ASTM A890/A995 CASTING нержавеющая среда

1. Введение

В требовании промышленной среды - от оффшорных платформ до заводов по обработке химических веществ - материалы должны сочетать высокую прочность, Отличная коррозионная стойкость, и надежная изготовление.

ASTM A890/A995 Оценки литых дуплексных и супер-блудных нержавеющих сталей выполняют эти строгие требования.

В этой статье рассматриваются их ключевые различия, химические и механические свойства, и типичные приложения, оснащение инженеров и специалистов по закупкам с помощью понимания, необходимых для оптимального выбора сплава.

2. Обзор спецификации ASTM A890/A995

ASTM A890: На основе [Английские подразделения] (KSI, ° F., в, и т. д.), он указывает химический состав, Механические свойства и требования к инспекции дуплексных и супердуплексных отливок из нержавеющей стали.

ASTM A995: Это метрика (И) Версия A890, что переводит почти все пункты дословного A890, но преобразует силу, температура, размер, и т. д.. в метрические единицы, такие как MPA, ° C., мм, и т. д..

ASTM A890/A995 Обложки отливки из аустенита-ферритных нержавеющих сталей из нержавеющей стали. Он распадается на шесть оценок «А», от 1А (низкоплановый дуплекс) к 6А (Сверхуплекс с самого высокого сплава).

• Масштаб и применимость: Стандарт применяется к таким компонентам, как корпуса насоса, Клапанские тела, и фитинги труб, которые работают в коррозионных носителях.
• Дуплекс против. Супердуплексная классификация:

• • Дуплекс стали (Классы 1а - 3а) Особенность ~ 50/50 микроструктуры феррита-аустенита.
  • Супердуплекс стали (Классы 4а -6а) содержать повышенную молю и n для повышения сопротивления ям.

• Кастинг против. Кованые параллели: Каждый класс соответствует эквивалентам (НАПРИМЕР., Класс 3А → UNS J92205 CAST ↔ UNS S32205), Упрощение замены материала.

3. Номенклатура оценки & ОБЗОРОВАНИЯ

Загадочное именование ASTM «Na» отражает восходящее содержание сплава и производительность.:

Оценка	Бросить нас	Совместил UNS	Общее название
1А	J93370	S31500	Дуплекс 2101
2А	J92220	S31803	Дуплекс 2202
3А	J92205	S32205	Дуплекс 2205
4А	J93380	S32550	Супердуплекс 2509
5А	J93404	S32750	Супердуплекс 2507
6А	J93380*	S32760	Супердуплекс 2570

*6A имеет аналогичные UNS 4A, но требует более высоких уровней MO/N.

Когда вы переходите с 1А на 6а, элементарные дополнения - особенно мос и n - RISE неуклонно, повышение коррозионной сопротивления и силы.

4. Сравнение химического состава

Пристальный взгляд на легирующие элементы в оценках ASTM A890/A995 показывает, как постепенные изменения в хроме, никель, молибден, и производительность азота привода.

В частности, оценки 3А (Дуплекс 2205 бросать) и 5А (Супердуплекс 2507 бросать) Продемонстрировать переход от стандартного дуплексного к супердуплексной химии.

Элемент	Роль	Класс 3А (J92205)	5а класса (J93404)
Герметичный	Первичный коррозический барьер	24.0–26.0 мас %	24.0–26.0 мас %
В	Остенит стабилизатор; стойкость	4.5–6,5 мас %	6.0–8.0 мас %
МО	Усиление устойчивости к ячечкам/расщелинам	2.5–3,5 мас %	3.0–5,0 мас %
Не	Усиление сопротивления силы и ячеек	0.10–0.20 мас %	0.24–0.32 мас %
Мнжен	Разоксидийзер; Стоимость редуктора	≤ 1.5 мастерская %	≤ 1.5 мастерская %
И	Даккисление и помощь текучести	≤ 1.0 мастерская %	≤ 1.0 мастерская %
В	Сила, но риск карбида	≤ 0.04 мастерская %	≤ 0.03 мастерская %
П, С	Пределы нечистоты	P ≤ 0.04 мастерская %, S ≤ 0.03 мастерская %	P ≤ 0.04 мастерская %, S ≤ 0.03 мастерская %

Примечание: Все цифры в процентах от веса.

Влияние затрат на легирующие элементы

Окончательно, в то время как молибдена и азот заметно повышают производительность, Они также повышают необработанные расходы:

• Молибден продает за $25–35/кг против $5–8/кг для никеля. А 1 мастерская % Увеличение содержания МО добавляет приблизительно $0.25–0.35 за килограмм сплава.
• Азот более экономично в производстве сплава, но требует зарядки высокого давления, Увеличение сложности обработки.

