Duplekss vs austenīta nerūsējošais tērauds: kurš darbojas labāk korozīvā vidē?

Austenīta nerūsējošie tēraudi, piemēram, 316L (18Cr–8–12Ni) ir vienfāzes, kubiskā{5}}savienojuma (FCC) sakausējumi, kas novērtēti to izcilās vispārējās izturības pret koroziju, stingrības un vieglas metināšanas dēļ. Rezultātā tos plaši izmanto pārtikas, farmācijas un naftas ķīmijas rūpnīcās.²

Dupleksajām šķirnēm, piemēram, 2205, ir divfāžu mikrostruktūra ar aptuveni vienādu ferīta un austenīta daudzumu, kas apvieno lielāku izturību ar uzlabotu izturību pret lokalizētu koroziju un sprieguma korozijas plaisāšanu (SCC).³

^{Superaustenīta (piemēram, 904L, 254 SMO) un superdupleksa (piem., 2507) pakāpes vēl vairāk palielina hroma, molibdēna un slāpekļa saturu, lai uzlabotu veiktspēju ļoti agresīvās vidēs, tostarp jūras ūdenī un stiprās skābēs.4}

Praktisks jautājums dizaineriem naftas un gāzes, ķīmiskās apstrādes, atsāļošanas, kā arī celulozes un papīra jomā ir, kurš veids nodrošina drošāku un ekonomiskāku risinājumu noteiktā vidē.

PREN un Pitting Index izmantošana: jauda un ierobežojumi

Viens izplatīts pārbaudes rīks, lai atbildētu uz šo jautājumu, ir punktveida pretestības ekvivalentais skaitlis (PREN) vai punktēšanas indekss (PI), kas izteikts kā PREN=Cr + 3.3Mo + 16N vai PI=Cr + 3.3Mo + 13N.

Šīs empīriskās formulas atspoguļo hroma un jo īpaši molibdēna labvēlīgo ietekmi uz hlorīda kauliņu veidošanu; niķelis, lai gan ir noderīgs SCC pretestībai, maz veicina pretestību pret ievainojumiem un parasti tiek izlaists.⁵

Tipiskās vērtības ilustrē, kāpēc parastās austenīta markas jūras ūdenī cīnās salīdzinājumā ar dupleksajām kategorijām.

316 L (17 Cr–2,5 Mo–12 Ni): PI/PREN ≈ 25.

2205 (22Cr–3Mo–N): PREN ≈ 34–35.

904L (20Cr–4Mo–25Ni): PREN ≈ 34–35.

254 SMO / 6Mo (20Cr–6Mo–N): PREN ≈ 42–43.

2507 super duplekss (25Cr–4Mo–N): PREN ≈ 40–41.

Augstāks PREN korelē ar augstāku kritisko punktu un plaisu temperatūru hlorīda šķīdumos, tāpēc standarti, piemēram, NORSOK, pieprasa PREN, kas ir lielāks par vai vienāds ar 40 nerūsējošajiem tēraudiem, kas ir pakļauti jūras ūdenim{1}}. Tomēr 2021. gada apskatsMetāliuzsvēra, ka šādi indeksi nefiksē temperatūru, metalurģisko stāvokli (piemēram, sigmas fāzi), metinājuma kvalitāti, spraugas ģeometriju vai nogulsnes, un tāpēc tie jāuzskata par ranžēšanas instrumentiem, nevis darbības garantijām.