1. Esittely
Vaadittaessa teollisuusympäristöjä - offshore -alustoista kemiallisiin prosessointilaitoksiin - materiaalien on yhdistettävä korkea lujuus, Erinomainen korroosionkestävyys, ja luotettava valmistettavuus.
ASTM A890/A995 Valettujen duplex- ja super-duplex-ruostumattomien terästen arvosanat täyttävät nämä tiukat vaatimukset.
Tässä artikkelissa tarkastellaan heidän keskeisiä eroja, kemialliset ja mekaaniset ominaisuudet, ja tyypilliset sovellukset, Suunnittelijoiden ja hankintaammattilaisten varustaminen oivalluksilla, joita tarvitaan optimaaliseen seosvalintaan.
2. Yleiskatsaus ASTM A890/A995 -määrityksestä
ASTM A890: Perustuu [Englantilaiset yksiköt] (ksi, ° f, sisä-, jne.), Se määrittelee kemiallisen koostumuksen, Duplex- ja super-duplex-ruostumattomasta teräksestä valmistetuista valurakeista mekaaniset ominaisuudet ja tarkastusvaatimukset.
ASTM A995: Se on metri (JA) Versio A890: stä, joka kääntää melkein kaikki A890 -lausekkeet sanatarkasti, Mutta kääntää voiman, lämpötila, koko, jne. metrisiin yksiköihin, kuten MPA, ° C, mm, jne.
ASTM A890/A995 kansivalut, jotka on valmistettu austenitic-ferriittisistä ruostumattomista teräksistä. Se halkaisee kuuteen A -luokkaan, -sta 1Eräs (pienoissoiminta) kohtaan 6Eräs (ylin seos super-duplex).
- Laajuus ja sovellettavuus: Standardi koskee komponentteja, kuten pumpun koteloita, venttiilirungot, ja putkivarusteet, jotka toimivat syövyttävissä väliaineissa.
- Duplex vs. Super-dupleksiluokitus:
-
- Dupleksi teräkset (Luokat 1a - 3a) Ominaisuus ~ 50/50 ferriitti-austenite-mikrorakenteet.
- Super-dupleksi teräkset (Luokat 4a -6a) sisältävät kohonnut MO ja n parantuen resistanssissa.
- Vs. casting. Työskendetyt rinnakkaiset: Jokainen luokka vastaa takorutettuja ekvivalentteja (ESIM., Luokka 3A → UNS J92205 Cast ↔ uns s32205), Materiaalin korvaamisen yksinkertaistaminen.
3. Nimeä & ON -nimitykset
ASTM: n salaperäinen “Na” -niminen heijastaa nousevaa seos sisältöä ja suorituskykyä:
| Luokka | Valmistaa meidät | Työskendetty | Yleinen nimi |
|---|---|---|---|
| 1Eräs | J93370 | S31500 | Dupleksi 2101 |
| 2Eräs | J92220 | S31803 | Dupleksi 2202 |
| 3Eräs | J92205 | S32205 | Dupleksi 2205 |
| 4Eräs | J93380 | S32550 | Super-dupleksi 2509 |
| 5Eräs | J93404 | S32750 | Super-dupleksi 2507 |
| 6Eräs | J93380* | S32760 | Super-dupleksi 2570 |
*6A jakaa samanlaisen UNS: n kuin 4A, mutta vaatii korkeampia MO/N -tasoja.
Kun siirryt 1A: sta 6A: een, Alkuperäiset lisäykset - etenkin MO ja N - luovat tasaisesti, korroosionkestävyyden ja voimakkuuden lisääminen.
4. Kemiallinen koostumuksen vertailu
Tarkka katsaus ASTM A890/A995 -luokkien seostamiselementeihin paljastaa kuinka kromin asteittaiset muutokset, nikkeli, molybdeini, ja typpien aseman suorituskyky.