5. Механические свойства

Переход от химического макияжа к производительности в обслуживании, Механические свойства определяют, как выпадают нагрузки A890/A995., воздействие, и деформация.

В частности, Оценки 3А (Дуплекс 2205) и 5А (Супердуплекс 2507) обеспечить значительные улучшения силы по сравнению с обычными аустенитными нержавеющими сталями, сохраняя достаточную прочность для динамических средств.

Свойство	Класс 3А (J92205)	5а класса (J93404)	300-Серия Austenitic (например. 316Л)
Предел прочности	≥ 655 МПА (95 KSI)	≥ 795 МПА (115 KSI)	~ 485 МПА (70 KSI)
Урожайность (0.2%)	≥ 450 МПА (65 KSI)	≥ 550 МПА (80 KSI)	~ 170 МПА (25 KSI)
Удлинение	≥ 25 %	≥ 15 %	≥ 40 %
Твердость (HRC)	≤ 25	≤ 32	≤ 22
Чарпи -удар (–50 ° C.)	≥ 40 Дж	≥ 40 Дж	≥ 20 Дж

Прочность и жесткость

Первый, как дуплексные, так и супердуплексные оценки могут похвастаться Растягивающие сильные стороны по меньшей мере 1.3–1,6 × выше 316L.

Следовательно, Дизайнеры эксплуатируют более тонкие стены или более легкие сборки, не жертвуя несущей грузоподъемностью..

Более того, Урожайность- стресс, при котором начинается постоянная деформация - выходит с ~ 170 МПа в 316L до 450 МПА в классе 3А, и 550 МПА в классе 5а, Обеспечение надежного сопротивления к ползучести и пластиковому потоку.

Пластичность и прочность

Несмотря на их высокую силу, Эти дуплексные сплавы сохраняют адекватное удлинение (≥ 15–25 %). В отличие, Многие высокопрочные стали страдают докладчистью ниже 10 %.

Более того, Charpy v-notch tests в –50 ° C. подтвердить энергии воздействия ≥ 40 Дж, что указывает на то, что оба оценки сопротивляются хрупкому перелому даже в Sub-Zero Service.

Твердость и стойкость к износу

Следующий, а 25 HRC Кэп на классе 3А и 32 HRC на уровне 5А твердость баланса с оборудованием и сваркой.

Для сравнения, Полностью закаленные инструментальные стали, работающие выше 55 HRC, но не хватает коррозионной стойкости. На практике, Эти уровни твердости переводят как Улучшенная устойчивость к истиранию, снижение скорости износа до 50 % против 316L в тестах на суспензию.

6. Коррозионная стойкость

Дуплексные и супердуплексные сталики превосходят Austenitics в агрессивных СМИ:

Общая коррозия:

В 3% HCl в 50 ° C., 3 -й класс коррозируется в < 0.05 мм/год, по сравнению с ≈ 0.2 мм/год для 316 SS (ASTM G31).

Ячечка & Сопротивление расщелины:

• • Класс 3А (Дерево ~ 32) сопротивляется разбивке в уровнях хлорида до 1 М в 25 ° C..
  • 5а класса (Древесина >40) выдерживает > 3 М хлорид в аналогичных условиях (ASTM G48).

Стресс-коррозия трещины:

Дуплексные микроструктуры, особенно в 5A - предвещают высокую устойчивость к хлориду SCC, позволяя безопасной эксплуатации до 150 ° C..

7. Преимущества ASTM A890/A995 Cast Duplex и Super-Buplex Steels

ASTM A890/A995..

Высокое соотношение прочности к весу

• Предел прочности поднимается на 795 МПА в классе 5А и 655 МПА В 3А -классе - примечательно 1.6× что 316 L Austenitic нержавеющий (≈ 485 МПА).
• Урожайность достигает 550 МПА (5А) В отличие от только 170 МПА для 316 Л, позволяя дизайнерам уменьшить толщину стен 30% при поддержании эквивалентной нагрузки.

В силу этого повышения силы, Литые дуплексные компоненты весят меньше, но выдерживают более высокие внутренние давления - транслируя в более легкие насосы, клапаны, и фитинги, которые не ставят под угрозу безопасность.

Превосходная коррозия и устойчивость к эрозии

• Эквивалентное число сопротивления ячеек (Древесина) превышает 40 в классе 5А и сидит вокруг 32 в классе 3А, по сравнению с 20 для 316 Л.
• В ASTM G48 испытания на ячеек, Супердуплексные отливки противостоят уровням хлорида выше 3 М в 25 ° C. без проникновения, тогда как 316 L терпеть неудачу в 0.5 М.

