Entre los más utilizados actualmentepernos resistentes a altas-temperaturas, los productos hechos de acero inoxidable dúplex 2205 se utilizan ampliamente. Los pernos de acero inoxidable dúplex 2205 tienen una excelente adaptabilidad a temperaturas altas y bajas: su temperatura de funcionamiento estable y continua suele ser de 250-300 grados (pueden soportar alrededor de 400 grados durante períodos cortos) y pueden tolerar temperaturas bajas de -60 grados, lo que los hace adecuados para escenarios con cambios repentinos de temperatura. Por ejemplo, los pernos de acero de aleación de cromo-molibdeno 42CrMo pueden funcionar de manera estable a alrededor de 360 grados durante períodos cortos, pero sus propiedades mecánicas tienden a fluctuar cuando la temperatura ambiente cae bruscamente o vuelve a la normalidad; por el contrario, los pernos de acero inoxidable dúplex 2205 mantienen un rendimiento estable en entornos con temperaturas altas y bajas alternas.
¿Cómo distinguir pernos de acero inoxidable de diferentes materiales? Los pernos de acero inoxidable 304 comunes están marcados como "A2-70" en la cabeza, los pernos de acero inoxidable 316 están marcados como "A4-70" o "A4-80" y los pernos de acero inoxidable dúplex 2205 en su mayoría están marcados directamente como "2205" en la cabeza (algunos también pueden estar marcados con los códigos estándar correspondientes, como ASTM A193 Gr. S32205), lo que permite a los usuarios identificarlos rápidamente.
Diferencias entre pernos resistentes a altas-temperaturas y pernos comunes
Mucha gente cree erróneamente que los pernos resistentes a altas-temperaturas deben tener parámetros de resistencia a la tracción y torsión más altos que los pernos ordinarios de alta-resistencia, pero este no es el caso. La principal diferencia entre ellos radica en las propiedades del material más que en la resistencia básica: a nivel nacional, el acero de aleación de cromo-molibdeno 42CrMo se usa comúnmente para producir pernos resistentes a altas-temperaturas, cuyos indicadores de resistencia son similares a los pernos estándar de alta resistencia-grado 12,9-. Sin embargo, el material 42CrMo permanece estable a altas temperaturas (alrededor de 360 grados) sin reducción del torque ni disminución de la dureza; Los pernos ordinarios (como los de acero al carbono o los de acero inoxidable convencionales) generalmente solo pueden funcionar normalmente por debajo de los 200 grados, más allá de los cuales no cumplen con los requisitos de rendimiento mecánico diseñados. Por lo tanto, los pernos resistentes a altas temperaturas-hechos de 42CrMo se utilizan ampliamente en condiciones de trabajo a altas temperaturas, como recipientes a presión y calderas.
Además, en entornos de alta-temperatura, el rendimiento antivibración de los pernos convencionales de alta-alta resistencia es muy inferior al de los pernos resistentes a altas-temperaturas: bajo las mismas especificaciones y condiciones de temperatura, los pernos ordinarios de aleación de acero de alta-resistencia solo pueden soportar alrededor de 80 vibraciones antes de un aflojamiento evidente, mientras que los pernos de 42CrMo resistentes a altas-temperaturas pueden soportar aproximadamente 200 vibraciones antes de aflojar. Esta característica de los pernos resistentes a altas-temperaturas no puede ser reemplazada por pernos comunes; el reemplazo arbitrario puede causar fácilmente fallas en el equipo debido al aflojamiento de los pernos, y tales riesgos potenciales no pueden evitarse por completo de antemano mediante estrategias de emergencia.
Los pernos resistentes a altas-temperaturas también tienen requisitos especiales para el tratamiento de la superficie: tomando 42CrMo como ejemplo, su dureza es similar a la de los pernos de grado 12,9-. Después de la producción, necesita tratamiento térmico y recubrimiento de óxido negro; Por lo general, el galvanizado o el niquelado son innecesarios, porque en condiciones de trabajo de alta-temperatura, el recubrimiento no solo no brinda protección sino que también afecta el rendimiento de los pernos debido a fallas por alta temperatura.
Al aceptar pernos resistentes a altas-temperaturas, la confirmación del material es la principal prioridad y también es necesario comprobar si sus datos de tensión y propiedades mecánicas cumplen con los requisitos de diseño-ambos son indispensables. Si el material no es estándar, incluso con una dureza alta, no puede alcanzar el rendimiento del acero dúplex 42CrMo o 2205 en entornos de alta-temperatura. Por lo tanto, durante la aceptación, es esencial exigir a los proveedores que proporcionen números de lote de materiales e informes de análisis de materiales; Para diferentes entornos de instalación, el personal relevante debe recibir capacitación profesional para dominar las precauciones de uso y los requisitos estándar correspondientes de los pernos resistentes a altas-temperaturas.
Características y aplicaciones de pernos de acero inoxidable dúplex (tomando como ejemplo el 2205)
Los pernos de acero inoxidable dúplex ya desempeñaron un papel importante durante la construcción del puente Hong Kong-Zhuhai-Macao. El 23 de octubre de 2018, el puente Hong Kong-Zhuhai-Macao se abrió al tráfico. Este supergran puente marítimo de 55-kilómetros que conecta Hong Kong, Zhuhai y Macao ha logrado un círculo de vida de 30 minutos entre los tres lugares, reduciendo significativamente los costos logísticos y promoviendo el desarrollo coordinado de las tres regiones. En este proyecto, el uso de pernos de acero inoxidable dúplex desarrollados y producidos en el país alcanzó las 1.200 toneladas, rompiendo por completo la dependencia anterior de pernos de acero inoxidable dúplex importados para la construcción de puentes.
