Entre atualmente comumente usadosparafusos resistentes-a altas temperaturas, produtos feitos de aço inoxidável duplex 2205 são amplamente aplicados. Os parafusos duplex de aço inoxidável 2205 têm excelente adaptabilidade a altas e baixas temperaturas: sua temperatura operacional contínua e estável é geralmente de 250-300 graus (podem suportar cerca de 400 graus por curtos períodos) e podem tolerar baixas temperaturas de -60 graus, tornando-os adequados para cenários com mudanças repentinas de temperatura. Por exemplo, os parafusos de aço de liga de cromo-molibdênio 42CrMo podem funcionar de forma estável em torno de 360 graus por curtos períodos, mas suas propriedades mecânicas tendem a flutuar quando a temperatura ambiente cai drasticamente ou retorna ao normal; em contraste, os parafusos duplex de aço inoxidável 2205 mantêm um desempenho estável em ambientes alternados de alta e baixa temperatura.
Como distinguir parafusos de aço inoxidável de diferentes materiais? Os parafusos de aço inoxidável 304 comuns são marcados como "A2-70" na cabeça, os parafusos de aço inoxidável 316 são marcados como "A4-70" ou "A4-80" e os parafusos de aço inoxidável duplex 2205 são em sua maioria marcados diretamente com "2205" na cabeça (alguns também podem ser marcados com códigos padrão correspondentes, como ASTM A193 Gr. S32205), permitindo que os usuários os identifiquem rapidamente.
Diferenças entre parafusos resistentes a altas-temperaturas e parafusos comuns
Muitas pessoas acreditam erroneamente que parafusos resistentes a altas-temperaturas devem ter parâmetros de resistência à tração e torque mais altos do que parafusos-comuns de alta resistência, mas esse não é o caso. A principal diferença entre eles está nas propriedades do material, e não na resistência básica: no mercado interno, o aço de liga de cromo-molibdênio 42CrMo é comumente usado para produzir parafusos resistentes a altas-temperaturas, cujos indicadores de resistência são semelhantes aos parafusos padrão de alta-grau 12,9-de alta resistência. No entanto, o material 42CrMo permanece estável em altas temperaturas (em torno de 360 graus) sem redução de torque ou diminuição de dureza; parafusos comuns (como aço carbono ou parafusos convencionais de aço inoxidável) geralmente só podem funcionar normalmente abaixo de 200 graus, além dos quais não atendem aos requisitos de desempenho mecânico projetados. Portanto, parafusos resistentes a altas-temperaturas feitos de 42CrMo são amplamente utilizados em condições de trabalho de alta temperatura, como vasos de pressão e caldeiras.
Além disso, em ambientes-de alta temperatura, o desempenho anti-vibração dos parafusos convencionais de alta-resistência é muito inferior ao dos parafusos resistentes a altas-temperaturas: sob as mesmas especificações e condições de temperatura, os parafusos comuns de liga de aço de alta-resistência só podem suportar cerca de 80 vibrações antes do afrouxamento óbvio, enquanto os parafusos 42CrMo resistentes a altas-temperaturas podem suportar aproximadamente 200 vibrações antes de afrouxar. Essa característica de parafusos resistentes a altas-temperaturas não pode ser substituída por parafusos comuns; a substituição arbitrária pode facilmente causar falhas no equipamento devido ao afrouxamento dos parafusos, e tais riscos potenciais não podem ser completamente evitados antecipadamente através de estratégias de emergência.
Parafusos resistentes a altas-temperaturas também têm requisitos especiais para tratamento de superfície: tomando o 42CrMo como exemplo, sua dureza é semelhante à dos parafusos de grau 12,9-. Após a produção, necessita de tratamento térmico e revestimento de óxido preto; galvanização ou niquelagem geralmente são desnecessárias, porque em condições de trabalho-de alta temperatura, o revestimento não apenas falha em fornecer proteção, mas também afeta o desempenho dos parafusos devido à falha em alta temperatura.
Ao aceitar parafusos resistentes a altas-temperaturas, a confirmação do material é a principal prioridade e também é necessário verificar se seus dados de tensão e propriedades mecânicas atendem aos requisitos do projeto-ambos são indispensáveis. Se o material estiver abaixo do padrão, mesmo com alta dureza, ele não poderá alcançar o desempenho do aço duplex 42CrMo ou 2205 em ambientes-de alta temperatura. Portanto, durante a aceitação, é essencial exigir que os fornecedores forneçam números de lote de materiais e relatórios de análise de materiais; para diferentes ambientes de instalação, o pessoal relevante deve receber treinamento profissional para dominar as precauções de uso e os requisitos padrão correspondentes de parafusos resistentes a altas-temperaturas.