Erityisesti, arvosanat 3Eräs (Dupleksi 2205 heittää) ja 5Eräs (Super-dupleksi 2507 heittää) Esittele siirtyminen tavanomaisesta duplexista super-duplex-kemiaan.
| Elementti | Rooli | Luokka 3A (J92205) | Luokka 5A (J93404) |
|---|---|---|---|
| Cr | Ensisijainen korroosioeste | 24.0–26,0 painopiste % | 24.0–26,0 painopiste % |
| Sisä- | Austeniittivakain; sitkeys | 4.5–6,5 painoa % | 6.0–8,0 painopiste % |
| MO | Pyökkääminen/raonkestävyyden parantaja | 2.5–3,5 painoa % | 3.0–5,0 painoa % |
| N | Vahvuus ja pistelyskestävyysvahvistin | 0.10–0,20 painoa % | 0.24–0.32 painopiste % |
| Mn | Deoksidaattori; kustannusvähennys | ≤ 1.5 WT % | ≤ 1.5 WT % |
| Ja | Deoksidaatio- ja sujuvuusapu | ≤ 1.0 WT % | ≤ 1.0 WT % |
| C | Vahvuus, mutta karbidiriski | ≤ 0.04 WT % | ≤ 0.03 WT % |
| P, S | Epäpuhtausrajat | P ≤ 0.04 WT %, S ≤ 0.03 WT % | P ≤ 0.04 WT %, S ≤ 0.03 WT % |
Huomautus: Kaikki painoprosentit.
Seostavien elementtien kustannusvaikutus
Lopuksi, kun taas molybdeeni ja typpi lisäävät huomattavasti suorituskykyä, Ne nostavat myös raaka-ainekustannuksia:
- Molybdeini myydä jtk $25–35/kg verrattuna $5–8/kg nikkelin. Eräs 1 WT % MO -pitoisuuden lisääntyminen lisää suunnilleen $0.25–0.35 Kilogrammaa kohti seosta.
- Typpi on taloudellisempaa seostuotannossa, mutta vaatii korkeapaineista latausta, kasvava prosessoinnin monimutkaisuus.
5. Mekaaniset ominaisuudet
Siirtyminen kemiallisesta meikistä palvelun suorituskykyyn, Mekaaniset ominaisuudet määrittävät, kuinka A890/A995 -valettu asteikko kestää kuormia, vaikutukset, ja muodonmuutos.
Erityisesti, Arvosanat 3Eräs (Dupleksi 2205) ja 5Eräs (Super-dupleksi 2507) Toimittaa merkittäviä voimakkuuksia tavanomaisten austeniittisten ruostumattomien teräksien verrattuna, säilyttäen samalla riittävän sitkeyden dynaamisiin ympäristöihin.
| Omaisuus | Luokka 3A (J92205) | Luokka 5A (J93404) | 300-Sarjan austeniittinen (esim. 316Lens) |
|---|---|---|---|
| Vetolujuus | ≥ 655 MPA (95 ksi) | ≥ 795 MPA (115 ksi) | ~ ~ 485 MPA (70 ksi) |
| Tuottolujuus (0.2%) | ≥ 450 MPA (65 ksi) | ≥ 550 MPA (80 ksi) | ~ ~ 170 MPA (25 ksi) |
| Pidennys | ≥ 25 % | ≥ 15 % | ≥ 40 % |
| Kovuus (HRC) | ≤ 25 | ≤ 32 | ≤ 22 |
| Charpy -vaikutus (–50 ° C) | ≥ 40 J - | ≥ 40 J - | ≥ 20 J - |
Lujuus ja jäykkyys
Ensimmäinen, sekä duplex- että super-duplex-luokat vetolujuudet vähintään 1.3–1,6 × yli 316L.
Siten, Suunnittelijat hyödyntävät ohuempia seiniä tai kevyempiä kokoonpanoja uhraamatta kuormituskykyä.
Lisäksi, tuottolujuus- Stressi, jolla pysyvä muodonmuutos alkaa - nousee ~ 170 MPa: sta 316L 450 MPA luokassa 3A, ja 550 MPA luokassa 5A, Tarjoaa voimakasta vastustuskestävyyttä ja muovivirtausta.
Sitkeys ja sitkeys
Huolimatta heidän voimakastaan, Nämä duplex -seokset pitävät riittävästi pidennys (≥ 15–25 %). Sitä vastoin, Monet korkean lujuuden teräkset kärsivät taipuisuudesta alla 10 %.
Lisäksi, Charpy V-nokka-testit –50 ° C Vahvista iskuenergiat ≥ 40 J -, joka osoittaa, että molemmat arvosanat vastustavat hauras murtuma jopa nolla-palvelussa.
