1. 소개
해외 플랫폼에서 화학공 가공 공장에 이르기까지 산업 환경이 까다로운 산업 환경에 있어서는 자료가 고강도를 결합해야합니다., 탁월한 부식 저항, 신뢰할 수있는 제조 성.
ASTM A890/A995 캐스트 듀플렉스 및 초 이중 스테인레스 스틸 등급이 이러한 엄격한 요구 사항을 충족시킵니다..
이 기사에서는 주요 차이점을 조사합니다, 화학 및 기계적 특성, 일반적인 응용 프로그램, 최적의 합금 선택에 필요한 통찰력을 갖춘 엔지니어 및 조달 전문가 장비.
2. ASTM A890/A995 사양의 개요
ASTM A890: 기반 [영어 단위] (KSI, ° F, ~에, 등.), 화학 성분을 지정합니다, 이중 및 초중 스테인레스 스틸 주물의 기계적 특성 및 검사 요구 사항.
ASTM A995: 메트릭입니다 (그리고) A890의 버전, 이것은 거의 모든 조항의 A890 구두 조항을 번역합니다, 그러나 힘을 전환합니다, 온도, 크기, 등. MPA와 같은 메트릭 단위로, ° C, mm, 등.
ASTM A890/A995 오스테 나이트-페릭 스테인레스 스틸로 만든 주물을 덮습니다. 6 개의 등급으로 나뉩니다, ~에서 1에이 (하위 합금 듀플렉스) 에게 6에이 (가장 높은 합금 초중성).
- 범위 및 적용 가능성: 표준은 펌프 하우징과 같은 구성 요소에 적용됩니다, 밸브 바디, 부식성 매체에서 작동하는 파이프 피팅.
- 이중 대. 초 이중 분류:
-
- 이중 강 (1A – 3A 등급) 특징 ~ 50/50 페라이트-오스테 나이트 미세 구조.
- 초 이중 강 (4A -6A 등급) 구덩이 저항을 향상시키기 위해 상승 된 Mo 및 N을 포함합니다.
- 캐스팅 대. 연쇄 평행: 각 등급은 단조에 해당합니다 (예를 들어, 3A 등급 → UNS J92205 캐스트 ↔ UNS S32205), 재료 대체를 단순화합니다.
3. 등급 명명법 & UNS 지정
ASTM의 비밀성 "NA"이름 지정은 오름차순 합금 함량과 성능을 반영합니다.:
| 등급 | 우리를 캐스팅합니다 | 단조 UN | 일반적인 이름 |
|---|---|---|---|
| 1에이 | J93370 | S31500 | 이중 2101 |
| 2에이 | J92220 | S31803 | 이중 2202 |
| 3에이 | J92205 | S32205 | 이중 2205 |
| 4에이 | J93380 | S32550 | 초 이중 2509 |
| 5에이 | J93404 | S32750 | 초 이중 2507 |
| 6에이 | J93380* | S32760 | 초 이중 2570 |
*6A는 4A와 유사한 UNS를 공유하지만 더 높은 MO/N 레벨이 필요합니다..
1A에서 6A로 이동할 때, 원소 추가, 특히 Mo 및 N은 꾸준히, 부식성과 강도 향상.
4. 화학 성분 비교
ASTM A890/A995 등급의 합금 요소를 면밀히 살펴보면 크롬의 점진적인 변화가 어떻게되는지 보여줍니다., 니켈, 몰리브덴, 및 질소 구동 성능.
특히, 성적 3에이 (이중 2205 깁스) 그리고 5에이 (초 이중 2507 깁스) 표준 듀플렉스에서 초중 화학으로의 전환을 보여줍니다.
| 요소 | 역할 | 3A 등급 (J92205) | 5A 등급 (J93404) |
|---|---|---|---|
| Cr | 1 차 부식 장벽 | 24.0–26.0 wt % | 24.0–26.0 wt % |
| ~ 안에 | 오스테 나이트 스태빌라이저; 강인함 | 4.5–6.5 wt % | 6.0–8.0 wt % |
| 모 | 피팅/틈새 저항 강화제 | 2.5–3.5 wt % | 3.0–5.0 wt % |
| N | 강도 및 피팅 저항 부스터 | 0.10–0.20 wt % | 0.24–0.32 wt % |
| MN | 탈산제; 비용 감소기 | ≤ 1.5 wt % | ≤ 1.5 wt % |
| 그리고 | 탈산 및 유동성 보조 | ≤ 1.0 wt % | ≤ 1.0 wt % |
| 기음 | 힘이지만 카바이드 위험 | ≤ 0.04 wt % | ≤ 0.03 wt % |
| 피, 에스 | 불순물 한계 | p ≤ 0.04 wt %, S ≤ 0.03 wt % | p ≤ 0.04 wt %, S ≤ 0.03 wt % |
메모: 무게의 모든 수치.
