ASTM A790 UNS S32750, paprastai žinomas kaip Super Duplex 2507, yra didelio -našumo feritinis-austenitinis nerūdijantis plienas, sukurtas reikliausioms pramonės aplinkoms. Ši super dvipusė klasė pasižymi išskirtiniu atsparumu korozijai ir labai dideliu mechaniniu stiprumu, todėl ji yra tinkamiausia medžiaga naftos ir dujų, cheminio apdorojimo, jūrų ir gėlinimo reikmėms. Unikali lydinio dvifazė -fazė mikrostruktūra - maždaug vienoda proporcija austenito ir ferito - suteikia savybių, kurių nė viena fazė negalėtų pasiekti viena.
Šiame straipsnyje pateikiama išsami techninė ASTM A790 UNS S32750 vamzdžio apžvalga, apimanti jo cheminę sudėtį, mechanines savybes, atsparumą korozijai, gamybos standartus, bandymų reikalavimus ir tipines taikymo sritis.
Kas yra ASTM A790?
ASTM A790 yra Amerikos bandymų ir medžiagų draugijos standartinė besiūlių ir suvirintų feritinių / austenitinių (dvipusių) nerūdijančio plieno vamzdžių specifikacija. Jame apibrėžiami besiūlių ir tiesių suvirintų Standartas apima standartines dvipusio spausdinimo rūšis (pvz., S31803 ir S32205), ir super dvipusio spausdinimo klases (pvz., S32750 irS32760), todėl tai yra pagrindinė dvipusio nerūdijančio plieno vamzdžių specifikacija naftos ir dujų, chemijos ir jūrų pramonėje.
Visi ASTM A790 vamzdžiai turi būti atkaitinti tirpalu ir atkaitinti, kad būtų pasiektas tikslinis austenito-ferito balansas, paprastai 40–60 % ferito. S32750 reikalingas tirpalo atkaitinimas mažiausiai 1025 laipsnių kampu, o po to gesinimas vandeniu arba greitas aušinimas kitomis priemonėmis.
UNS S32750 cheminė sudėtis
| Elementas | Sudėties diapazonas (%) |
|---|---|
| Anglies (C), maks | 0.030 |
| Manganas (Mn), maks | 1.20 |
| Fosforas (P), maks | 0.035 |
| Sieros (S), maks | 0.020 |
| Silicis (Si), maks | 0.80 |
| Chromas (Cr) | 24.0 – 26.0 |
| Nikelis (Ni) | 6.0 – 8.0 |
| Molibdenas (Mo) | 3.0 – 5.0 |
| Azotas (N) | 0.24 – 0.32 |
| Varis (Cu), maks | 0.50 |
Mechaninės savybės
| Turtas | Reikalavimas |
|---|---|
| Tempimo stipris, min | 116 ksi (800 MPa) |
| Išeigos stiprumas (0,2 % poslinkis), min | 80 ksi (550 MPa) |
| Pailgėjimas, min | 15% |
| Maksimalus kietumas (HBW) | 300 |
| Maksimalus kietumas (HRC) | 32 |
Atsparumas korozijai
UNS S32750 atsparumas korozijai yra labiausiai apibūdinama jo charakteristika. Su maždaug 42 PREN ši super dvipusė klasė pasižymi išskirtiniu našumu agresyvioje aplinkoje:
Įdubimų ir plyšių korozija:Atliekant standartizuotą geležies chlorido bandymą pagal ASTM G48, 2205 paprastai atsparus įdubimams iki 35 laipsnių, o 2507 – iki 65 laipsnių. Ši 30 laipsnių paklaida lemia, kokioje aplinkoje kiekviena klasė gali saugiai elgtis.
Įtempių korozijos įtrūkimai (SCC):S32750 pasižymi puikiu atsparumu chlorido -sukeltam įtempių korozijos įtrūkimui, ypač svarbioms operacijoms jūroje, rūgštinėms gamtinėms dujoms ir jūros vandens gėlinimui.
Bendra korozija:Lydinys yra labai atsparus organinių rūgščių korozijai. 10% skruzdžių rūgšties ir 50% acto rūgšties korozijos greitis yra mažesnis nei 0,05 mm per metus, o ASTM 316L tomis pačiomis sąlygomis korozijos greitis didesnis nei 0,2 mm per metus.
Kritinė įdubimo temperatūra:S32750 CPT 6% FeCl3 yra maždaug 65 laipsniai, palyginti su ~35 laipsniais 2205 dvipusiam.
Terminis apdorojimas ir mikrostruktūra
Norint pasiekti optimalų austenito ir ferito fazių balansą UNS S32750, būtinas tinkamas terminis apdorojimas. Vamzdžiai turi būti termiškai apdorojami 1025–1125 laipsnių (1880–2060 laipsnių F) temperatūroje ir gesinami greitai atvėsinant vandenyje arba kitomis priemonėmis.
Tyrimai parodė, kad kai tirpalo apdorojimo temperatūra yra 1050 laipsnių, santykis / artėja prie 1:1, todėl gaunamos puikios bendros savybės. Esant žemesnei nei 1000 laipsnių temperatūrai, σ fazė (sigmos fazė) egzistuoja ties / grūdelių ribomis ir ferito grūdeliais, o tai labai pablogina kietumą ir atsparumą korozijai. Esant aukštesnei nei 1050 laipsnių temperatūrai, Cr₂N nusėda ferite ir palaipsniui auga bei grubėja, taip pat sumažindamas našumą.
Dėl subalansuotos 2507 cheminės sudėties susidaro mikrostruktūra, kurioje yra maždaug vienodas ferito ir austenito kiekis po atkaitinimo maždaug 1050-1125 laipsnių temperatūroje. Jei ferito kiekis viršija 70 %, sumažėja kietumas ir atsparumas įdubimams, o mažesnis nei 25 % sumažina SCC atsparumą.
