechen in 12-m-Längen
• BHP Petroleum für das „BHP Billiton Zamzama
Gas Plant“-Projekt:
958 t Rohr der Abmessung 219,1 x 8,74 mm
• ESSO für das „Gippsland Basin“-Projekt:
276 t Rohre der Abmessung 219,1 x 10,9 mm
• Stulz Planaqua für Wasseraufbereitung:
3 Behälter mit einem Durchmesser von über
6,5 m und einer Höhe von 24 m
• INPEX für das australische Projekt „Ichthys“:
1 000 t Rohre in diversen Abmessungen von 8“ bis 18“
• Mc Dermott Asia Pacific für Upstream-­Projekt
„Ichthys“:
870 t Rohre der Abmessung 275,1 x 24,4 mm
• PDO für das „Line Pipe Delivery Programme
2014 / 2015“: Insgesamt 2 100 t Rohre in 8“ mit
Wanddicken 5,6 und 6,4 mm
13
14
Duplex-Stähle
Referenzen Superduplex
BUTTING überzeugte z. B. bei folgenden Projekten:
• Meerwasserentsalzungsanlage in den Vereinigten Arabischen Emiraten:
• Woodside für das „Perseus-over-Goodwyn“Projekt in Australien:
Rohre in der Abmessung 508 x 50 mm
• Shell für das „Kingfisher“-Projekt: Mehr als
1 800 t längsnahtgeschweißte Rohre der Abmessung 273 x 13,75 mm, verlegt im Reeling-Verfahren
• Meerwasserentsalzungsanlage in Asien:
Verarbeitung von mehr 162 t Blechtafeln aus
Superduplex zu Rohren in diversen Abmessungen,
u. a. 36“ x 23,84 mm
• BG Tunisia für Flowlines des Miskar-Feldes: ­
Ca. 6 000 m Rohr der Abmessung 273 x 14,3 mm
sowie 600 m Steigrohre und diverse Bogen
• Filtersiebe aus Superduplex für die Bohr- und
Brunnenbautechnik
70 t Rohre in Duplex und Superduplex
• Ansaug- und Förderleitung von Seewasser im
Emirat Katar: Vorfertigung von Spools in den
­Außendurchmessern 24“, 28“ und 88“
• CalEnergy in USA für Transfer Lines:
Mehr als 850 t Rohre mit Außendurchmessern
von 20“, 24“ und 30“
• Subsea 7 / Total für Projekt „West Franklin“:
752 t Rohre der Abmessung 362 x 35 mm
• Talisman für das „Montrose“-Projekt:
116 t Rohre in diversen Abmessungen von 8“ bis 18“
• BG Norge für das „Knarr-Development“-­
Offshore-Projekt: 747 t von 8“-Rohren
• TAQA für Offshore-Projekt „Cladhan“: Mehr als
17 000 m Rohre in der Abmessung 273,1 x 16,1 mm
Duplex-Stähle
Referenzen Lean Duplex
Die ersten industriellen Anwendungen von Lean Duplex-
• Produktion von Behältern mit Supervising vor Ort
Werkstoffen bestanden in weniger kritischen Bereichen,
bei einer Papier- und Zellstofffabrik in Südafrika:
wie z. B. für Halterungen oder drucklose Lagerbehälter.
59-t-Druckbehälter mit Standzarge aus C-Stahl
Inzwischen finden sich Lean Duplex-Werkstoffe ebenso
sowie 28 weitere Tanks und Behälter
in Verdampfern, in Versorgungsleitungen von Offshore-
• Produktion von Rohren für einen international
Anlagen, als dekorative Konstruktionswerkstoffe in eini-
aufgestellten Chemiekonzern. Der Auftrag um-
gen Architektur- oder Bauprojekten sowie in der Papier-
fasste ca. 1 900 m längsnahtgeschweißte Bandrohre
und Zellstoffindustrie oder der chemischen Industrie.
der Abmessung 114,3 x 3,6 mm in 12-m-Längen.
