ASTM A790 UNS S32750, üldtuntud kui Super Duplex 2507, on suure -jõudlusega ferriit-austeniitsest roostevaba teras, mis on loodud kõige nõudlikumate tööstuskeskkondade jaoks. See superdupleksklass ühendab erakordse korrosioonikindluse väga suure mehaanilise tugevusega, muutes selle eelistatud materjaliks nafta ja gaasi, keemilise töötlemise, merenduse ja magestamise rakendustes. Sulami ainulaadne kahefaasiline -faasiline mikrostruktuur -, milles on ligikaudu võrdne austeniidi ja ferriidi - proportsioon, annab omadused, mida kumbki faas üksi ei suudaks saavutada.
See artikkel annab põhjaliku tehnilise ülevaate ASTM A790 UNS S32750 torust, mis hõlmab selle keemilist koostist, mehaanilisi omadusi, korrosioonikindlust, tootmisstandardeid, testimisnõudeid ja tüüpilisi rakendusi.
Mis on ASTM A790?
ASTM A790 on Ameerika Testimis- ja Materjalide Ühingu standardne spetsifikatsioon õmblusteta ja keevitatud ferriit-/austeniitsetest (dupleks-) roostevabast terasest torudele. See määratleb õmblusteta ja sirge{2}}õmblusega keevitatud torude koostise ja mehaaniliste omaduste nõuded ning hõlmab ka kuumtöötlust, tootmisprotsessi, proovide võtmist ja testimist ning toote märgistamist. Standard hõlmab nii standardseid dupleksklasse (nagu S31803 ja S32205) kui ka superdupleksklasse (nagu S32750 jaS32760), muutes selle nafta- ja gaasitööstuses, keemia- ja meretööstuses roostevaba dupleksterase esmaseks torude spetsifikatsiooniks.
Kõik ASTM A790 torud peavad olema lahusega lõõmutatud ja karastatud, et saavutada austeniidi-sihtferriidi tasakaal, tavaliselt 40–60% ferriiti. S32750 puhul on nõutav lahusega lõõmutamine vähemalt 1025 kraadi juures, millele järgneb veega karastamine või muul viisil kiirjahutus.
UNS S32750 keemiline koostis
| Element | Koostise vahemik (%) |
|---|---|
| Süsinik (C), max | 0.030 |
| Mangaan (Mn), max | 1.20 |
| Fosfor (P), max | 0.035 |
| Väävel (S), max | 0.020 |
| Räni (Si), max | 0.80 |
| Kroom (Cr) | 24.0 – 26.0 |
| Nikkel (Ni) | 6.0 – 8.0 |
| Molübdeen (Mo) | 3.0 – 5.0 |
| Lämmastik (N) | 0.24 – 0.32 |
| Vask (Cu), max | 0.50 |
Mehaanilised omadused
| Kinnisvara | Nõue |
|---|---|
| Tõmbetugevus, min | 116 ksi (800 MPa) |
| Saagistugevus (0,2% nihe), min | 80 ksi (550 MPa) |
| Venivus, min | 15% |
| Kõvadus, max (HBW) | 300 |
| Kõvadus, max (HRC) | 32 |
Korrosioonikindlus
UNS S32750 korrosioonikindlus on selle kõige iseloomulikum omadus. Umbes 42 PRENiga pakub see superdupleksaste erakordset jõudlust agressiivsetes keskkondades:
Punktide ja pragude korrosioon:Standardiseeritud raudkloriidi testimisel ASTM G48 järgi talub 2205 tavaliselt kuni 35 kraadi, 2507 aga kuni 65 kraadi. See 30-kraadine varu määrab, milliseid keskkondi iga klass saab ohutult käsitleda.
Pingekorrosioonipragunemine (SCC):S32750 on suurepärane vastupidavus kloriidi-indutseeritud pingekorrosioonipragunemisele, mis on avamereoperatsioonide, happelise maagaasi ja merevee magestamise rakenduste jaoks oluline omadus.
Üldine korrosioon:Sulam on väga vastupidav orgaaniliste hapete korrosioonile. 10% sipelghappes ja 50% äädikhappes on korrosioonikiirus väiksem kui 0,05 mm aastas, samas kui ASTM 316L korrosioonikiirus on samades tingimustes suurem kui 0,2 mm aastas.
Kriitiline aukude temperatuur:S32750 CPT 6% FeCl3-s on ligikaudu 65 kraadi, võrreldes 2205 dupleksi puhul ~35 kraadiga.
Kuumtöötlus ja mikrostruktuur
Nõuetekohane kuumtöötlus on oluline, et saavutada UNS S32750 austeniidi ja ferriidi faaside optimaalne tasakaal. Torusid tuleb kuumtöödelda temperatuuril 1025–1125 kraadi (1880–2060 kraadi F) ja kustutada kiire jahutamisega vees või muul viisil.
Uuringud on näidanud, et kui lahuse töötlemise temperatuur on 1050 kraadi, läheneb / suhe 1:1, mis annab suurepärased üldised omadused. Temperatuuridel alla 1000 kraadi eksisteerib σ faas (sigma faas) tera piiridel ja ferriidi terades, mis halvendab oluliselt tugevust ja korrosioonikindlust. Temperatuuridel üle 1050 kraadi sadestub Cr₂N ferriidiks ning kasvab ja jämeneb järk-järgult, vähendades ka jõudlust.
