Kā 2507 Super Duplex Steel pārspēj 2205 izturību pret koroziju?

2507. klase ir standarta super-dupleksais nerūsējošais tērauds, kas Eiropas standartos apzīmēts ar UNS S32750 ASTM A240 un EN 1.4410. 2205. klase, apzīmēta ar UNS S32205 (ar vecāku UNS S31803), ir visplašāk izmantotā dupleksā klase. Abos ir apvienota austenīta{10}}ferīta mikrostruktūra ar aptuveni divreiz lielāku tecēšanas robežu nekā 304 vai 316 austenīta pakāpēm. Korozijas izturības atšķirības starp tām nav maznozīmīgas: tās ir sistemātiskas sekas augstākam hroma, molibdēna, niķeļa un slāpekļa saturam 2507. gadā.

Šajā rakstā ir salīdzinātas abas kategorijas, pamatojoties uz standarta sastāva ierobežojumiem un mehāniskajiem minimumiem, izskaidrots, kāpēc augstākas PREN vērtības nozīmē izmērāmu lauka veiktspēju, un sniegti praktiski atlases norādījumi jūras, naftas un gāzes, ķīmisko vielu un atsāļošanas pakalpojumiem.

Ķīmiskais sastāvs: UNS S32750 pret UNS S32205

Tālāk norādītais sastāvs atbilst ASTM A240 ierobežojumiem plāksnēm, loksnēm un sloksnēm. Tie paši ierobežojumi attiecas uz stieni, kalumiem un caurulēm caur ASTM A182, A479, A789 un A790.

Elements (masas%)	2507, UNS S32750	2205, UNS S32205
Ogleklis, maks	0.030	0.030
Chromium	24.0–26.0	22.0–23.0
Niķelis	6.0–8.0	4.5–6.5
Molibdēns	3.0–5.0	3.0–3.5
Slāpeklis	0.24–0.32	0.14–0.20
Mangāns, maks	1.20	2.00
Silīcijs, maks	0.80	1.00
Fosfors, maks	0.035	0.030
Sērs, maks	0.020	0.020

Hroms, molibdēns un slāpeklis ir elementi, kas veido pasīvo plēvi un salabo to pēc bojājumiem. 2507. klase paaugstina visus trīs, un kombinācijai ir multiplikatīva ietekme uz lokālo izturību pret koroziju, nevis piedevu.

PREN un lokalizētās korozijas uzvedība hlorīda vidē

Punktu pretestības ekvivalenta skaitlis ir standarta inženiertehniskais skrīnings hlorīda punktveida korozijai un plaisu korozijai:

PREN=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N

Izmantojot katras atzīmes vidējo -diapazona sastāvu, 2507 sniedz aptuveni 25 + 3.3 x 4 + 16 x 0,28 jeb aptuveni 43, savukārt 2205 dod aptuveni 22.5 + 3.3 x 3.25 + 16 x 0,17 jeb aptuveni 36. Tipiskās publicētās PREN vērtības ir lielākas par 40, bet praksē 25 līdz 2 nozīmē 25 līdz 5. 2507 pieļauj ievērojami augstāku hlorīda koncentrāciju un temperatūru, pirms sākas punktveida korozija vai plaisu korozija, kas ir dominējošais faktors jūras ūdenī, sālījumā un saražotā ūdens sistēmās.

Pitting sākas tur, kur pasīvā plēve sadalās lokāli; spraugas korozija sākas stāvošās spraugās zem blīvēm, nosēdumiem un katlakmens. Abus regulē tā pati sakausējuma loģika kā PREN. Jūras apkalpošanā 2205 tiek plaši izmantots izšļakstīšanās zonā un mazāk smagiem lietojumiem, savukārt 2507 ir norādīts vietās, kur jūras ūdens tiek sūknēts, karsēts vai stāvošs, piemēram, jūras ūdens dzesēšanas siltummaiņi, ugunsdzēsības ūdens sistēmas un atsāļošanas iekārtu cauruļvadi. Kritiskā bedres temperatūra 2507, kas izmērīta standarta dzelzs{{8}hlorīda testos, ir ievērojami augstāka nekā 2205 tajā pašā testa šķīdumā, tāpēc 2507 parādās vissmagākajās jūras ūdens apstrādes sistēmu daļās.

