Sandvik SAF 2906™ – Aço Inoxidável Duplex de Alta Liga para Resistência Superior à Corrosão

Visão Geral

O Sandvik SAF 2906™ é um aço inoxidável duplex (austeno-ferrítico) de alta liga com excelente resistência à corrosão em ambientes cáusticos e ambientes com cloretos. Este material combina alta resistência mecânica com excepcional resistência a diversos tipos de corrosão, tornando-o ideal para aplicações exigentes nas indústrias química e de processo.

Principais Características

• Excelente resistência a ambientes cáusticos, mesmo na presença de contaminantes como cloretos
• Excelente resistência à corrosão intergranular
• Excelente resistência à corrosão por pites e frestas
• Alta resistência à corrosão sob tensão (SCC)
• Boa soldabilidade
• Resistência muito alta. O limite de escoamento é cerca de três vezes superior ao dos aços inoxidáveis austeníticos convencionais.

Propriedades

Gerais

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Densidade	23,0 °C	7,7 g/cm³
Conteúdo Reciclado		82,1 %	Conteúdo reciclado médio

Mecânicas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Módulo de Elasticidade	20,0 °C	200 GPa
	100,0 °C	194 GPa
	200,0 °C	186 GPa
	300,0 °C	180 GPa
Alongamento	20,0 °C	25 %	mín.
	100,0 °C	25 %	mín.
	200,0 °C	25 %	mín.
	300,0 °C	25 %	mín.
Resistência à Tração	20,0 °C	750 - 800 MPa	mín. para espessura > 10mm, máx. para < 10mm
	100,0 °C	730 - 750 MPa	mín. para espessura > 10mm, máx. para < 10mm
	200,0 °C	700 - 720 MPa	mín. para espessura > 10mm, máx. para < 10mm
	300,0 °C	690 - 710 MPa	mín. para espessura > 10mm, máx. para < 10mm
Limite de Escoamento Rp0,2	20,0 °C	550 - 650 MPa	mín. para espessura > 10mm, máx. para < 10mm
	100,0 °C	500 - 550 MPa	mín. para espessura > 10mm, máx. para < 10mm
	200,0 °C	430 - 470 MPa	mín. para espessura > 10mm, máx. para < 10mm
	300,0 °C	410 MPa	mín. para espessura > 10mm, máx. para < 10mm

Térmicas

Propriedade	Temperatura	Valor	Comentário
Coeficiente de Expansão Térmica	100,0 °C	1,15E-5 1/K	para 30°C até a temperatura mencionada
	200,0 °C	1,2E-5 1/K	para 30°C até a temperatura mencionada
	300,0 °C	1,25E-5 1/K	para 30°C até a temperatura mencionada
	400,0 °C	1,25E-5 1/K	para 30°C até a temperatura mencionada
Calor Específico	20,0 °C	470 J/(kg·K)
	100,0 °C	500 J/(kg·K)
	200,0 °C	530 J/(kg·K)
	300,0 °C	560 J/(kg·K)
	400,0 °C	600 J/(kg·K)
Condutividade Térmica	20,0 °C	13 W/(m·K)
	100,0 °C	14 W/(m·K)
	200,0 °C	16 W/(m·K)
	300,0 °C	18 W/(m·K)
	400,0 °C	19 W/(m·K)

Elétricas

Propriedade	Temperatura	Valor
Resistividade Elétrica	23,0 °C	8,1E-7 Ω·m

Composição Química

Elemento	Valor	Comentário
Carbono	0,03 %	máx.
Cromo	29 %
Cobre	0,8 %	máx.
Ferro	Balanço
Manganês	1 %
Molibdênio	2,3 %
Níquel	7 %
Nitrogênio	0,35 %
Fósforo	0,03 %	máx.
Silício	0,3 %
Enxofre	0,015 %	máx.

