1. Zavedení
V náročných průmyslových prostředích - od pobřežních platforem po závody na chemické zpracování - musí materiály kombinovat vysokou sílu, Vynikající odolnost proti korozi, a spolehlivá výroba.
ASTM A890/A995 stupně litých duplexů a super duplexních nerezových ocelí splňuje tyto přísné požadavky.
Tento článek zkoumá jejich klíčové rozdíly, chemické a mechanické vlastnosti, a typické aplikace, Vybavení inženýrů a odborníků na zadávání veřejných zakázek s poznatky potřebnými pro optimální výběr slitiny.
2. Přehled specifikace ASTM A890/A995
ASTM A890: Na základě [Anglické jednotky] (KSI, ° F., v, atd.), Specifikuje chemické složení, Požadavky na mechanické vlastnosti a inspekční požadavky na duplexní a super duplexní odlitky z nerezové oceli.
ASTM A995: Je to metrika (A) Verze A890, což překládá téměř všechny ustanovení A890 doslovně, ale převádí sílu, teplota, velikost, atd. do metrických jednotek, jako je MPA, ° C., mm, atd.
ASTM A890/A995 Pokrývá odlitky vyrobené z austenitic-ferritických nerezových ocelí. Rozdělí se na šest známek „A“, z 1A (Duplex s nižším slinem) na 6A (Nejvyšší slitiny super-duplex).
- Rozsah a použitelnost: Standard se vztahuje na komponenty, jako jsou pouzdra na čerpadlo, tělesa ventilu, a trubkové armatury, které pracují v korozivních médiích.
- Duplex vs.. Klasifikace super-duplexu:
-
- Duplex oceli (Stupně 1A - 3A) Funkce ~ 50/50 mikrostruktury ferit-austenitu.
- Super-duplex oceli (Stupně 4a -6a) Obsahujte zvýšenou MO a N pro zvýšení odporu pití.
- Obsazení vs.. Tepané paralely: Každá třída odpovídá ekvivalentu s odpady (NAPŘ., Stupeň 3A → UNS J92205 Obsazení ↔ UNS S32205), Zjednodušující substituce materiálu.
3. Hlavní nomenklatura & UNS označení
Kryptická pojmenování ASTM odráží vzestupný obsah a výkon slitin:
| Stupeň | Obsadit nás | Teakets uns | Obecný název |
|---|---|---|---|
| 1A | J93370 | S31500 | Duplex 2101 |
| 2A | J92220 | S31803 | Duplex 2202 |
| 3A | J92205 | S32205 | Duplex 2205 |
| 4A | J93380 | S32550 | Super-duplex 2509 |
| 5A | J93404 | S32750 | Super-duplex 2507 |
| 6A | J93380* | S32760 | Super-duplex 2570 |
*6A sdílí podobné UNS jako 4A, ale vyžaduje vyšší úrovně MO/N.
Když se přesunete z 1A na 6a, Elementární přírůstky - zejména MO a N -, Zvyšování odolnosti proti korozi a sílu.
4. Srovnání chemického složení
Blízký pohled na legované prvky ve stupních ASTM A890/A995 odhaluje, jak přírůstkové změny v chromu, nikl, molybden, a výkon pohonu dusíku.
Zejména, stupně 3A (Duplex 2205 obsazení) a 5A (Super-duplex 2507 obsazení) Předvádět posun od standardní duplexní na super duplexní chemii.
| Živel | Role | Stupeň 3A (J92205) | Stupeň 5A (J93404) |
|---|---|---|---|
| Cr | Primární bariéra koroze | 24.0–26,0 h % | 24.0–26,0 h % |
| V | Austenitový stabilizátor; houževnatost | 4.5–6,5 h % | 6.0–8,0 h % |
| Mo | Enhancer odporu k pitci/štěrbivovému odporu | 2.5–3,5 h % | 3.0–5,0 wt % |
| N | Posilovač odolnosti síly a pití | 0.10–0,20 h % | 0.24–0,32 h % |
| Mn | Deoxidizer; Redukce nákladů | ≤ 1.5 Wt % | ≤ 1.5 Wt % |
| A | Pomocí deoxidace a plynulosti | ≤ 1.0 Wt % | ≤ 1.0 Wt % |
| C | Síla, ale riziko karbidu | ≤ 0.04 Wt % | ≤ 0.03 Wt % |
| Str, S | Limity nečistot | P ≤ 0.04 Wt %, S ≤ 0.03 Wt % | P ≤ 0.04 Wt %, S ≤ 0.03 Wt % |
Poznámka: Všechna čísla v procentech hmotnosti.
Náklady dopad prvků legování
Konečně, zatímco molybden a dusík výrazně zvyšuje výkon, Zvyšují také náklady na syrové materiály:
- Molybden prodává $25–35/kg versus $5–8/kg pro nikl. A 1 Wt % Zvýšení obsahu MO přidává přibližně $0.25–0,35 za kilogram slitiny.