Izturība pret hlorīda spriedzes korozijas plaisāšanu

Hlorīda sprieguma korozijas plaisāšana ir atteices veids, kas novērš lielāko daļu austenīta šķirņu karstā hlorīda ekspluatācijā. Pati dupleksā mikrostruktūra ir pirmā aizsardzības līnija: ferīta fāze iztur plaisu izplatīšanos, un līdzsvarotā austenīta-ferīta attiecība sadala spriegumu. Lielāks sakausējuma saturs 2507 vēl vairāk paaugstina sliekšņa temperatūru un hlorīda līmeni, pie kura var rasties plaisāšana. Tā ir būtiska priekšrocība urbumu naftas un gāzes iekārtās, zemūdens komponentos un jūras piedziņas vārpstās, kur vienlaikus ir nepieciešama gan caurumu, gan SCC pretestība.

Mehāniskās īpašības: augstāka izturība vienlaikus

Izturība pret koroziju nav vienīgā atšķirība. Atbilstoši ASTM A240 šķīduma rūdīšanas minimums{2}}ir:

Īpašums	2507, UNS S32750	2205, UNS S32205
Stiepes izturība, min (MPa)	795	655
0,2% tecēšanas robeža, min (MPa)	550	450
Pagarinājums 50 mm, min (%)	15	25
Cietība, maks (HB)	310	293

Lielāka 2507 izturība pieļauj plānākas sekcijas ar tādu pašu konstrukcijas spiedienu, kas daļēji kompensē tā augstākās sakausējuma izmaksas. Kompromiss-ir tāds, ka 2507 ir nepieciešama stingrāka formēšanas un metināšanas kontrole, un tā mazākais pagarinājums ir jāievēro izplešanās un uzliesmošanas darbībās.

Kur norādīt 2507 2205 vietā

Norādiet 2507, ja vide apvieno hlorīdus ar siltumu, spiedienu vai plaisām: jūras ūdens siltummaiņi un kondensatori, zemūdens kolektori, ugunsdzēsības ūdens plūdu sistēmas, dūmgāzu atsērošanas skruberi, iztvaicētāji un ražošanas caurules skābo pakalpojumu nodrošināšanai saskaņā ar ISO 15156. Norādiet, ja 22, hlorīda slodze ir noteikta saskaņā ar ISO 15156. noguruma vai ražošanas izmaksas, vai ja jau ir ieviestas esošās metināšanas procedūras un kvalificēti materiāli 2205. gadam.

FAQ

Vai 2507 vienmēr ir labāks par 2205?

Nē{0}} piedāvā augstāku izturību pret koroziju un izturību, taču maksā vairāk, ir grūtāk formējams, un tam ir nepieciešamas kvalificētas metināšanas procedūras. Mērenam hlorīda pakalpojumam 2205 bieži ir ekonomiskāka un praktiskāka izvēle.

Kāds PREN ir nepieciešams jūras ūdens apkalpošanai?

Parasti PREN virs 40 ir priekšroka nepārtrauktai jūras ūdens iedarbībai apkārtējās vides temperatūrā, tāpēc 2507 ir izplatīts jūras ūdens cauruļvados. 2205, ar PREN tuvu 35, tiek izmantots mazāk smags vai periodisks jūras ūdens pielietojums un šļakatu zonās, kur plaisas pēc konstrukcijas ir samazinātas līdz minimumam.

Vai 2507 var ciest no hlorīda sprieguma korozijas plaisāšanas?

Jā, ekstremālos apstākļos. Neviena dupleksa klase nav imūna: ļoti augsta hlorīda koncentrācija, temperatūra virs aptuveni 150 C un augsts stiepes spriegums joprojām var izraisīt plaisāšanu . 2507 vienkārši novirza slieksni tālu ārpus diapazona, kurā 2205 un austenīta pakāpes neizdodas.

Kā tiek uzturēta izturība pret koroziju pēc metināšanas?

Metināšanai jāsaglabā līdzsvarotā austenīta{0}}ferīta attiecība. Ja nepieciešams, izmantojiet vairāk-leģētu pildvielu, piemēram, UNS S32750 vai niķeļa-bāzes UNS N06625 pildvielu, ja nepieciešams, kontrolējiet caurlaides temperatūru un pārbaudiet metināto metālu, veicot ferīta mērījumus un cietības testus atbilstoši ASTM A923 un ASTM A928 praksei.

Vai esošajā dizainā 2507 var aizstāt 2205?

Tikai pēc atkārtotas{0}}verifikācijas. Sienas biezumu parasti var samazināt lielākas stiprības dēļ, taču metināšanas procedūrai, NDT plānam un -skābo pakalpojumu kvalifikācijai saskaņā ar ISO 15156 ir jābūt atkārtoti-kvalificētam jaunajai kategorijai.