합금 요소의 비용 영향
마지막으로, 몰리브덴과 질소는 성능을 현저하게 향상시킵니다, 그들은 또한 미가급 비용을 상승시킵니다:
- 몰리브덴 판매합니다 $25–35/kg ~ 대 $5–8/kg 니켈 용. 에이 1 wt % MO 함량의 증가는 대략 추가됩니다 $0.25–0.35 합금 킬로그램 당.
- 질소 합금 생산에서 더 경제적이지만 고압 충전이 필요합니다., 처리 복잡성 증가.
5. 기계적 특성
화학 메이크업에서 서비스 내 성능으로의 전환, 기계적 특성 A890/A995 캐스트 등급이 부하를 견딜 수있는 방법을 결정합니다, 영향, 그리고 변형.
특히, 성적 3에이 (이중 2205) 그리고 5에이 (초 이중 2507) 기존의 오스테 나이트 스테인레스 강에 비해 상당한 강도 개선을 제공합니다, 역동적 인 환경에 충분한 인성을 유지하면서.
| 재산 | 3A 등급 (J92205) | 5A 등급 (J93404) | 300-시리즈 오스테 나이트 (예를 들어. 316엘) |
|---|---|---|---|
| 인장 강도 | ≥ 655 MPA (95 KSI) | ≥ 795 MPA (115 KSI) | ~ 485 MPA (70 KSI) |
| 항복 강도 (0.2%) | ≥ 450 MPA (65 KSI) | ≥ 550 MPA (80 KSI) | ~ 170 MPA (25 KSI) |
| 연장 | ≥ 25 % | ≥ 15 % | ≥ 40 % |
| 경도 (HRC) | ≤ 25 | ≤ 32 | ≤ 22 |
| Charpy Impact (–50 ° C) | ≥ 40 J. | ≥ 40 J. | ≥ 20 J. |
힘과 강성
첫 번째, 이중 및 초 이중 등급 모두 자랑합니다 인장 강도 적어도 1.3–1.6 × 316L보다 높습니다.
따라서, 디자이너는 하중 부유 용량을 희생하지 않고 얇은 벽 또는 더 가벼운 어셈블리를 이용합니다..
게다가, 항복 강도- 영구 변형이 시작되는 응력 - 316L의 ~ 170 MPa에서 450 MPA 3A 등급, 그리고 550 MPA 5A 등급, 크리프와 플라스틱 흐름에 대한 강력한 저항을 제공합니다.
연성과 강인함
그들의 힘에도 불구하고, 이 이중 합금은 적절한 상태를 유지합니다 연장 (≥ 15–25 %). 대조적으로, 많은 고강도 강철이 아래에서 연성을 겪습니다 10 %.
뿐만 아니라, charpy v-notch 테스트 –50 ° C 충격 에너지를 확인하십시오 40 J., 이는 두 등급이 저하 서비스에서도 부서지기 쉬운 골절에 저항 함을 나타냅니다..
경도와 내마모성
다음, 에이 25 HRC 3A 등급의 상한 32 HRC 5A 등급에서 가공 가능성 및 용접 성으로 균형 경도.
이에 비해, 완전히 강화 된 공구강이 위로 실행됩니다 55 HRC이지만 부식성이 부족합니다. 실제로, 이러한 경도 수준은 변환됩니다 내마모성 개선, 마모 속도를 최대 줄입니다 50 % 슬러리-에로션 테스트에서 316L.
6. 부식 저항
이중 및 초 이중 강철은 공격적인 미디어에서 오스테니틱을 능가합니다:
일반적인 부식:
~ 안에 3% HCL at 50 ° C, 3A 등급은 부식된다 < 0.05 mm/년, ≈에 비해 0.2 mm/년 316 봄 여름 시즌 (ASTM G31).
구덩이 & 틈새 저항:
-
- 3A 등급 (나무 ~ 32) 클로라이드 수치까지 구할 수 있습니다 1 M at 25 ° C.
- 5A 등급 (목재 >40) 견주 > 3 비슷한 조건 하에서 m 클로라이드 (ASTM G48).
스트레스-성분 균열:
이중 미세 구조, 특히 5A에서는 클로라이드 SCC에 대한 높은 저항성이 있습니다, 안전한 작동을 허용합니다 150 ° C.
7. ASTM A890/A995 캐스트 듀플렉스 및 슈퍼 이중성 강의 장점
ASTM A890/A995 캐스트 등급.
높은 강도 대 중량비
- 인장 강도 올라갑니다 795 MPA 5A 등급에서 655 MPA 3A 등급에서 - 발사 적으로 1.6× 그것의 316 L 오스테 나이트 계측 (≈ 485 MPA).
- 항복 강도 도달합니다 550 MPA (5에이) 대 전적으로 170 MPA ~을 위한 316 엘, 설계자가 벽 두께를 최대로 줄일 수있게합니다 30% 동등한 하중 용량을 유지하는 동안.
이 강도 부스트 덕분에, 캐스트 듀플렉스 구성 요소는 무게가 적지 만 더 높은 내부 압력을 견딜 수 있습니다., 밸브, 안전을 손상시키지 않는 피팅.
