1. Uvod
U zahtjevnom industrijskom okruženju - odvijajući se od offshore platformi do postrojenja za kemijsku preradu - materijali moraju kombinirati visoku čvrstoću, Izvrsna otpornost na koroziju, i pouzdano izmišljotina.
ASTM A890/A995 Ocjene lijevanih dupleksa i super-dupleks nehrđajućih čelika ispunjavaju ove stroge zahtjeve.
Ovaj članak ispituje njihove ključne razlike, Kemijska i mehanička svojstva, i tipične primjene, Oprezni inženjeri i profesionalci za nabavu s uvidima potrebnim za optimalni odabir legura.
2. Pregled specifikacije ASTM A890/A995
ASTM A890: Na temelju [Engleske jedinice] (ksi, ° F, u, itd.), Određuje kemijski sastav, Mehanička svojstva i zahtjevi za inspekciju dupleks i super-dupleks odljeva od nehrđajućeg čelika.
ASTM A995: To je metrika (I) Verzija A890, što prevodi gotovo sve klauzule A890 doslovno, Ali pretvara snagu, temperatura, veličina, itd. u metričke jedinice kao što je MPA, ° C, mm, itd.
ASTM A890/A995 pokriva odljevi izrađeni od austenitno-ferritičnih nehrđajućih čelika. Dijeli se na šest ocjena "A", iz 1A (dupleks nižeg nivoa) do 6A (najviši super-dupleks).
- Opseg i primjenjivost: Standard se odnosi na komponente kao što su kućišta pumpe, tijela ventila, i cijevi za cijevi koji djeluju u korozivnim medijima.
- Dupleks vs. Super-dupleksna klasifikacija:
-
- Dupleks čelika (Ocjene 1A -3A) Značajka ~ 50/50 FERRIT-AUSTENIT MIKROSPURUCIJA.
- Super-dupleks čelika (Stupanj 4a -6a) sadrže povišeni mo i n kako bi se poboljšala otpor na kocku.
- Casting vs. Kovane paralele: Svaki razred odgovara kovanim ekvivalentima (Npr., Stupanj 3A → UNS j92205 cast ↔ uns s32205), Pojednostavljujući supstituciju materijala.
3. Nomenklatura razreda & UNS Oznake
ASTM -ovo kriptično imenovanje "NA" odražava uzlazni sadržaj legure i performanse:
| Razred | Baci nas | Kovan UNS | Uobičajeno ime |
|---|---|---|---|
| 1A | J93370 | S31500 | Dupleks 2101 |
| 2A | J92220 | S31803 | Dupleks 2202 |
| 3A | J92205 | S32205 | Dupleks 2205 |
| 4A | J93380 | S32550 | Super-dupleks 2509 |
| 5A | J93404 | S32750 | Super-dupleks 2507 |
| 6A | J93380* | S32760 | Super-dupleks 2570 |
*6A dijeli sličan UNS kao 4A, ali zahtijeva veće razine MO/N.
Dok se prelazite s 1a na 6a, Elementarni dodaci - posebno mo i n - neprestano, Povećavanje otpornosti i snage korozije.
4. Usporedba kemijskog sastava
Pomno pogled na legirajuće elemente u ASTM A890/A995 stupnjevima otkriva kako se inkrementalne promjene u kromu, nikla, molibden, i performanse vožnje dušikom.
Posebno, ocjene 3A (Dupleks 2205 bacanje) i 5A (Super-dupleks 2507 bacanje) pokažite pomak od standardnog dupleksa na super-dupleks kemije.
| Element | Uloga | Stupanj 3A (J92205) | Stupanj 5A (J93404) |
|---|---|---|---|
| CR | Primarna korozijska barijera | 24.0–26,0 tež % | 24.0–26,0 tež % |
| U | Stabilizator austenita; žilavost | 4.5–6,5 tež % | 6.0–8.0 tež. % |
| Mokar | Pojačavač otpornosti na pukotinu/pukotinu | 2.5–3,5 tež. % | 3.0–5.0 tež. % |
| N | Snaga i pojačanja otpora na jamstvo | 0.10–0,20 mas % | 0.24–0,32 mas % |
| MN | Deoksidizer; smanjenje troškova | ≤ 1.5 mas % | ≤ 1.5 mas % |
| I | Deoksidacija i fluidnost pomoć | ≤ 1.0 mas % | ≤ 1.0 mas % |
| C | Snaga, ali rizik od karbida | ≤ 0.04 mas % | ≤ 0.03 mas % |
| P, S | Ograničenja nečistoće | P ≤ 0.04 mas %, S ≤ 0.03 mas % | P ≤ 0.04 mas %, S ≤ 0.03 mas % |
Bilješka: Sve brojke u težini postotka.
Troškovni utjecaj legirajućih elemenata
Konačno, dok molibden i dušik značajno pojačavaju performanse, Oni također povećavaju troškove sirovog materijala:
- Molibden prodaje za $25–35/kg nasuprot $5–8/kg za nikl. A 1 mas % Povećanje sadržaja Mo dodaje otprilike $0.25–0.35 po kilogramu legure.