2507 tasakaalustatud keemilise koostise tulemuseks on mikrostruktuur, mis sisaldab pärast lõõmutamist ligikaudu 1050-1125 kraadi juures ligikaudu võrdses koguses ferriiti ja austeniiti. Ferriidisisaldus, mis ületab 70%, vähendab tugevust ja löögikindlust, samas kui sisaldus alla 25% vähendab SCC vastupidavust.
Tootmis- ja katsetamisnõuded
| Test | Nõue |
|---|---|
| Tõmbekatse | Üks partii kohta (risti- või pikisuunaline) |
| Lamestamise test | Nõutav keevitatud torude jaoks |
| Kõvaduse test | Nõutav |
| Hüdrostaatiline test | Rõhul vastavalt standardi valemile (võib asendada NDE-ga) |
| NDT | Keevisõmbluse pöörisvoolu või ultraheli testimine (UT). |
| Korrosioonikatse | ASTM A923 (meetod A, B või C) |
ASTM A790 UNS S32750 rakendused
UNS S32750 kõrge tugevus ja korrosioonikindlus muudavad selle sobivaks paljudes karmides keskkondades, sealhulgas kloriidide ja sulfiidide teenuste jaoks:
Nafta ja gaas:Avamere pealmine ja veealune torustik, süvamere püstikud, haputeenuste rakendused, nafta- ja gaasiuuringud ning avamereplatvormid
Merekeskkonnad:Merevee magestamine, laevaehitus, laevaehitus
Keemiline töötlemine:Keemiliste protsesside tehas, kemikaalide töötlemine, transport ja ladustamine, saastetõrjeseadmed
Tselluloos ja paber:Tselluloosi ja paberi tootmine
Muud tööstusharud:Soojusvahetid, veetöötlusseadmed, toiduainete töötlemine, ravimitööstus
Sulam on eriti oluline kloriidide, happelise maagaasi ja merevee magestamise rakenduste korral kloriidide põhjustatud täppide, pragude korrosiooni ja pingekorrosiooni pragude vastu võitlemisel.
Võrdlus: 2205 vs 2507
| Kinnisvara | 2205 (S32205) | 2507 (S32750) |
|---|---|---|
| Klassifikatsioon | Standardne dupleks | Super dupleks |
| Kroom | 22.0-23.0% | 24.0-26.0% |
| Nikkel | 4.5-6.5% | 6.0-8.0% |
| Molübdeen | 3.0-3.5% | 3.0-5.0% |
| Lämmastik | 0.14-0.20% | 0.24-0.32% |
| PREN (tavaline) | 34-36 | 42-43 |
| Saagistugevus, min | 450 MPa | 550 MPa |
| Tõmbetugevus, min | 620 MPa | 795 MPa |
| CPT 6% FeCl3-s | ~35 kraadi | ~65 kraadi |
| Suhteline kulu | Lähtejoon | 30-50% lisatasu |
Korduma kippuvad küsimused
Mis vahe on ASTM A790 ja ASTM A789 vahel?
ASTM A790 katab õmblusteta ja keevitatud ferriit-/austeniitsetest (dupleks-) roostevabast terasest torud üldiseks söövitamiseks, samas kui ASTM A789 katab keevitatud ja õmblusteta ferriit-/austeniitsetest roostevabast terasest soojusvaheti torud. Mõlemad spetsifikatsioonid hõlmavad UNS S32750.
Mis on UNS S32750 maksimaalne töötemperatuur?
Maksimaalne töötemperatuur on üldiselt soovitatav 315 kraadi (600 kraadi F). VdTÜV standard soovitab aga 2507 puhul maksimaalseks kasutustemperatuuriks 250 kraadi.
Kas UNS S32750 saab keevitada?
Jah, UNS S32750 on hea keevitatavusega. Õige austeniidi-ferriidi tasakaalu säilitamiseks nõuab keevitamine siiski kontrollitud soojussisendit (tavaliselt 0,5-2,5 kJ/mm) ja lämmastikuga -rikastatud kaitsegaasi (N₂ + Ar). Kõrgema sulamisisaldusega klass 2507 on intermetalliliste sademete suhtes tundlikum, kui soojuse sisend on ülemäärane või läbipääsudevaheline temperatuur ületab 150 kraadi. Keevitusprotseduuri kvalifikatsioon 2507 jaoks nõuab rangemat kontrolli ja põhjalikumat testimist.
Millised on UNS S32750 samaväärsed klassid?
UNS: S32750
EN Number: 1.4410
ET Nimi: X 2 CrNiMoN 25-7-4
SS: 2328
Üldnimetus: Super Duplex 2507
Sepistamisklass: ASTM A182 F53
Järeldus
ASTM A790 UNS S32750 Super Duplex roostevabast terasest toru esindab kõrgeimat roostevaba terase duplekstehnoloogia taset. Selle ainulaadne kõrge kroomi-, molübdeeni- ja lämmastikusisalduse kombinatsioon tagab ligikaudu 42 PREN-i, pakkudes erakordset vastupidavust täppide, pragude korrosioonile ja pingekorrosioonipragudele kloriid{4}}laagrites. Minimaalse voolavuspiiriga 550 MPa ja tõmbetugevusega 800 MPa pakub S32750 märkimisväärset kaalusäästu tänu õhematele seinaosadele sama disainisurve juures. Nõudlike rakenduste jaoks nafta ja gaasi, keemilise töötlemise, magestamise ja mereehituse valdkonnas on ASTM A790 UNS S32750 valitud materjal inseneridele, kes nõuavad kompromissitut jõudlust kõige agressiivsemates keskkondades.