Previamente,pernos de acero inoxidable dúplexutilizado en proyectos de puentes nacionales en su mayoría necesitaba ser importado; sin embargo, las empresas que participaron en la construcción del puente Hong Kong-Zhuhai-Macao, mediante investigación básica sobre materiales de acero inoxidable dúplex y control del rendimiento del producto terminado, produjeron pernos con una calidad equivalente a la de los productos importados. Esto no sólo estableció un punto de referencia para sus homólogos nacionales, sino que también mejoró su propia fortaleza técnica, sentando las bases para el desarrollo de las empresas en el marco de la "Iniciativa de la Franja y la Ruta".
Los pernos de acero inoxidable dúplex (como el 2205) pueden cumplir con escenarios de requisitos elevados-como los puentes, principalmente debido a tres características principales:
Excelente resistencia a la corrosión: Su resistencia a la corrosión es muy superior a la de los pernos de acero inoxidable 304. Los puentes se encuentran en ambientes marinos, donde la intensidad de la corrosión del agua de mar y el aire con alto contenido de sal-es mucho mayor que en los escenarios diarios.. 304 los pernos de acero inoxidable no pueden cumplir con los requisitos de resistencia a la corrosión a largo plazo-, mientras que el acero dúplex 2205, que contiene aproximadamente un 22 % de cromo y un 3 % de molibdeno, puede formar una película pasiva estable, resistiendo eficazmente la corrosión en ambientes marinos.
Rendimiento de alta resistencia: La resistencia a la tracción de los pernos de acero inoxidable dúplex 2205 es de aproximadamente 800 MPa y el límite elástico es de aproximadamente 550 MPa-1,5-2 veces mayor que el de los pernos de acero inoxidable 304 convencionales (resistencia a la tracción de aproximadamente 515 MPa, límite elástico de aproximadamente 205 MPa). Su resistencia real probada ha superado la de los pernos de acero al carbono de grado 8,8 (resistencia a la tracción mayor o igual a 800 MPa, límite elástico mayor o igual a 640 MPa), lo que proporciona una garantía de resistencia confiable para las conexiones de puentes. La alta resistencia del acero inoxidable dúplex proviene de su estructura dúplex austenítico-ferrítico, no de un alto contenido de carbono; de hecho, el acero dúplex 2205 tiene un contenido de carbono extremadamente bajo (menor o igual al 0,03%), inferior al acero inoxidable 304 (menor o igual al 0,08%), evitando el riesgo de corrosión intergranular causada por el alto contenido de carbono.
Buena compatibilidad de soldadura: En la construcción de puentes, algunos componentes conectados deben fijarse mediante soldadura. Los pernos de acero inoxidable dúplex pueden ser compatibles con áreas soldadas sin degradación del rendimiento debido a la influencia del calor de la soldadura; Los pernos de acero inoxidable ordinarios, si están cerca de áreas soldadas, son propensos a sufrir transformaciones estructurales debido a la influencia del calor, lo que resulta en una disminución de la fuerza y la resistencia a la corrosión y no cumplen con los requisitos de firmeza de la conexión. Esta ventaja se debe a la proporción razonable de elementos de aleación (como el nitrógeno) en el acero dúplex 2205, lo que le confiere una buena estabilidad térmica.
Además de puentes, 2205 dúplex.pernos de acero inoxidabletambién se utilizan ampliamente en instalaciones petroleras, refinación de biocombustibles, equipos de envasado de alimentos, etc.: en la perforación petrolera, su buena compatibilidad galvánica puede satisfacer las necesidades de las conexiones de las tuberías de perforación; En las industrias de biocombustibles y alimentos, su excelente resistencia a la corrosión y sus características de baja precipitación pueden cumplir con los requisitos sanitarios y evitar la contaminación de los productos.
Notas complementarias
Aclaración sobre la temperatura de funcionamiento del material: La afirmación anterior de que "el acero inoxidable dúplex 2205 puede soportar 600 grados u 800 grados" es incorrecta. De hecho, la temperatura de servicio continuo del acero dúplex 2205 no debe exceder los 300 grados, y la temperatura máxima de servicio a corto plazo-es de aproximadamente 400 grados. Exceder este rango provocará un desequilibrio de la estructura dúplex, lo que reducirá significativamente la resistencia a la corrosión y la solidez.
Corrección en la soldadura de pernos: en la construcción de puentes, los pernos en sí generalmente no se sueldan directamente, pero logran una conexión confiable adaptándose a los componentes conectados soldados, evitando daños al rendimiento de los pernos debido a las altas temperaturas de soldadura.
Corrección del contenido de carbono: una de las principales ventajas del acero inoxidable dúplex (como el 2205) es su bajo contenido de carbono, no "relativamente alto". El bajo contenido de carbono es la clave de su excelente resistencia a la corrosión intergranular, que debe distinguirse del rango de contenido de carbono del acero inoxidable convencional (como el 304).
