Angolari in super duplex 1.4410 per ambienti ad alto contenuto di cloruri nelle cartiere
La produzione della carta comprende due zone di processo distinte: la sezione di formazione, in cui l’impasto perde acqua e si forma il foglio umido, e la seccheria, in cui il foglio viene asciugato, lisciato e avvolto su una bobina. La seccheria opera in un ambiente ad alto contenuto di cloruri, e i piccoli profili angolari impiegati nelle avvolgitrici di bobine di carta di questa zona sono esposti di continuo alle condizioni chimicamente aggressive del processo. Un cliente dell’industria della cellulosa e della carta aveva bisogno di profili angolari 25×25×3 mm in un materiale in grado di resistere in modo affidabile a questo ambiente per tutta la vita utile della macchina. I gradi austenitici standard non erano sufficienti per i livelli di cloruri presenti, e il super duplex 1.4410 (2507) è stato scelto per la sua eccezionale resistenza alla vaiolatura, alla corrosione interstiziale e alla tensocorrosione in ambienti ricchi di cloruri. Montanstahl ha prodotto le sezioni mediante saldatura laser con parametri controllati con precisione, per mantenere sia la resistenza alla corrosione sia la rettilineità di una sezione molto piccola.
Perché il super duplex 1.4410 e non il comune 316L per questa applicazione
L’industria della cellulosa e della carta utilizza agenti sbiancanti e prodotti chimici a base di cloro che creano condizioni ad alto contenuto di cloruri in tutta la seccheria della macchina. In questo ambiente, i gradi austenitici standard, compreso il 316L, sono soggetti a vaiolatura, corrosione interstiziale e tensocorrosione alle temperature di esercizio, soprattutto con spessori ridotti, dove il rapporto tra superficie e volume di materiale accelera l’attacco. Il super duplex 1.4410 (S32750 / 2507) contiene livelli più elevati di cromo, molibdeno e azoto rispetto ai gradi austenitici standard e ai duplex, con un indice di resistenza alla vaiolatura (PREN) superiore a 40. Questo lo colloca in una classe di resistenza alla corrosione che rimane stabile negli ambienti di processo delle seccherie delle cartiere, dove i gradi standard andrebbero sostituiti di frequente. La microstruttura bifasica austeno-ferritica offre inoltre un carico di snervamento circa doppio rispetto al 316L, un aspetto rilevante per sezioni piccole che devono sostenere carichi meccanici senza deformarsi. Un confronto dettagliato tra i gradi duplex e super duplex e le relative applicazioni è disponibile sul blog di Montanstahl.
Due sfide tecniche: integrità della zona saldata e svergolamento su una sezione 25×25×3 mm
La saldatura laser dell’acciaio inossidabile super duplex pone una sfida specifica che non riguarda allo stesso modo i gradi austenitici: l’apporto termico durante la saldatura altera l’equilibrio di fase austenite-ferrite nella zona termicamente alterata e, se non viene controllato con precisione, questo squilibrio riduce la resistenza alla corrosione della zona saldata al di sotto del materiale base. Per una sezione scelta in super duplex proprio per la sua resistenza alla corrosione, qualsiasi degrado lungo la linea di saldatura vanifica la scelta del materiale. La seconda sfida era geometrica: con 25×25×3 mm la sezione è estremamente piccola (paragonabile in sezione a una moneta da un euro), e le tensioni termiche della saldatura possono introdurre svergolamenti casuali lungo la barra, impossibili da correggere meccanicamente senza rischiare di deformare la sezione stessa. Montanstahl ha risolto entrambi i problemi calibrando con precisione potenza laser e velocità di saldatura, riducendo l’apporto termico al livello che preserva l’equilibrio di fase e ottenendo al tempo stesso una saldatura uniforme che mantiene la barra diritta per tutta la sua lunghezza.
Contesto applicativo
Questo progetto rientra nel segmento Cellulosa e carta di Montanstahl, dove profili angolari in acciaio inossidabile saldati al laser in gradi duplex e super duplex vengono specificati per componenti di macchine, elementi strutturali e parti soggette a usura che operano in ambienti di processo ricchi di cloruri. L’industria cartaria è uno dei principali settori per il super duplex 1.4410, grazie alla combinazione di esposizione ai cloruri, prodotti chimici acidi e lunghi intervalli di manutenzione delle macchine, che rendono la scelta di un materiale resistente alla corrosione una misura diretta di riduzione dei costi. Montanstahl produce angolari saldati al laser su misura in 1.4410 e in altri gradi duplex in qualsiasi dimensione, dalle sezioni molto piccole fino a 1.000 mm di altezza, forniti ai costruttori di macchine per cellulosa e carta in tutto il mondo.