우수한 부식과 침식 저항
- 구덩이 저항에 해당하는 숫자 (목재) 초과 40 5A 등급에서 주변에 앉아 있습니다 32 3A 등급, 비교 20 ~을 위한 316 엘.
- ~ 안에 ASTM G48 피팅 테스트, 초 이중 주물은 위의 염화물 수준에 저항합니다 3 중 ~에 25 ° C 침투없이, 반면 316 나는 실패한다 0.5 중.
게다가, 듀플렉스 미세 구조는 향상된 침식-진단 저항을 제공합니다: Slurry-Erosion 시험 기록 25–40% 질량 손실이 낮은 대 316 엘, A890/A995를 연마 프로세스 스트림 처리에 이상적으로 만듭니다.
탁월한 응력-성분 균열 저항
- 이중 합금은 균형을 유지합니다 50/50 SCC 개시 및 전파를 방해하는 페라이트-아스테 나이트 믹스.
- 현장 경험은 해외 매니 폴드 블록에서 스트레스-성분 크래킹 사건을 제로 보여줍니다. (5A 등급) ~ 위에 10 연령 HASS가 풍부한 환경에서 서비스를 제공합니다.
인장 부하 및 부식성 공격 하에서 이러한 신뢰성은 계획되지 않은 셧다운 및 유지 보수 비용을 크게 줄입니다..
제조 및 용접성
- 캐스트 A890/A995 강철은 표준 듀플렉스 등급 필러를 허용합니다 (ER2209, ER2594), 달성 ≥ 90% 공동 효율성.
- 후원 후 솔루션이 어닐링 한 후 1 050 ° C, 용접 구역은 이상적인 듀플렉스 균형을 회수합니다, 캐스팅의 균일 한 특성을 보장합니다.
그들의 캐스트 형태는 복잡한 기하학, 즉 통신 통로를 허용합니다, 얇은 벽, 그리고 필레 된 코너 - 단단한 접시로 만든 경우 광범위한 가공 또는 용접이 필요합니다..
수명주기 비용 혜택
- 미가급 비용이 발생하지만 20–30% 보다 높습니다 316 엘, 확장 된 서비스 간격 (자주 2–3 × 더 길게) 교체 주파수 전달 감소 10–20% 총 소유 비용이 낮아집니다 20 연령.
- 담수화 식물의 사례 연구에 따르면 나타납니다 50% 업그레이드시 계획되지 않은 정전이 적습니다 316 l ~ 3A 펌프 하우징.
따라서, A890/A995 캐스팅의 초기 프리미엄은 종종 최소화 된 다운 타임 및 유지 보수를 통해 스스로 비용을 지불합니다..
광범위한 적용 다양성
- 에서 화학 프로세스 밸브 바디 그리고 해저 매니 폴드 블록 에게 역-osmosis 혈관, 이 캐스트 강은 pH 0–14에서 안정적으로 수행합니다, 온도 –50 ° C ~ 300 ° C, 그리고 최대 압력 35 MPA.
- 입증 된 실적 기름 & 가스, 선박, 발전, 그리고 산업 처리 가장 가혹한 서비스 조건에 대한 합금으로의 상태를 강조합니다..
8. 응용 프로그램 및 일반적인 구성 요소
화학적 처리
- 밸브 바디와 보닛
- 펌프 케이싱 및 임펠러
- 열 교환기 껍질과 튜브 시트
기름 & 가스 (해저 및 상단)
- 해저 매니 폴드 블록 및 크리스마스 트리 밸브 하우징
- 웰 헤드 플랜지 및 어댑터
- 제어 밸브 트림 및 액추에이터 인클로저
담수화 & 해양 시스템
- 역전성 막 주택
- 해수 펌프 임펠러 및 디퓨저 고리
- 냉각수 헤더 및 데크 배관
압력 함유 장비
- 고압 반응기 껍질 및 헤드
- 파이프 라인 팔꿈치, 티, 그리고 용접 목 플랜지
- 극저온 탱크 라이너 및 노즐 어댑터
9. 결론
요약, ASTM A890/A995 등급 3A 및 5A 기계적 성능과 부식 저항의 강력한 조합을 제공합니다..
3A 등급 (이중 2205 깁스) 적당한 비용으로 적당히 부식성 환경에 적합합니다,
~하는 동안 5A 등급 (초 이중 2507 깁스) 가장 가혹한 염화물과 고온 조건을 견딜 수 있습니다..
권장 사항:
- 3A 등급을 선택하십시오 염화물 수준이 아래에 남아있을 때 1 M 및 온도 < 100 ° C; 펌프 및 밸브 바디에 대한 비용 효율성을 활용하십시오.
- 5A 등급을 선택하십시오 Pren의 해저 또는 담수화 서비스 > 40 중요합니다; 우수한 SCC 저항은 긴 서비스 간격을 보장합니다.
- 엄격한 용접 컨트롤을 따르십시오 및 주조 구성 요소에서 이중 미세 구조를 보존하기위한 원인 후 열처리.
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