Acciai DUPLEX SUPERDUPLEX per l’industria oil & gas

La caratteristica peculiare degli acciai inox duplex è evidente nella loro denominazione, che fa riferimento alla specifica microstruttura che li contraddistingue a temperatura ambiente. Questi acciai non a caso sono noti anche con il nome di acciai bifasici, dal momento che presuppongono la coesistenza di due fasi differenti, austenite e ferrite. Il risultato è il miglior compromesso possibile tra le doti di resistenza alla corrosione da una parte e le caratteristiche meccaniche dall’altra parte. Le caratteristiche finali del prodotto sono determinate dalla quantità di fasi presenti. I più importanti aspetti che influiscono sul rapporto tra austenite e ferrite, in particolare, sono il trattamento termico di solubilizzazione che è necessario effettuare in seguito alla deformazione plastica a caldo e la composizione chimica, con riferimento nello specifico al tenore di cromo e nichel.

Le caratteristiche degli acciai duplex

Gli acciai duplex vantano potenzialità molto elevate, ma al tempo stesso sono caratterizzati da una notevole complessità dal punto di vista strutturale. Nel caso in cui siano sottoposti per un periodo di tempo più o meno lungo a un intervallo di temperatura compreso fra i 350 e i 1000 gradi, si può verificare la precipitazione di fasi deleterie indesiderate, da cui possono scaturire decadimenti a livello di tenacità e di corrosione. Questi acciai risultano alquanto sensibili ai fenomeni di infragilimento che sono causati dalle temperature più elevate, ed è questo il motivo per il quale non dovrebbero essere sottoposti a temperature di oltre 300 gradi. La versatilità degli acciai duplex fa sì che essi possano essere utilizzati in una vasta gamma di settori, soprattutto in quegli ambiti in cui c’è bisogno di caratteristiche meccaniche elevate e di una notevole resistenza alla corrosione: per esempio l’industria cartaria, ma anche il settore alimentare e quello energetico, senza dimenticare chimico, petrolchimico e – soprattutto – oil & gas.

Punti deboli e criticità degli acciai duplex

Anche la fucinatura è, per gli acciai duplex, una lavorazione complessa e che si rivela fonte di criticità. Nel caso in cui non venga gestito in maniera adeguata, il raffreddamento dopo forgia può dare origine al rischio di rotture, specialmente in presenza di spessori molto significativi. Le caratteristiche meccaniche, per effetto del bilanciamento delle fasi complesso, sono complicate da ottenere; esse dipendono tra l’altro dalla massa e dagli spessori dei componenti.

Le tipologie di acciai duplex

Nel corso del tempo sono state messe a punto e sviluppate varie tipologie di acciai inox duplex: esse variano in base al PRE (acronimo di Pitting Resistance Equivalent). Nel caso del lean duplex, per esempio, si ha a che fare con un PRE di poco superiore a 25; nel caso dello standard duplex, invece, il PRE supera il valore di 35; per il super duplex, poi, il valore del PRE è di oltre 40; infine per l’hyper duplex si riscontra un PRE di poco superiore a 45. Forge Fedriga produce tipologie di acciai duplex con PRE superiore a 35 (F51 e F60) e a 40 (F53 e F55). Nel caso di F51 ed F60, si ricorre allo stesso standard di materia prima; a variare sono le caratteristiche meccaniche.

Perché gli acciai duplex vengono utilizzati nell’industria oil & gas

Uno dei principali ambiti in cui vengono usati gli acciai duplex, come abbiamo visto, è quello dell’industria oil & gas. Si tratta, infatti, di un comparto in cui si ha a che fare con ambienti corrosivi spesso associati a carichi elevati. Le temperature basse che nella maggior parte dei casi contraddistinguono gli ambienti di interesse nel campo dell’industria oil & gas, inoltre, contribuiscono ad aggravare ancora di più le condizioni di esercizio dei materiali.

Le specifiche Norsok

Le specifiche Norsok sono state messe a punto dall’omonima industria scandinava allo scopo di disciplinare, a livello di costi e sicurezza, le produzioni che sono destinate al comparto petrolifero; si tratta, in sostanza, di un’integrazione alle norme generali che già regolamentano il settore. Per Forge Fedriga, i due standard di riferimento Norsok sono M-630 e M-650: il primo include diverse schede tecniche per processo di fabbricazione e tipo di materiale, mentre il secondo riguarda la qualifica di fabbricazione di materiali speciali. Per quanto riguarda Norsok M-630, le schede sono distinte in lettere a seconda della famiglia dei materiali: per esempio MDS C indica gli acciai al carbonio, MDS D indica gli acciai duplex, MDS N indica le leghe di nichel, MDS R indica i super austenitici, MDS S indica gli acciai austenitici e MDS T indica le leghe di titanio. Sia il processo di fabbricazione che il fabbricante devono essere qualificati in base allo standard Norsok M-650, una specifica che indica per tutte le tipologie di materiali i requisiti di qualifica che devono essere rispettati per accertare che il fabbricante disponga dell’esperienza, delle competenze e degli impianti indispensabili per assicurare la fabbricazione di spessori e forme con caratteristiche meccaniche adeguate.