- Dušik je ekonomičniji u proizvodnji legura, ali zahtijeva punjenje visokog pritiska, sve veća složenost obrade.
5. Mehanička svojstva
Prijelaz s kemijske šminke na performanse u službi, Mehanička svojstva određuju kako A890/A995 ocjene lijeva izdrže opterećenja, utjecaji, i deformacija.
Posebno, Ocjene 3A (Dupleks 2205) i 5A (Super-dupleks 2507) pružiti značajna poboljšanja snage u odnosu na konvencionalne austenitne nehrđajuće čelike, uz održavanje dovoljne žilavosti za dinamička okruženja.
| Vlasništvo | Stupanj 3A (J92205) | Stupanj 5A (J93404) | 300-Serija austenitski (npr.. 316L) |
|---|---|---|---|
| Zatečna čvrstoća | ≥ 655 MPA (95 ksi) | ≥ 795 MPA (115 ksi) | ~ ~ 485 MPA (70 ksi) |
| Snaga popuštanja (0.2%) | ≥ 450 MPA (65 ksi) | ≥ 550 MPA (80 ksi) | ~ ~ 170 MPA (25 ksi) |
| Produženje | ≥ 25 % | ≥ 15 % | ≥ 40 % |
| Tvrdoća (Hrc) | ≤ 25 | ≤ 32 | ≤ 22 |
| Charpy utjecaj (–50 ° C) | ≥ 40 J | ≥ 40 J | ≥ 20 J |
Snaga i krutost
Prvi, i dupleksne i super dupleksne ocjene zatezne snage najmanje 1.3–1,6 × viši od 316L.
Stoga, Dizajneri iskorištavaju tanje zidove ili lakše sklopove bez žrtvovanja kapaciteta opterećenja.
Štoviše, Snaga popuštanja- stres pri kojem započinje trajna deformacija - od ~ 170 MPa u 316L do 450 MPA U razredu 3A, i 550 MPA U 5. razredu, nudeći snažan otpor puzanju i plastičnom protoku.
Duktilnost i žilavost
Unatoč njihovoj visokoj snazi, ove dupleksne legure zadržavaju odgovarajuće produženje (≥ 15–25 %). Za razliku od, Mnogi čelici visoke čvrstoće trpe duktilnost u nastavku 10 %.
Naduti, Charpy v-notch testovi na –50 ° C Potvrdite energije utjecaja ≥ 40 J, što ukazuje da se obje razrede odupiru krhkom prijelomu čak i u sub-nuli usluzi.
Tvrdoća i otpornost na habanje
Sljedeći, a 25 Hrc kapica na razredu 3A i 32 Hrc na razredu 5A ravnoteža tvrdoća s obradivošću i zavarivošću.
Za usporedbu, Potpuno otvrdnuti čeli s alatima koji se pokreću gore 55 HRC, ali nema korozijske otpornosti. U praksi, ove razine tvrdoće prenose na Poboljšana otpornost na abraziju, Smanjenje stope trošenja do do 50 % nasuprot 316L u testovima erozije suspenzije.
6. Otpor korozije
Dupleks i super-dupleksni čelici nadmašuju austenitu u agresivnim medijima:
Opća korozija:
U 3% HCl na 50 ° C, Stupanj 3a korodira na < 0.05 mm/godina, u usporedbi s ≈ 0.2 mm/godina za 316 SS (ASTM G31).
Kockica & Otpor na pukotinu:
-
- Stupanj 3A (Drvo ~ 32) odupire se pitting u razini klorida do 1 M at 25 ° C.
- Stupanj 5A (Drvo >40) izdržati > 3 M klorid u sličnim uvjetima (ASTM G48).
Pucanje korozije stresa:
Dupleksne mikrostrukture - posebno u 5A - od velike otpornosti na klorid SCC, dopuštajući siguran rad do 150 ° C.
7. Prednosti ASTM A890/A995 lijevani dupleks i super-duplex čelika
ASTM A890/A995 Ocjene lijeva isporučuju uvjerljivu kombinaciju svojstava koja ih izdvajaju od konvencionalnih nehrđajućih čelika.
Omjer visoke snage i težine
- Zatečna čvrstoća popeo se na 795 MPA u razredu 5a i 655 MPA U razredu 3A - aproksimalno 1.6× onaj od 316 L austenitni nehrđajući (≈ 485 MPA).
- Snaga popuštanja doseg 550 MPA (5A) samo nasuprot 170 MPA za 316 L, omogućavajući dizajnerima da smanje debljine stijenke do 30% uz održavanje ekvivalentnog opterećenja.
Na temelju ovog pojačanja snage, lijevane dupleksne komponente teže manje, ali izdrže veće unutarnje pritiske - prenošenje u svjetlije crpke, ventili, i okovi koji ne ugrožavaju sigurnost.
Vrhunska korozija i otpor erozije
- Zamjenjivi broj otpora (Drvo) premaši 40 u 5. razredu i sjedi okolo 32 U razredu 3A, u usporedbi s 20 za 316 L.