Propriedades Tecnológicas

Áreas de Aplicação

Aplicações típicas para o Sandvik SAF 2906™ são:

• Produção de soda cáustica: o material é adequado para uso em sistemas de tubulação desde as células até a planta de evaporação. Também é uma excelente escolha para condições muito agressivas, como tubos do evaporador, tanto em processos de diafragma quanto de membrana.
• Produção de alumina: tubos de trocadores de calor e tubulação na digestão de alumina
• Ambientes onde se requer alta resistência à corrosão por pites e frestas

Certificações

Aprovações:

• Aprovado pela American Society of Mechanical Engineers (ASME) para uso de acordo com o Código ASME de Caldeiras e Vasos de Pressão, Seção VIII, div. 1 e 2.
• PED (Diretiva de Equipamentos sob Pressão) PED 2014/68/EU e AD2000 Merkblatt W2: Avaliação de Material Específica (PMA), Aço austeno-ferrítico Sandvik SAF 2906.

Conformação a Frio

A força necessária para dobrar o Sandvik SAF 2906™ é maior que a dos aços inoxidáveis austeníticos padrão, o que é uma consequência natural do maior limite de escoamento.

Propriedades de Corrosão

Ambiente cáustico: Devido ao seu alto teor de cromo, o Sandvik SAF 2906™ possui excelente resistência em ambientes cáusticos. Para soda cáustica pura, o desempenho pode ser observado no diagrama iso-corrosão (0,1 mm/ano), ver Figura 1. Na produção de soda cáustica, no entanto, existem impurezas na forma de cloretos e cloratos. Geralmente, no processo de fabricação de soda cáustica, utiliza-se Ni200 ou ligas de alto níquel, especialmente em equipamentos críticos como evaporadores.

Resultados de testes de corrosão em hidróxido de sódio (NaOH) contendo diferentes quantidades de cloreto de sódio (NaCl) e clorato de sódio (NaClO₃), semelhantes aos encontrados nas plantas de evaporação de processos de diafragma e membrana, são apresentados nas Tabelas 1, 2 e Figura 2. Os resultados indicam claramente o bom desempenho do Sandvik SAF 2906™ em ambientes cáusticos.

Tabela 1. Desempenho em ambientes cáusticos - Processo de diafragma

Liga	Ambiente	Temperatura, °C (°F)	Taxa de corrosão mm/ano
Sandvik SAF 2906	10% NaOH, 2% NaCl, 800 ppm ClO₃⁻	100 (212)	< 0,01
		Ebulição	< 0,01
	50% NaOH, 7% NaCl, 800 ppm ClO₃⁻	100 (212)	< 0,01
		Ebulição	0,016
Sanicro 28	10% NaOH, 2% NaCl, 800 ppm ClO₃⁻	100 (212)	< 0,01
		Ebulição	< 0,01
	50% NaOH, 7% NaCl, 800 ppm ClO₃⁻	100 (212)	< 0,01
		Ebulição	0,34
Ni200	10% NaOH, 2% NaCl, 800 ppm ClO₃⁻	100 (212)	< 0,01
		Ebulição	< 0,01
	50% NaOH, 7% NaCl, 800 ppm ClO₃⁻	100 (212)	< 0,01
		Ebulição	0,15

Tabela 2. Desempenho em ambientes cáusticos - Processo de membrana

Liga	Ambiente	Temperatura	Taxa de corrosão mm/ano
Sandvik SAF 2906	32% NaOH + 30 ppm Cl⁻ + 20 ppm NaClO₃	Ebulição	< 0,01
	50% NaOH + 30 ppm Cl⁻ + 20 ppm NaClO₃	Ebulição	< 0,01
Ni200	32% NaOH + 30 ppm Cl⁻ + 20 ppm NaClO₃	Ebulição	< 0,01
	50% NaOH + 30 ppm Cl⁻ + 20 ppm NaClO₃	Ebulição	< 0,01

Corrosão por pites e frestas: O Sandvik SAF 2906™ possui composição cuidadosamente balanceada com alto teor de cromo e nitrogênio e quantidade moderada de molibdênio. Isso confere ao material alta resistência à corrosão localizada causada por cloretos. Um índice para comparar a resistência à corrosão por pites é o número PRE (Pitting Resistance Equivalent).

O PRE é definido como: PRE = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N (em peso). Um teste muito severo para corrosão por pites ou frestas é o teste ASTM G48, ou seja, imersão em 6% FeCl₃. Resultados para teste de pites segundo método A modificado, bem como teste de corrosão por frestas segundo método B, são apresentados na Tabela 3. O teste de corrosão por frestas foi realizado com fresta especificada no procedimento MTI-2, onde uma fresta artificial é montada na amostra com torque de 0,28 Nm. A temperatura crítica de pites (CPT) e a temperatura crítica de frestas (CCT) são as temperaturas onde a corrosão por pites ou frestas começa a se desenvolver no material.