Des Weiteren wurden Rohre der Abmessung
BUTTING wurde als Lieferant u. a. ausgewählt für:
• Fertigung und Montage eines Druckbehälters
88,9 x 3,2 mm aus einzelnen Blechtafeln in 6-mHerstellungslängen gefertigt. Dazu kamen diverse
für einen Papier- und Zellstoffproduzenten in
Flansche aus Standardduplex 1.4462 und dem
Schweden mit einem Volumen von über 700 m³
Standardausteniten 1.4571. Ergänzt wurde das
Gesamtinhalt, einem Durchmesser von 7,60 m
Paket durch rund 100 Zweischalenbogen sowie
und einer Höhe von 20 m. Bei der Vorfertigung in
einigen Reduzierungen und T-Stücken in den ent-
Schwedt wurden mehr als 73 t Bleche der Wand-
sprechenden Abmessungen.
stärken 8 bis 15 mm verarbeitet.
15
16
Duplex-Stähle
Grafik 2: Kritisches Lochkorrosionspotenzial
verschiedener Stähle in Abhängigkeit von
der Temperatur in einer 3 % igen NaCl-Lösung
Transpassi
v-Potenzia
800
0
1.4404
AISI 316L
20
40
60
80
100
Temperatur [°C]
Verarbeitung von Duplex-Stählen
Der Stahl UNS S31803 / UNS S32205 / 1.4462 ist zum
lungen oberhalb 1 000 °C muss deshalb mit einer sehr
Kaltumformen geeignet. Allerdings bedarf es aufgrund
geringen Formstabilität gerechnet werden.
seiner hohen Festigkeitskennwerte höherer Verformungskräfte als bei austenitischen nicht rostenden
Auch die Superduplex-Stähle sind für die Kaltumformung
Stählen. Zu beachten sind bei der Kaltumformung seine
geeignet. Die gegenüber den üblichen Duplex-Stählen
hohen Rückfederungseigenschaften.
noch höheren Festigkeitskennwerte (und Rückfede-
Die Duplex-Stähle sind auch für eine Warmumformung
rungseigenschaften) sind dabei zu berücksichtigen.
geeignet. Diese sollte im Temperaturbereich zwischen
Bei der Warmumformung der Superduplex-Stähle
1 000 °C und 1 100 °C vorgenommen werden. Nach
sollte der Temperaturbereich von 1 050 °C bis 1 280 °C
der Warmformgebung ist eine schnelle Abkühlung
eingehalten werden. Anschließend ist schnell abzu-
zu empfehlen und ggf. eine Wärmenachbehandlung
kühlen oder erneut wärmezubehandeln. Der Bereich
erforderlich.
zwischen 1 000 °C und 700 °C muss zur Vermeidung von
Sigma-Phasen innerhalb von zwei Minuten durchlaufen
Hinweis: Wegen des hohen Ferritanteils von rund 50 %
werden. Aufgrund der Möglichkeit des Entstehens
besitzt der Stahl UNS S31803 / UNS S32205 / 1.4462 eine
weiterer unerwünschter metallischer Phasen sollte die
sehr geringe Warmfestigkeit bei Temperaturen über
weitere Abkühlung bis auf 300 °C so schnell wie möglich
800 °C. Bei Warmformgebungen oder Wärmebehand-
erfolgen.
Alle Angaben ohne Gewähr
1.4438
AISI 317L
400
200
l
1.4462
UNS S31803
600
[mV]
Lochkorrosionspotenzial (SCE)
1000
Duplex-Stähle
Schweißen von Duplex-Stählen
Duplex-Stähle sind nach den im Allgemeinen für hoch-
zwischen 1 100 °C und 1 000 °C verzögert abzukühlen.
legierte Stähle angewendeten Prozessen schweißbar,
Beim Duplex-Stahl ist darauf zu achten, dass der Tem-
d. h. grundsätzlich können folgende Verfahren oder
peraturbereich zwischen 950 °C und 700 °C innerhalb
Kombinationen zur Anwendung kommen: UP-, WIG-,
von maximal zwei Minuten durchlaufen wird. Aufgrund
Plasma-, MAG-, Laserstrahl- und Elektronenstrahl-
der Möglichkeit des Entstehens weiterer unerwünschter
Schweißen. Das Schweißen mit Schweißzusatzwerkstoff
metallischer Phasen sollte die weitere Abkühlung bis auf
ist im Allgemeinen zu empfehlen.