- U ASTM G48 testovi za jačanje, Super-dupleksni odljevi odupiru se razini klorida iznad 3 M na 25 ° C bez prodora, dok 316 L ne uspije 0.5 M.
Štoviše, Dupleksne mikrostrukture pružaju poboljšanu otpornost na koroziju erozije: zapisnik ispitivanja suđenja u eroziji 25–40% niži gubitak mase nasuprot 316 L, Izrada A890/A995 idealna za rukovanje abrazivnim strujama procesa.
Izvrsna otpornost na pucanje korozije za stres-korozija
- Dupleksne legure održavaju uravnoteženo 50/50 Ferit-austenit mješavina koja ometa inicijaciju i širenje SCC-a.
- Iskustvo na terenu pokazuje nulti incidenti pucanja korozije korozije u blokovima offshore razvodnika (Stupanj 5A) nad 10 godina usluge u okruženjima bogata H₂s.
Ova pouzdanost pod zateznim opterećenjem i korozivni napad drastično smanjuje neplanirana isključivanja i troškove održavanja.
Izrada i zavarivost
- Bacite A890/A995 Čelici prihvaćaju standardna punila s dupleksom (ER2209, ER2594), postizanje ≥ 90% Učinkovitost zajednice.
- Nakon post-naklonjenog rješenja anneal na 1 050 ° C, Zone zavarivanja oporavljaju idealnu dupleks ravnotežu, Osiguravanje jednoličnih svojstava tijekom lijevanja.
Njihov oblik lijeva omogućuje složene geometrije - integralni odlomci, tanki zidovi, i filetirani uglovi - koji bi zahtijevali opsežnu obradu ili zavarivanje ako se naprave od kovane ploče.
Prednosti troškova za životni ciklus
- Iako troškovi sirovog materijala rade 20–30% viši od 316 L, Prošireni intervali usluge (često 2–3 × više) i smanjena frekvencija zamjene 10–20% niži ukupni trošak vlasništva nad 20 godina.
- Studije slučaja u biljkama za desalinizaciju pokazuju 50% manje neplaniranih kvarova pri nadogradnji s 316 L do 3A kućišta pumpe.
Stoga, Početna premija za odljeve A890/A995 često se plaća kroz minimalno zastoj i održavanje.
Široka svestranost aplikacije
- Iz kemijski proces ventila i Podmorni razvodni blokovi do žile, Ovi lijevani čeli pouzdano djeluju preko pH 0–14, temperatura –50 ° C do 300 ° C, i pritisci do 35 MPA.
- Njihov dokazani zapis u ulje & plin, morski, stvaranje energije, i industrijska obrada podvlači njihov status legura za najsurovije uvjete usluge.
8. Aplikacije i tipične komponente
Kemijska obrada
- Tijela i poklopca ventila
- Kućišta pumpe i ronilaca
- Školjke i limovi cijevi za izmjenjivanje topline
Ulje & Plin (Podmornice i gornji dio)
- Podmorski blokovi razdjelnika i kućišta ventila za božićno stablo
- Prirubnice i adapteri
- Upravljačke ventile i kućišta za pokretanje
Desalinizacija & Morski sustavi
- Kućišta membrane obrnute osmoze
- Impesiri morske pumpe i difuzorski prstenovi
- Zaglavlja hlađenja i cijevi palube
Oprema koja sadrži pritisak
- Školjke i glave visokog pritiska
- Plinovodni laktovi, majice, i prirubnice za zavarivanje
- Kriogene obloge spremnika i adapteri mlaznica
9. Zaključak
Ukratko, ASTM A890/A995 Ocjene 3A i 5A Ponudite uvjerljivu kombinaciju mehaničkih performansi i otpornosti na koroziju.
Stupanj 3A (Dupleks 2205 bacanje) odgovara umjereno korozivnom okruženju po umjerenom trošku,
dok Stupanj 5A (Super-dupleks 2507 bacanje) Izdržava najoštriji klorid i visokotemperaturne uvjete-iako na vrhuncu.
Preporuke:
- Odaberite stupanj 3a Kad razina klorida ostane ispod 1 M i temperatura < 100 ° C; iskoriste svoju isplativost za tijela pumpe i ventila.
- Odaberite ocjenu 5A za podskupinu ili uslugu desalinizacije gdje je pren > 40 je kritičan; Njegov vrhunski otpor SCC -a osigurava duge intervale usluge.
- Slijedite stroge kontrole zavarivanja i toplinski tretmani za očuvanje dupleksnih mikrostruktura u lijevanim komponentama.
Odabrati Laga Za vašu preciznost ASTM ASTM A890/A995 lijevanje dupleksa i super-dupleks nehrđajući čelik komponente.
Naše napredne mogućnosti ljevaonice i strogo osiguranje kvalitete osiguravaju optimalnu snagu, otpor korozije, i dimenzijska točnost za vaše najzahtjevnije aplikacije.
Kontaktirajte Langhea danas kako biste razgovarali o vašim zahtjevima projekta i zatražili personalizirani citat!
