ASTM A790 UNS S32750, bežne známa ako Super Duplex 2507, je vysokovýkonná-feritická-austenitická nehrdzavejúca oceľ navrhnutá pre najnáročnejšie priemyselné prostredia. Táto super duplexná trieda kombinuje výnimočnú odolnosť proti korózii s veľmi vysokou mechanickou pevnosťou, vďaka čomu je preferovaným materiálom pre ropu a plyn, chemické spracovanie, námorné a odsoľovacie aplikácie. Jedinečná dvoj{5}}fázová mikroštruktúra - zliatiny s približne rovnakým pomerom austenitu a feritu - poskytuje vlastnosti, ktoré by žiadna fáza nemohla dosiahnuť samostatne.
Tento článok poskytuje komplexný technický prehľad potrubia ASTM A790 UNS S32750, ktorý zahŕňa jeho chemické zloženie, mechanické vlastnosti, odolnosť proti korózii, výrobné normy, požiadavky na testovanie a typické aplikácie.
Čo je ASTM A790?
ASTM A790 je štandardná špecifikácia Americkej spoločnosti pre testovanie a materiály pre bezšvíkové a zvárané feritické/austenitické (duplexné) rúry z nehrdzavejúcej ocele. Definuje požiadavky na zloženie a mechanické vlastnosti pre bezšvíkové a rovné -zvarované rúry a zahŕňa aj tepelné spracovanie, výrobný proces, odber vzoriek a testovanie a označovanie produktov. Norma pokrýva štandardné duplexné triedy (ako S31803 a S32205) a super duplexné triedy (ako S32750 aS32760), čo z neho robí primárnu špecifikáciu rúr pre duplexnú nehrdzavejúcu oceľ v ropnom a plynárenskom, chemickom a námornom priemysle.
Všetky rúry ASTM A790 musia byť v roztoku-žíhané a kalené, aby sa dosiahla cieľová austenitová{2}}rovnováha feritu, zvyčajne 40 – 60 % feritu. Pre S32750 sa vyžaduje rozpúšťacie žíhanie pri minimálnej teplote 1025 stupňov, po ktorom nasleduje ochladenie vodou alebo rýchle ochladenie inými prostriedkami.
Chemické zloženie UNS S32750
| Prvok | Rozsah zloženia (%) |
|---|---|
| Uhlík (C), max | 0.030 |
| Mangán (Mn), max | 1.20 |
| Fosfor (P), max | 0.035 |
| Síra (S), max | 0.020 |
| Kremík (Si), max | 0.80 |
| chróm (Cr) | 24.0 – 26.0 |
| nikel (Ni) | 6.0 – 8.0 |
| molybdén (Mo) | 3.0 – 5.0 |
| dusík (N) | 0.24 – 0.32 |
| Meď (Cu), max | 0.50 |
Mechanické vlastnosti
| Nehnuteľnosť | Požiadavka |
|---|---|
| Pevnosť v ťahu, min | 116 ksi (800 MPa) |
| Medza klzu (0,2 % offset), min | 80 ksi (550 MPa) |
| Predĺženie, min | 15% |
| Tvrdosť, max (HBW) | 300 |
| Tvrdosť, max (HRC) | 32 |
Odolnosť proti korózii
Odolnosť UNS S32750 proti korózii je jeho najdefinujúcejšou charakteristikou. S PREN približne 42 ponúka táto super duplexná trieda výnimočný výkon v agresívnom prostredí:
Jamková a štrbinová korózia:Pri štandardizovanom testovaní chloridu železitého podľa ASTM G48, 2205 zvyčajne odoláva jamkovej korózii do 35 stupňov, zatiaľ čo 2507 odoláva jamkovej korózii do 65 stupňov. Tento 30-stupňový okraj určuje, ktoré prostredia môže každý stupeň bezpečne zvládnuť.
Praskanie koróziou napätím (SCC):S32750 vykazuje vynikajúcu odolnosť proti koróznemu praskaniu vyvolanému chloridmi-, čo je kritická vlastnosť pre operácie na mori, aplikácie kyslého zemného plynu a odsoľovania morskej vody.
Všeobecná korózia:Zliatina je vysoko odolná voči korózii organickými kyselinami. V 10 % kyseline mravčej a 50 % kyseline octovej je rýchlosť korózie nižšia ako 0,05 mm/rok, zatiaľ čo ASTM 316L vykazuje rýchlosť korózie vyššiu ako 0,2 mm/rok za rovnakých podmienok.
Kritická teplota kôstok:CPT S32750 v 6% FeCl3 je približne 65 stupňov v porovnaní s ~35 stupňami pre 2205 duplex.
Tepelné spracovanie a mikroštruktúra
Správne tepelné spracovanie je nevyhnutné na dosiahnutie optimálnej rovnováhy austenitových a feritových fáz v UNS S32750. Rúry musia byť tepelne spracované pri teplote 1025-1125 stupňov (1880-2060 stupňov F) a ochladené rýchlym ochladením vo vode alebo inými prostriedkami.
Výskum ukázal, že keď je teplota spracovania roztoku 1050 stupňov, pomer / sa blíži k 1:1, čo poskytuje vynikajúce celkové vlastnosti. Pri teplotách nižších ako 1000 stupňov sa na hraniciach zŕn a vo feritových zrnách vyskytuje σ fáza (fáza sigma), čo výrazne zhoršuje húževnatosť a odolnosť proti korózii. Pri teplotách nad 1050 stupňov sa Cr₂N zráža vo ferite a postupne rastie a hrubne, čo tiež znižuje výkon.