- Dusík je ekonomičtější při výrobě slitin, ale vyžaduje vysokotlaké nabíjení, Zvyšující se složitost zpracování.
5. Mechanické vlastnosti
Přechod z chemického make-upu na výkon, Mechanické vlastnosti určují, jak lity A890/A995 odolávají zatížení, dopady, a deformace.
Zejména, Stupně 3A (Duplex 2205) a 5A (Super-duplex 2507) poskytovat významná zlepšení pevnosti oproti konvenčním austenitickým nerezovým ocelím, Při zachování dostatečné houževnatosti pro dynamické prostředí.
| Vlastnictví | Stupeň 3A (J92205) | Stupeň 5A (J93404) | 300-Série Austenic (např. 316L) |
|---|---|---|---|
| Pevnost v tahu | ≥ 655 MPA (95 KSI) | ≥ 795 MPA (115 KSI) | ~ 485 MPA (70 KSI) |
| Výnosová síla (0.2%) | ≥ 450 MPA (65 KSI) | ≥ 550 MPA (80 KSI) | ~ 170 MPA (25 KSI) |
| Prodloužení | ≥ 25 % | ≥ 15 % | ≥ 40 % |
| Tvrdost (HRC) | ≤ 25 | ≤ 32 | ≤ 22 |
| Charpy dopad (–50 ° C.) | ≥ 40 J | ≥ 40 J | ≥ 20 J |
Síla a tuhost
První, Jak duplexní, tak i super-duplexní známky pevnost v tahu alespoň 1.3–1,6 × vyšší než 316L.
V důsledku toho, Designéři využívají tenčí stěny nebo lehčí sestavy bez obětování kapacity nesoucí zátěž.
Navíc, výnosová síla- Stres, při kterém začíná trvalá deformace - Rývy z ~ 170 MPa v 316L do 450 MPA ve třídě 3a, a 550 MPA ve třídě 5a, nabízí robustní odolnost vůči tečení a plastovému toku.
Tažnost a houževnatost
Přes jejich vysokou sílu, Tyto duplexní slitiny si udržují adekvátní prodloužení (≥ 15–25 %). Naopak, Mnoho vysokých ocelí trpí tažností níže 10 %.
Navíc, Charpy V-Notch testy na –50 ° C. Potvrdit dopadové energie ≥ 40 J, což naznačuje, že obě známky odolávají křehkému zlomenině.
Tvrdost a odolnost proti opotřebení
Další, A 25 HRC Čepice na stupni 3A a 32 HRC Na rovnováze rovnováhy třídy 5A s majitelností a svařovatelností.
Pro srovnání, Plně ztužené oceli nástroje běží nad 55 HRC, ale postrádá odolnost proti korozi. V praxi, Tyto úrovně tvrdosti se překládají na zlepšený odolnost proti otěru, snižování míry opotřebení až do 50 % versus 316L v testech kalu a erozí.
6. Odolnost proti korozi
Duplex a super duplexní oceli překonávají austenitiku v agresivních médiích:
Obecná koroze:
V 3% Hcl at 50 ° C., Stupeň 3A koroduje na < 0.05 MM/rok, ve srovnání s ≈ 0.2 mm/rok pro 316 Ss (ASTM G31).
Pitting & Odolnost štěrbiny:
-
- Stupeň 3A (Dřevo ~ 32) odolává hladinám chloridu až do 1 M at 25 ° C..
- Stupeň 5A (Dřevo >40) odolávat > 3 M chlorid za podobných podmínek (ASTM G48).
Praskání napětí:
Duplexní mikrostruktury - zejména v 5A - odolné proti chloridu SCC, Povolení bezpečného provozu 150 ° C..
7. Výhody ASTM A890/A995 obsazení duplexu a super duplexních ocelí
Obsazení tříd ASTM A890/A995 poskytuje přesvědčivou kombinaci vlastností, které je odlišují od konvenčních nerezových ocelí.
Poměr vysoké pevnosti k hmotnosti
- Pevnost v tahu stoupá 795 MPA ve třídě 5A a 655 MPA ve třídě 3A - přibližně 1.6× to z 316 Ly austenitická nerezová (≈ 485 MPA).
- Výnosová síla dosahuje 550 MPA (5A) pouze versus 170 MPA pro 316 L, umožňuje návrhářům snížit tloušťku stěny až do 30% Při zachování ekvivalentní zatížení kapacity.
Na základě této síly, Hlasové komponenty obsazení váží méně, ale vydrží vyšší vnitřní tlaky - přenosu do lehčích čerpadel, ventily, a armatury, které neohrožují bezpečnost.
Vynikající odolnost proti korozi a erozi
- Ekvivalentní číslo odporu pittingu (Dřevo) přesahuje 40 ve třídě 5A a sedí kolem 32 ve třídě 3a, ve srovnání s 20 pro 316 L.