300 °C so schnell wie möglich erfolgen.
Die Abkühlgeschwindigkeit aus der Schweißwärme hat
Auch die Superduplex-Stähle sind nach den üblichen Re-
einen sehr großen Einfluss auf das sich bei Raumtem-
geln des Schweißens nicht rostender Stähle gut schweiß­
peratur einstellende Austenit-Ferrit-Verhältnis. So führt
bar. Extrem niedrige und extrem hohe Wärmeeinbringung
eine verzögerte Abkühlung zu einem höheren Austenit-
sollte in Abhängigkeit von der Nahtgeometrie, der Blech-
Gehalt als eine schroffe Abkühlung, bei der bis zu rund
dicke und dem Schweißprozess vermieden werden.
90 % Ferrit erwartet werden muss. In Abhängigkeit von
Grundsätzlich reagieren die Superduplex-Werkstoffe
Schweißverfahren und Nahtgeometrie kann somit auf
sensibler in Bezug auf Ausscheidungen. Deswegen ist
diesem Wege auf das Ferrit-Austenit-Verhältnis Einfluss
eine Kontrolle der Zwischenlagentemperatur und der
genommen werden. Es wird empfohlen, im Bereich
Wärmeeinbringung beim Schweißprozess Voraussetzung.
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Duplex-Stähle
Wärmebehandlung
Der sicherste Weg zu einem ausgewogenen Ferrit-
eingetretene Verfestigung, andererseits stellt sie den
Austenit-Verhältnis in der Schweißnaht ist eine nach-
für eine Korrosionsbeanspruchung günstigsten Gefü-
trägliche Wärmebehandlung, die sog. Lösungsglühung.
gezustand sicher. Sofern in oxidierender Atmosphäre
Bei Duplex-Werkstoffen genügen bereits Haltezeiten
geglüht wird, muss anschließend z. B. durch Beizen eine
von 2 bis 3 Minuten je mm Wanddicke bei Temperaturen
Beseitigung des Glühzunders vorgenommen werden.
um 1 080 °C, um ein ausgeglichenes Austenit-FerritVerhältnis zu erreichen.
Typische Lösungsglühtemperaturen:
• Für Duplex- / Lean Duplex-Werkstoffe:
Nach dem Glühen empfiehlt sich eine möglichst schnelle
Abkühlung. Es ist auf jeden Fall sicherzustellen, dass
der Temperaturbereich zwischen 970 °C und 700 °C zur
Vermeidung von Sigma-Phasenbildung innerhalb von
maximal zwei Minuten durchlaufen wird. Aufgrund der
Möglichkeit des Entstehens weiterer unerwünschter
metallischer Phasen sollte die weitere Abkühlung bis
auf 300 °C so schnell wie möglich erfolgen. Die Glühung
beseitigt einerseits die durch die Weiterverarbeitung
1 040 °C bis 1 100 °C mit Wasserabkühlung
• Für Superduplex-Werkstoffe:
1 080 °C bis 1 160 °C mit Wasserabkühlung
Duplex-Stähle
Oberflächenbehandlung
Chrom-Nickel-Stähle verfügen über eine optimale Kor-
Bei hartnäckigem und festhaftendem Zunder kann ein
rosionsbeständigkeit bei metallisch blanker Oberfläche.
Strahlvorgang dem Beizprozess vorangestellt werden.
Die beste Lösung hierfür ist eine abschließende chemi-
Die Art der Nachbehandlung ist auf die Beanspruchung
sche Oberflächenbehandlung in Form einer Beizbehand-
des Werkstoffes im Einsatz und auf die Möglichkeiten vor
lung (Tauch- oder Sprühbeize).
Ort abzustimmen.
BUTTING reinigt und passiviert alle Produkte grundsätzlich mittels eines chemischen Vollbad-Beizprozesses.
Um eine saubere und korrosionsbeständige Oberfläche
zu erzielen, können die durch Wärmeeinfluss entstandenen Oxidschichten auch durch Schleifen, Strahlen
oder Bürsten entfernt werden. Korrosionstests zeigen
jedoch, dass Beizen für die Korrosionsbeständigkeit
nicht rostender Stähle das geeignete Verfahren ist.
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Behälter, Tanks und Kolonnen
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