Gamybos ir testavimo reikalavimai
| Testas | Reikalavimas |
|---|---|
| Tempimo bandymas | Vienas siuntoje (skersinis arba išilginis) |
| Išlyginimo testas | Reikalingas suvirintam vamzdžiui |
| Kietumo testas | Privaloma |
| Hidrostatinis testas | Esant slėgiui pagal standarto formulę (gali būti pakeista NDE) |
| NDT | Suvirintų siūlių sūkurinės srovės arba ultragarsinis bandymas (UT). |
| Korozijos testas | ASTM A923 (A, B arba C metodas) |
ASTM A790 UNS S32750 taikymas
Dėl didelio UNS S32750 stiprumo ir atsparumo korozijai jis tinkamas įvairioms atšiaurioms aplinkoms, įskaitant chloro ir sulfido naudojimą:
Nafta ir dujos:Viršutiniai ir povandeniniai vamzdynai jūroje, giliavandeniai stovai, rūgščių paslaugų taikymas, naftos ir dujų žvalgymas bei jūrinės platformos
Jūrinė aplinka:Jūros vandens gėlinimas, jūrų inžinerija, laivų statyba
Cheminis apdorojimas:Cheminių procesų gamykla, cheminio apdorojimo, transportavimo ir sandėliavimo, taršos kontrolės įranga
Plaušiena ir popierius:Plaušienos ir popieriaus gamyba
Kitos pramonės šakos:Šilumokaičiai, vandens gerinimo įranga, maisto perdirbimas, farmacijos pramonė
Lydinys yra ypač svarbus siekiant atsparumo duobėms, plyšinei korozijai ir įtempių korozijos įtrūkimams, kuriuos sukelia chloridai eksploatuojant atviroje jūroje, rūgštinėse gamtinėse dujose ir jūros vandens gėlinimo srityse.
Palyginimas: 2205 ir 2507
| Turtas | 2205 (S32205) | 2507 (S32750) |
|---|---|---|
| Klasifikacija | Standartinis dvipusis | Super dvipusis |
| Chromas | 22.0-23.0% | 24.0-26.0% |
| Nikelis | 4.5-6.5% | 6.0-8.0% |
| Molibdenas | 3.0-3.5% | 3.0-5.0% |
| Azotas | 0.14-0.20% | 0.24-0.32% |
| PREN (įprasta) | 34-36 | 42-43 |
| Išeiga, min | 450 MPa | 550 MPa |
| Tempimo stipris, min | 620 MPa | 795 MPa |
| CPT 6% FeCl3 | ~35 laipsniai | ~65 laipsniai |
| Santykinė kaina | Bazinė linija | 30-50% priemoka |
Dažnai užduodami klausimai
Kuo skiriasi ASTM A790 ir ASTM A789?
ASTM A790 apima besiūlius ir suvirintus feritinio / austenitinio (dvipusio) nerūdijančio plieno vamzdžius, skirtus bendrai korozijai, o ASTM A789 apima suvirintus ir besiūlius feritinius / austenitinius nerūdijančio plieno šilumokaičio vamzdžius. Abi specifikacijos apima UNS S32750.
Kokia yra maksimali UNS S32750 eksploatavimo temperatūra?
Maksimali eksploatavimo temperatūra paprastai rekomenduojama kaip 315 laipsnių (600 laipsnių F). Tačiau VdTÜV standartas rekomenduoja maksimalią 250 laipsnių eksploatavimo temperatūrą 2507.
Ar UNS S32750 galima suvirinti?
Taip, UNS S32750 gerai suvirina. Tačiau norint išlaikyti tinkamą austenito ir ferito pusiausvyrą, suvirinant reikalingas kontroliuojamas šilumos tiekimas (paprastai 0,5{3}}2,5 kJ/mm) ir azotu -prisodrintos apsauginės dujos (N₂ + Ar). 2507 klasė, turinti didesnį lydinio kiekį, yra jautresnė tarpmetaliniams krituliams, jei šilumos tiekimas yra per didelis arba perėjimo temperatūra viršija 150 laipsnių. Suvirinimo procedūros 2507 kvalifikacija reikalauja griežtesnės kontrolės ir išsamesnių bandymų.
Kokios yra lygiavertės UNS S32750 klasės?
UNS: S32750
EN numeris: 1.4410
LT Pavadinimas: X 2 CrNiMoN 25-7-4
SS: 2328
Įprastas pavadinimas: Super Duplex 2507
Kalimo klasė: ASTM A182 F53
Išvada
ASTM A790 UNS S32750 Super Duplex nerūdijančio plieno vamzdis yra aukščiausia dvipusio nerūdijančio plieno technologijos pakopa. Jo unikalus didelio chromo, molibdeno ir azoto kiekio derinys užtikrina maždaug 42 PREN, o tai užtikrina išskirtinį atsparumą duobėms, plyšinei korozijai ir įtempių korozijos įtrūkimams chlorido{4}} guolių aplinkoje. S32750, kurio minimali takumo riba yra 550 MPa, o tempiamasis stipris yra 800 MPa, S32750 leidžia žymiai sutaupyti svorio dėl plonesnių sienelių, esant tokiam pat projektiniam slėgiui. Reikalingiems naftos ir dujų, cheminio apdorojimo, gėlinimo ir jūrų inžinerijos darbams ASTM A790 UNS S32750 yra pasirinkta medžiaga inžinieriams, kuriems reikalingas bekompromisis darbas agresyviausioje aplinkoje.