Tabela 3. Valores de PRE, CPT e CCT

Liga	PRE (mín.)	CPT, °C (°F)	CCT, °C (°F)
Sandvik SAF 2906	41,5	75 (167)	42,5 (109)
Sandvik SAF 2507	42,5	80 (176)	50 (122)
Sandvik SAF 2205	35	30 (86)	18 (64)
ASTM 316L	26	<10 (50)	<10 (50)

Testes potenciostáticos em soluções com diferentes teores de cloreto são relatados na Figura 3. A Figura 4 mostra o efeito do aumento da acidez. Em ambos os casos, o alto potencial aplicado, 600 mV SCE, corresponde a condições muito severas, resultando em dados conservadores com temperatura crítica inferior comparada à maioria das situações práticas.

Corrosão sob tensão (SCC): O Sandvik SAF 2906™ possui excelente resistência à corrosão sob tensão induzida por cloretos (SCC). A resistência de várias ligas à corrosão sob tensão (SCC) determinada por teste de carga constante em CaCl₂ 40% aerado, pH 1,5, a 100°C (210°F), (método ASTM G36 modificado) é mostrada na Figura 5.

Ácido nítrico: Devido ao seu balanceamento de cromo e molibdênio, o Sandvik SAF 2906™ apresenta boa resistência ao ácido nítrico. O diagrama iso-corrosão, ver Figura 6, mostra o desempenho do material comparado ao Sandvik 2RE10, um grau austenítico de alta pureza amplamente usado para ácido nítrico.

Expansão

Comparado com aços inoxidáveis austeníticos, o Sandvik SAF 2906™ possui maior limite de escoamento e resistência à tração. Isso deve ser considerado ao expandir tubos em chapas de tubos. Métodos normais podem ser usados, mas a expansão requer força inicial maior e deve ser realizada em uma única operação. Como regra geral, as juntas tubo-chapa devem ser soldadas para garantir união livre de vazamentos.

Tratamento Térmico

Os tubos são normalmente entregues na condição de tratamento térmico. Se tratamento térmico adicional for necessário após processamento adicional, o seguinte é recomendado:

Recozimento de solução: 1040-1080°C (1900-1980°F), resfriamento rápido em ar ou água.

Usinagem

Por ser um material de fase dupla (austeno-ferrítico), o Sandvik SAF 2906™ apresentará um padrão de desgaste diferente do de um material de fase única como o Sandvik 2RE69. A velocidade de corte deve, portanto, ser menor que a recomendada para graus austeníticos. Mais informações disponíveis sob consulta.

Outros

Formas de fornecimento:

O Sandvik SAF 2906™ pode ser fornecido como tubo e tubo sem costura. Os tubos podem ser fornecidos retos ou em U.

Outras formas de fornecimento:

• Conexões e flanges
• Chapa, folha e tira
• Barra de aço
• Produtos forjados

Soldagem

A soldabilidade do Sandvik SAF 2906™ é boa. A soldagem deve ser realizada sem pré-aquecimento e tratamento térmico subsequente normalmente não é necessário. Método adequado de soldagem por fusão é soldagem a arco de tungstênio com gás inerte GTAW/TIG com gás de proteção Ar+2% N₂. Para soldagem tubo-chapa, recomenda-se usar Ar+3% N₂ como gás de proteção para obter estrutura adequada do metal de solda.

Para o Sandvik SAF 2906™, recomenda-se aporte de calor de 0,2-1,5 kJ/mm e temperatura entre passes de <150°C (300°F).

Metais de adição recomendados:

• Soldagem GTAW/TIG
• Arame ou eletrodos de tira Exaton 29.8.2.L são recomendados para soldagem de revestimento de chapas de tubos e vasos de alta pressão nos casos em que se requer resistência à corrosão igual à do Sandvik SAF 2906™.

Ficha técnica atualizada em 2019-12-20 09:57 (substitui todas as edições anteriores)