Kovuus ja kulutusvastus
Seuraava, eräs 25 HRC korkki luokasta 3A ja 32 HRC luokan 5A tasapainon kovuus machinoitavuuteen ja hitsattavuuteen.
Vertailun vuoksi, Täysin kovetetut työkaluterät suoritetaan yllä 55 HRC, mutta puuttuu korroosionkestävyys. Käytännössä, Nämä kovuustasot kääntyvät parantunut hankausvastus, vähentämällä kulumisnopeuksia jopa 50 % verrattuna 316L liette-erosiotesteissä.
6. Korroosionkestävyys
Kaksipuoliset ja super-duplex-teräkset ylittävät austenitiikat aggressiivisessa mediassa:
Yleinen korroosio:
Sisä- 3% Hcl 50 ° C, Luokka 3A syövyttää < 0.05 mm/vuosi, verrattuna ≈ 0.2 mm/vuosi 316 Ss (ASTM G31).
Pistorasia & Raonkestävyys:
-
- Luokka 3A (Puu ~ 32) vastustaa kloriditasoja 1 M 25 ° C.
- Luokka 5A (Puu >40) kestää > 3 M kloridi samanlaisissa olosuhteissa (ASTM G48).
Stressikorroosion halkeaminen:
Kaksiosaiset mikrorakenteet - etenkin 5A: ssa - korostavat suurta vastustuskykyä kloridille SCC: lle, sallia turvallinen käyttö 150 ° C.
7. ASTM A890/A995 -osasto- ja super-duplex-teräkset
ASTM A890/A995 -valetut luokat toimittavat pakottavan yhdistelmän ominaisuuksia, jotka erottavat ne tavanomaisista ruostumattomista teräksistä.
Korkea lujuus-painosuhde
- Vetolujuus kiivetä jhk 795 MPA luokassa 5A ja 655 MPA luokassa 3A - 1.6× se 316 L austeniittinen ruostumaton (≈ 485 MPA).
- Tuottolujuus tavoite 550 MPA (5Eräs) verrattuna vain 170 MPA puolesta 316 Lens, antaa suunnittelijoille mahdollisuuden vähentää seinän paksuuksia jopa 30% ylläpitäen samalla vastaavaa kuormakapasiteettia.
Tämän voiman lisäämisen vuoksi, Valettu dupleksikomponentit painavat vähemmän, mutta kestävät korkeampia sisäisiä paineita - kääntyen kevyempiin pumppuihin, venttiilit, ja varusteet, jotka eivät vaaranna turvallisuutta.
Ylivoimainen korroosio- ja eroosioresistenssi
- Pyökkäyskestävyyden lukumäärä (Puu) ylittää 40 luokassa 5A ja istuu ympäri 32 luokassa 3A, verrattuna 20 puolesta 316 Lens.
- Sisä- ASTM G48 testit, Super-duplex-valut kestävät kloriditasoja yllä 3 M at 25 ° C tunkeutumatta, kun taas 316 En epäonnistunut 0.5 M.
Lisäksi, Kaksipuoliset mikrorakenteet toimittavat parannetut eroosiokorroosion resistanssit: liette-erosiokokeet 25–40% Pienempi massahäviö verrattuna 316 Lens, A890/A995: n tekeminen, joka on ihanteellinen hiomaprosessivirtojen käsittelemiseen.
Erinomainen stressikorroosion halkeamiskestävyys
- Duplex -seokset ylläpitävät tasapainoista 50/50 Ferriitti-austeniittiseos, joka estää SCC: n aloittamista ja etenemistä.
- Kenttäkokemus osoittaa nolla stressikorroosion halkeamia tapahtumia offshore-jakoputkissa (Luokka 5A) yli 10 vuotta palvelusta h₂s-rikkaissa ympäristöissä.
Tämä luotettavuus vetolujuudessa ja syövyttävä hyökkäys vähentää dramaattisesti suunnittelemattomia sammutuksia ja ylläpitokustannuksia.
Valmistus ja hitsaus
- Cast A890/A995 Steels Hyväksy tavanomaiset duplex-luokan täyteaineet (ER2209, ER2594), saavuttaminen ≥ 90% yhteinen tehokkuus.