- V ASTM G48 Testy na jása, Super-duplexní odlitky odolávají hladinám chloridu nad 3 M na 25 ° C. bez pronikání, zatímco 316 L selže na 0.5 M.
Navíc, Duplexní mikrostruktury dodávají zvýšenou odolnost proti erozi: Zkušební zkoušky kalu 25–40% nižší ztráta hmoty versus 316 L, Vytváření A890/A995 Ideální pro manipulaci s abrazivními procesními proudy.
Vynikající odolnost proti stresové korozi
- Duplexní slitiny udržují vyvážené 50/50 Ferit-Austenite Mix, který brání zahájení a šíření SCC.
- Zkušenosti v terénu ukazují incidenty pro praskání nulového napětí v blocích na moři (Stupeň 5A) nad 10 let služby v prostředí bohatém na H₂S.
Tato spolehlivost při tahu a korozivním útoku drasticky snižuje neplánované vypnutí a náklady na údržbu.
Výroba a svařovatelnost
- CHLÁNÍ A890/A995 oceli přijímat standardní výplně duplexního stupně (ER2209, ER2594), dosažení ≥ 90% Efektivita kloubu.
- Po žíhání roztoku po západu na 1 050 ° C., Svařovací zóny získávají ideální rovnováhu duplexu, zajištění jednotných vlastností přes lití.
Jejich obsazení umožňuje složité geometrie - integrální pasáže, Tenké stěny, a zapečetěné rohy - to by vyžadovalo rozsáhlé obrábění nebo svařování, pokud by byly vyrobeny z kované desky.
Přínosy nákladů na životní cyklus
- Přestože náklady na syrové materiály trvají 20–30% vyšší než 316 L, Prodloužené intervaly služeb (často 2–3 × delší) a snížené doručování frekvence náhradní 10–20% nižší celkové náklady na vlastnictví 20 let.
- Případové studie v odsolovacích rostlinách naznačují 50% při upgradu z méně neplánovaných výpadků 316 L do třídy 3A čerpací pouzdra.
V důsledku toho, Počáteční prémie pro odlitky A890/A995 se často platí za minimalizovanou údržbu a údržbu.
Široká všestrannost aplikace
- Z Tělesa chemického procesu ventilu a Bloky podmořských potrubí na Reverzní osmozní cévy, Tyto obsazení oceli fungují spolehlivě přes pH 0–14, teploty –50 ° C až 300 ° C., a tlaky na 35 MPA.
- Jejich osvědčené výsledky olej & plyn, námořní, výroba energie, a průmyslové zpracování podtrhuje jejich stav jako slitiny go-to pro nejtvrdší servisní podmínky.
8. Aplikace a typické komponenty
Chemické zpracování
- Tělesa a kapoty
- Obaly čerpadla a oběžné kolo
- Shells a trubice
Olej & Plyn (Podmořská a horní strana)
- Bloky podmořských potrubí a pouzdra ventilů vánočních stromů
- Příruby a adaptéry
- Oříznutí a přílohy ovladače ovládacího ventilu
Odsolování & Mořské systémy
- Housení membrány reverzní osmózy
- Oběžné kolo a prsteny difuzoru z mořské vody
- Záhlaví chladicí vody a potrubí paluby
Zařízení obsahující tlak
- Vysokotlaké skořápky a hlavy
- Potrubí lokty, Tees, a příruby krku na svar
- Kryogenní vložky a adaptéry trysek
9. Závěr
Stručně řečeno, ASTM A890/A995 Grades 3A a 5A nabídnout přesvědčivou kombinaci mechanické výkonu a odolnosti proti korozi.
Stupeň 3A (Duplex 2205 obsazení) vyhovuje mírně korozivním prostředí za mírné náklady,
zatímco Stupeň 5A (Super-duplex 2507 obsazení) Odolává nejtvrdšímu chloridu a podmínkám vysoké teploty-i když při prémii.
Doporučení:
- Vyberte třídu 3A Když hladiny chloridu zůstanou níže 1 M a teplota < 100 ° C.; Využijte svou nákladovou efektivitu pro tělesa čerpadla a ventilu.
- Vyberte třídu 5A pro podmořskou nebo odsolovací službu, kde Pren > 40 je kritický; Její vynikající odolnost SCC zajišťuje dlouhé servisní intervaly.
- Postupujte podle přísných ovládacích prvků svařování a tepelné ošetření po západu za účelem zachování duplexních mikrostruktur v odlitých komponentách.
Vybrat Langhe Pro váš přesnost Engineed ASTM A890/A995 obsazení duplex a super-duplex nerez komponenty.
Naše pokročilé slévárenské schopnosti a přísná zajištění kvality zajišťují optimální sílu, odolnost proti korozi, a rozměrová přesnost pro vaše nejnáročnější aplikace.
Kontaktujte Langhe dnes diskutovat o vašich požadavcích na projekt a požádat o personalizovanou nabídku!