Более того, Дуплексные микроструктуры обеспечивают повышенную эрозионную резистентность: Запись испытаний по суспензии 25–40% более низкая потеря массы по сравнению с 316 Л, Создание A890/A995 идеальным для обработки абразивных потоков процессов.

Отличная стойкость к растрескиванию стресса

• Дуплексные сплавы поддерживают сбалансированные 50/50 Феррит-аустенитная смесь, которая препятствует инициации и распространению SCC.
• Полевой опыт показывает, что инциденты с трещин-коррозии с нулевым напряжением в оффшорных коллекторах блоки (5а класса) над 10 годы обслуживания в богатых H₂S средах.

Эта надежность при растягивающей нагрузке и коррозийной атаке резко снижает незапланированные отключения и затраты на техническое обслуживание.

Изготовление и сварка

• Cast A890/A995 Стали принимают стандартные наполнители дуплексных классов (ER2209, ER2594), достижение ≥ 90% совместная эффективность.
• После послепродажного решения отжиг на 1 050 ° C., Сварные зоны восстанавливают идеальный дуплексный баланс, Обеспечение единообразных свойств через кастинг.

Их форма литой допускает сложные геометрии - воинтегральные проходы, тонкие стены, и на филе загрязненные углы, которые потребуют обширной обработки или сварки, если они сделаны из коренной пластины.

Пособия на жизненный цикл

• Хотя необработанные затраты составляют 20–30% выше 316 Л, Расширенные интервалы обслуживания (часто 2–3 × дольше) и снижение частоты замены доставляется 10–20% более низкая общая стоимость владения 20 годы.
• Тематические исследования в опреснительных растениях указывают 50% меньше незапланированных перебоев при обновлении с 316 L до класса насоса 3A класса 3A.

Следовательно, Первоначальная премия за отливки A890/A995 часто окупается через минимизированное время и обслуживание..

Широкая универсальность приложения

• От Химические обработки клапанов и Подводные коллекторы блоки к Сосуды обратного осмоса, Эти литые стали выполняются надежно через рН 0–14, температура -50 ° C до 300 ° C., и давление до 35 МПА.
• Их проверенный послужной список в масло & газ, морской пехотинец, Производство электроэнергии, и Промышленная обработка Подчеркивает свой статус в качестве сплавов для самых жестких условий обслуживания.

8. Приложения и типичные компоненты

Химическая обработка

• Клапанные тела и капоты
• Насос
• Оболочки и листы труб с тепловым характером

Масло & Газ (Подводная и верхняя часть)

• Подводные коллекторы блоки и рождественские клапаны
• Узлова и адаптеры
• Контрольные клапаны и корпуса привода

Опреснение & Морские системы

• Обработанные мембранные корпусы
• Морские насосные буйки и кольца диффузора
• Заголовки охлаждающих вод и палуба

Оборудование, содержащее давление

• Оболочки и головы реактора высокого давления
• Конвейер локти, футболки, и сварные фланцы
• Криогенные вкладыши и адаптеры сопла

9. Заключение

В итоге, ASTM A890/A995 классы 3A и 5A Предложить убедительную комбинацию механической производительности и коррозионной стойкости.

Класс 3А (Дуплекс 2205 бросать) Костюмы умеренно коррозийные среды по умеренной стоимости,

пока 5а класса (Супердуплекс 2507 бросать) выдерживает самые суровые хлоридные и высокотемпературные условия, хотя и в премии.

Рекомендации:

1. Выберите класс 3A Когда уровни хлорида остаются ниже 1 М и температура < 100 ° C.; Используйте его экономическую эффективность для насоса и клапанов.
2. Выберите 5А для подводных или опреснительных услуг, где pren > 40 имеет решающее значение; Его превосходное сопротивление SCC обеспечивает длительные интервалы обслуживания.
3. Следуйте строгим сварке управления и тепловые обработки после Weld для сохранения дуплексных микроструктур в литых компонентах.

Выбирать Лангх Для вашей точной инженерии ASTM A890/A995 Cast Duplex и Super-Duplex нержавеющая сталь компоненты.

Наши расширенные возможности литейного завода и строгая обеспечение качества обеспечивают оптимальную прочность, коррозионная стойкость, и точность размеров для ваших наиболее требовательных приложений.

Свяжитесь с Ланх Сегодня, чтобы обсудить требования вашего проекта и запросить персонализированную цитату!