Características e aplicações de parafusos de aço inoxidável duplex (tomando 2205 como exemplo)
Parafusos duplex de aço inoxidável já desempenharam um papel importante durante a construção da ponte Hong Kong-Zhuhai-Macau. Em 23 de outubro de 2018, a ponte Hong Kong-Zhuhai-Macau foi aberta ao tráfego. Esta enorme ponte marítima de 55-quilómetros que liga Hong Kong, Zhuhai e Macau realizou um círculo de convivência de 30 minutos entre os três locais, reduzindo significativamente os custos logísticos e promovendo o desenvolvimento coordenado das três regiões. Neste projeto, a utilização de parafusos de aço inoxidável duplex desenvolvidos e produzidos internamente atingiu 1.200 toneladas, quebrando completamente a dependência anterior de parafusos de aço inoxidável duplex importados para construção de pontes.
Anteriormente,parafusos de aço inoxidável duplexusado em projetos de pontes nacionais, em sua maioria precisava ser importado; no entanto, as empresas que participaram da construção da ponte Hong Kong-Zhuhai-Macau, por meio de pesquisa básica sobre materiais de aço inoxidável duplex e controle do desempenho do produto acabado, produziram parafusos com qualidade equivalente aos produtos importados. Isto não só estabeleceu uma referência para os homólogos nacionais, mas também reforçou a sua própria força técnica, estabelecendo as bases para o desenvolvimento das empresas no âmbito da "Iniciativa Cinturão e Rota".
Parafusos duplex de aço inoxidável (como 2205) podem atender a cenários-de alta exigência, como pontes, principalmente devido a três características principais:
Excelente resistência à corrosão: Sua resistência à corrosão é muito superior à dos parafusos de aço inoxidável 304. As pontes estão em ambientes marinhos, onde a intensidade de corrosão da água do mar e da alta{2}}névoa salina é muito maior do que em cenários diários. 304 os parafusos de aço inoxidável não podem atender aos requisitos de resistência à corrosão de longo-prazo, enquanto o aço duplex 2205, contendo aproximadamente 22% de cromo e 3% de molibdênio, pode formar uma película passiva estável, resistindo efetivamente à corrosão em ambientes marinhos.
Desempenho de alta resistência: A resistência à tração dos parafusos de aço inoxidável duplex 2205 é de cerca de 800MPa, e a resistência ao escoamento é de cerca de 550MPa-1,5-2 vezes maior que a dos parafusos de aço inoxidável 304 convencionais (resistência à tração de cerca de 515MPa, resistência ao escoamento de cerca de 205MPa). Sua resistência real testada excedeu a dos parafusos de aço carbono grau 8.8 (resistência à tração maior ou igual a 800MPa, limite de escoamento maior ou igual a 640MPa), fornecendo garantia de resistência confiável para conexões de ponte. A alta resistência do aço inoxidável duplex vem de sua estrutura duplex austenítica-ferrítica, sem alto teor de carbono - na verdade, o aço duplex 2205 tem teor de carbono extremamente baixo (menor ou igual a 0,03%), inferior ao aço inoxidável 304 (menor ou igual a 0,08%), evitando o risco de corrosão intergranular causada por alto teor de carbono.
Boa compatibilidade de soldagem: Na construção de pontes, alguns componentes conectados precisam ser fixados por soldagem. Os parafusos duplex de aço inoxidável podem ser compatíveis com áreas soldadas sem degradação do desempenho devido à influência do calor da soldagem; parafusos comuns de aço inoxidável, se próximos a áreas soldadas, são propensos a transformações estruturais devido à influência do calor, resultando em diminuição da resistência e resistência à corrosão, e não atendem aos requisitos de firmeza da conexão. Essa vantagem decorre da proporção razoável de elementos de liga (como nitrogênio) no aço duplex 2205, conferindo-lhe boa estabilidade térmica.
Além de pontes, 2.205 duplexparafusos de aço inoxidáveltambém são amplamente utilizados em instalações petrolíferas, refino de biocombustíveis, equipamentos de embalagem de alimentos, etc.: na perfuração de petróleo, sua boa compatibilidade galvânica pode atender às necessidades de conexões de tubos de perfuração; nas indústrias de biocombustíveis e alimentícias, sua excelente resistência à corrosão e características de baixa precipitação podem atender aos requisitos sanitários e evitar a contaminação dos produtos.
Notas Suplementares
Esclarecimento sobre a temperatura operacional do material: A afirmação anterior de que "o aço inoxidável duplex 2205 pode suportar 600 graus ou 800 graus" está incorreta. Na verdade, a temperatura de serviço contínuo do aço duplex 2205 não deve exceder 300 graus, e a temperatura máxima de serviço-de curto prazo é de cerca de 400 graus. Exceder esta faixa causará desequilíbrio da estrutura duplex, reduzindo significativamente a resistência e a resistência à corrosão.
Correção na soldagem de parafusos: Na construção de pontes, os parafusos em si geralmente não são soldados diretamente, mas conseguem uma conexão confiável adaptando-se aos componentes conectados soldados, evitando danos ao próprio desempenho dos parafusos devido às altas temperaturas de soldagem.
Correção no teor de carbono: Uma das principais vantagens do aço inoxidável duplex (como o 2205) é seu baixo teor de carbono, e não "relativamente alto". O baixo teor de carbono é a chave para sua excelente resistência à corrosão intergranular, que precisa ser diferenciada da faixa de teor de carbono do aço inoxidável convencional (como o 304).