- Post-hitsauksen jälkeen hehku osoitteessa 1 050 ° C, Hitsausalueet palauttavat ihanteellisen duplex -tasapainon, Yhtenäisten ominaisuuksien varmistaminen valun yli.
Niiden valettu muoto mahdollistaa monimutkaiset geometriat - integraaliset kohdat, ohut seinät, ja filetetyt kulmat - jotka vaativat laajaa koneistamista tai hitsausta, jos ne on tehty takorvikkeesta.
Elinkaaren kustannusetuudet
- Vaikka raa'an materiaalikustannukset alkavat 20–30% korkeampi kuin 316 Lens, pidennetty palveluväli (usein 2–3 × pidempi) ja vähentynyt korvaustaajuus toimittaa 10–20% alhaisemmat omistajuuden kokonaiskustannukset 20 vuotta.
- Suolanpoistokasvien tapaustutkimukset osoittavat 50% vähemmän suunnittelemattomia seisokkeja päivitettäessä 316 L - luokan 3A pumppukotelot.
Siten, Alkuperäinen palkkio A890/A995 -valuille maksaa usein itsestään minimoidun seisokin ja ylläpidon kautta.
Laaja sovellus monipuolisuus
- -Sta kemian prosessin venttiilirungot ja merenalaiset jakoputket kohtaan käänteisosmoosialukset, Nämä valetut teräkset toimivat luotettavasti pH: n välillä 0–14, lämpötila –50 ° C 300 ° C, ja painostaa 35 MPA.
- Heidän todistettu kokemuksensa öljy & kaasu, meren-, sähköntuotanto, ja teollisuusprosessointi korostaa heidän asemaansa asettamalla seoksia ankarimpiin palveluolosuhteisiin.
8. Sovellukset ja tyypilliset komponentit
Kemiallinen prosessointi
- Venttiilirungot ja konepellit
- Pumppauskotelot ja juoksupyörät
- Lämmönvaihtimen kuoret ja putkilevyt
Öljy & Kaasu (Merenalainen ja yläpuolella)
- Merenomaiset jakoputket ja joulupuun venttiilikotelot
- Kaivojen laipat ja adapterit
- Ohjausventtiilikoristeet ja toimilaitteen kotelot
Suolanpoisto & Merijalkajärjestelmät
- Käänteinen oosmoosikalvokotelot
- Meriveden pumpun juoksupyörät ja hajotinrenkaat
- Jäähdytysveden otsikot ja kannen putkisto
Painetta sisältävä laite
- Korkeapainireaktorikuoret ja päät
- Putkilinja, tees, ja hitsauslaipat
- Kryogeeniset säiliövuorat ja suuttimen adapterit
9. Johtopäätös
Yhteenvetona, ASTM A890/A995 -luokat 3A ja 5A Tarjoa pakottava yhdistelmä mekaanista suorituskykyä ja korroosionkestävyyttä.
Luokka 3A (Dupleksi 2205 heittää) sopii kohtalaisen syövyttäviin ympäristöihin maltillisella kustannuksella,
kun taas Luokka 5A (Super-dupleksi 2507 heittää) kestää ankarimmat kloridi- ja korkean lämpötilan olosuhteet-vaikkakin palkkiot.
Suositukset:
- Valitse luokka 3A Kun kloriditasot pysyvät alle 1 M ja lämpötila < 100 ° C; Hyödynnä sen kustannustehokkuutta pumppu- ja venttiilirunkoihin.
- Valitse luokka 5A merenalaisessa tai suolanpoistopalvelussa > 40 on kriittinen; Sen ylivoimainen SCC -vastus varmistaa pitkät huoltovälit.
- Seuraa tiukkoja hitsausohjauksia ja hitsin jälkeiset lämpökäsittelyt valettujen komponenttien duplex-mikrorakenteiden säilyttämiseksi.
Valita LangHe tarkkuussuunniteltu ASTM A890/A995 -sarjainen duplex ja super-duplex ruostumaton teräs komponentit.
Edistyneet valimoominaisuudet ja tiukka laadunvarmistus varmistavat optimaalisen lujuuden, korroosionkestävyys, ja mitat tarkkuus vaativimmille sovelluksillesi.
Ota yhteyttä Langheen Tänään keskustella projektivaatimuksistasi ja pyytää henkilökohtaista tarjousta!