Vyvážené chemické zloženie 2507 má za následok mikroštruktúru obsahujúcu približne rovnaké množstvo feritu a austenitu po žíhaní pri asi 1050-1125 stupňoch. Obsah feritu nad 70 % znižuje húževnatosť a odolnosť proti jamkovej korózii, zatiaľ čo obsah pod 25 % znižuje odolnosť SCC.
Požiadavky na výrobu a testovanie
| Test | Požiadavka |
|---|---|
| Skúška ťahom | Jeden na dávku (priečny alebo pozdĺžny) |
| Test sploštenia | Vyžaduje sa pre zvárané potrubie |
| Skúška tvrdosti | Povinné |
| Hydrostatický test | Pri tlaku podľa vzorca v štandarde (môže byť nahradený NDE) |
| NDT | Testovanie vírivým prúdom alebo ultrazvukom (UT) pre zvarový šev |
| Skúška korózie | ASTM A923 (metóda A, B alebo C) |
Aplikácie ASTM A790 UNS S32750
Vysoká pevnosť a odolnosť proti korózii UNS S32750 ho predurčujú pre širokú škálu drsných prostredí, vrátane použitia chloridov a sulfidov:
Ropa a plyn:Pobrežné horné a podmorské potrubia, hlbokomorské stúpačky, aplikácie kyslých služieb, prieskum ropy a zemného plynu a vrtné plošiny na mori
Morské prostredie:Odsoľovanie morskej vody, námorné inžinierstvo, stavba lodí
Chemické spracovanie:Závod na chemické spracovanie, chemické spracovanie, preprava a skladovanie, zariadenia na kontrolu znečistenia
Buničina a papier:Výroba celulózy a papiera
Iné odvetvia:Výmenníky tepla, zariadenia na úpravu vody, potravinársky priemysel, farmaceutický priemysel
Zliatina je obzvlášť dôležitá pre odolnosť proti jamkovej korózii, štrbinovej korózii a koróznemu praskaniu spôsobenému chloridmi pri prevádzkach na mori, kyslým zemným plynom a aplikáciách odsoľovania morskej vody.
Porovnanie: 2205 vs 2507
| Nehnuteľnosť | 2205 (S32205) | 2507 (S32750) |
|---|---|---|
| Klasifikácia | Štandardný duplex | Super duplex |
| Chromium | 22.0-23.0% | 24.0-26.0% |
| nikel | 4.5-6.5% | 6.0-8.0% |
| molybdén | 3.0-3.5% | 3.0-5.0% |
| Dusík | 0.14-0.20% | 0.24-0.32% |
| PREN (typické) | 34-36 | 42-43 |
| Medza klzu, min | 450 MPa | 550 MPa |
| Pevnosť v ťahu, min | 620 MPa | 795 MPa |
| CPT v 6 % FeCl3 | ~35 stupňov | ~65 stupňov |
| Relatívne náklady | Základná línia | 30-50% prémia |
Často kladené otázky
Aký je rozdiel medzi ASTM A790 a ASTM A789?
ASTM A790 pokrýva bezšvíkové a zvárané feritické/austenitické (duplexné) rúrky z nehrdzavejúcej ocele pre všeobecné korózne služby, zatiaľ čo ASTM A789 pokrýva zvárané a bezšvíkové rúrky výmenníkov tepla z feritickej/austenitické nehrdzavejúcej ocele. Obe špecifikácie zahŕňajú UNS S32750.
Aká je maximálna prevádzková teplota pre UNS S32750?
Maximálna prevádzková teplota sa vo všeobecnosti odporúča 315 stupňov (600 stupňov F). Norma VdTÜV však odporúča pre 2507 maximálnu prevádzkovú teplotu 250 stupňov.
Dá sa UNS S32750 zvárať?
Áno, UNS S32750 má dobrú zvárateľnosť. Zváranie však vyžaduje riadený prívod tepla (zvyčajne 0,5-2,5 kJ/mm) a ochranný plyn obohatený dusíkom- (N₂ + Ar), aby sa zachovala správna rovnováha austenitu a feritu. Trieda 2507 s vyšším obsahom zliatiny je citlivejšia na intermetalickú precipitáciu, ak je vstup tepla nadmerný alebo teploty medzi prechodmi presahujú 150 stupňov. Kvalifikácia postupu zvárania pre 2507 vyžaduje prísnejšie kontroly a rozsiahlejšie testovanie.
Aké sú ekvivalentné triedy pre UNS S32750?
UNS: S32750
EN Číslo: 1.4410
SK Názov: X 2 CrNiMoN 25-7-4
SS: 2328
Bežný názov: Super Duplex 2507
Kvalita kovania: ASTM A182 F53
Záver
Rúrka z nehrdzavejúcej ocele ASTM A790 UNS S32750 Super Duplex predstavuje najvyššiu úroveň technológie duplexnej nehrdzavejúcej ocele. Jeho jedinečná kombinácia vysokého obsahu chrómu, molybdénu a dusíka poskytuje PREN približne 42, čím poskytuje výnimočnú odolnosť voči jamkovej korózii, štrbinovej korózii a praskaniu koróziou pod napätím v prostrediach s chloridovými-ložiskami. S minimálnou medzou klzu 550 MPa a pevnosťou v ťahu 800 MPa ponúka S32750 výrazné úspory hmotnosti vďaka tenším častiam stien pri rovnakom konštrukčnom tlaku. Pre náročné aplikácie v oblasti ropy a zemného plynu, chemického spracovania, odsoľovania a lodného inžinierstva je ASTM A790 UNS S32750 materiálom voľby pre inžinierov, ktorí vyžadujú nekompromisný výkon v najagresívnejších prostrediach.
