1. giriiş
Talep eden endüstriyel ortamlarda - açık deniz platformlarından kimyasal işleme tesislerine kadar - malzemeler yüksek gücü birleştirmelidir, Mükemmel korozyon direnci, ve güvenilir üretilebilirlik.
ASTM A890/A995 Döküm dereceleri dubleks ve süper dubleks paslanmaz çelikler bu sıkı gereksinimleri yerine getirir.
Bu makale, temel ayrımlarını inceler, kimyasal ve mekanik özellikler, ve tipik uygulamalar, Mühendisleri ve tedarik profesyonellerini optimal alaşım seçimi için gerekli bilgilerle donatmak.
2. ASTM A890/A995 Spesifikasyonuna Genel Bakış
ASTM A890: Temelli [İngiliz birimleri] (KSI, ° f, içinde, vesaire.), Kimyasal bileşimi belirtir, Dubleks ve süper dubleks paslanmaz çelik dökümlerin mekanik özellikleri ve muayene gereksinimleri.
ASTM A995: Metrik (VE) A890 versiyonu, Bu, neredeyse tüm maddeleri kelimesi kelimesine çevirir, ancak gücü dönüştürür, sıcaklık, boyut, vesaire. MPA gibi metrik birimlere, ° C, mm, vesaire.
ASTM A890/A995 Östenitik-Ferritik paslanmaz çeliklerden yapılmış dökümler. Altı “A” notuna ayrılır, itibaren 1A (Alt alaşım dubleks) ile 6A (En yüksek alaşımlı süper dubleks).
- Kapsam ve uygulanabilirlik: Standart, pompa muhafazaları gibi bileşenler için geçerlidir, valf gövdeleri, ve aşındırıcı ortamda çalışan boru bağlantı parçaları.
- Dubleks vs. Süper çiftlik sınıflandırması:
-
- Dubleks çelik (1A - 3A sınıfı) Özellik ~ 50/50 ferrit-austenit mikro yapılar.
- İki katlı çelik (4A -6A sınıfı) Çukurlaşma direncini arttırmak için yüksek MO ve N içerir.
- Döküm Vs. İşlenmiş paralellikler: Her sınıf, işlenmiş eşdeğerlere karşılık gelir (Örn., Sınıf 3A → UNS J92205 Cast ↔ UNS S32205 Farmus), Materyal ikamesini basitleştirme.
3. Sınıf İsimlendirme & UNTIMESS
ASTM’nin şifreli “NA” adlandırması, artan alaşım içeriğini ve performansı yansıtır:
| Seviye | Bizi at | İşlenmiş | Ortak isim |
|---|---|---|---|
| 1A | J93370 | S31500 | Dubleks 2101 |
| 2A | J92220 | S31803 | Dubleks 2202 |
| 3A | J92205 | S32205 | Dubleks 2205 |
| 4A | J93380 | S32550 | İki katlı 2509 |
| 5A | J93404 | S32750 | İki katlı 2507 |
| 6A | J93380* | S32760 | İki katlı 2570 |
*6A 4A ile benzer bir UNS paylaşır, ancak daha yüksek MO/N seviyeleri gerektirir.
1A'dan 6a'ya hareket ederken, Elemental eklemeler - özellikle MO ve N - istikrarlı bir şekilde, korozyon direncini ve mukavemetini arttırmak.
4. Kimyasal bileşim karşılaştırması
ASTM A890/A995 notlarındaki alaşım elemanlarına yakından bakmak, kromdaki artımlı değişikliklerin, nikel, molibden, ve azot tahrik performansı.
Özellikle, notlar 3A (Dubleks 2205 döküm) Ve 5A (İki katlı 2507 döküm) Standart dubleksten süper dubleks kimyaya geçişi sergileyin.
| Eleman | Rol | Sınıf 3A (J92205) | 5A Sınıf (J93404) |
|---|---|---|---|
| CR | Birincil korozyon bariyeri | 24.0–26.0 ağırlık % | 24.0–26.0 ağırlık % |
| İçinde | Östenit stabilizatör; sertlik | 4.5–6.5 ağırlık % | 6.0–8.0 ağırlık % |
| Mo | Çukur/çatlak direnci arttırıcı | 2.5–3.5 ağırlık % | 3.0-5.0 ağırlık % |
| N | Güç ve çukurluk direnci güçlendirici | 0.10–0.20 ağırlık % | 0.24–0.32 ağırlık % |
| MN | Deoksider; maliyet azaltıcı | ≤ 1.5 ağırlık % | ≤ 1.5 ağırlık % |
| Ve | Deoksidasyon ve akışkanlık yardımı | ≤ 1.0 ağırlık % | ≤ 1.0 ağırlık % |
| C | Güç ama karbür riski | ≤ 0.04 ağırlık % | ≤ 0.03 ağırlık % |
| P, S | Safsızlık sınırları | P ≤ 0.04 ağırlık %, S ≤ 0.03 ağırlık % | P ≤ 0.04 ağırlık %, S ≤ 0.03 ağırlık % |
Not: Ağırlık yüzdesindeki tüm rakamlar.
Alaşım elemanlarının maliyet etkisi
Nihayet, Molibden ve azot performansı önemli ölçüde artırırken, Ayrıca ham-malzeme maliyetlerini yükseltiyorlar:
- Molibden satmak $25–35/kg karşı $5–8/kg Nikel için. A 1 ağırlık % MO içeriğindeki artış yaklaşık olarak ekler $0.25–0.35 Kilogram alaşım başına.
- Azot alaşım üretiminde daha ekonomiktir, ancak yüksek basınçlı şarj gerektirir, İşleme karmaşıklığının artması.
5. Mekanik Özellikler
Kimyasal makyajdan hizmet içi performansa geçiş, Mekanik Özellikler A890/A995 döküm notlarının yüklere nasıl dayandığını belirler, etkiler, ve deformasyon.
Özellikle, Notlar 3A (Dubleks 2205) Ve 5A (İki katlı 2507) Geleneksel Östenitik Paslanmaz Çeliklere göre önemli mukavemet iyileştirmeleri sağlayın, dinamik ortamlar için yeterli tokluğu korurken.
| Mülk | Sınıf 3A (J92205) | 5A Sınıf (J93404) | 300-Seri Östenitik (örneğin. 316L) |
|---|---|---|---|
| Gerilme mukavemeti | ≥ 655 MPa (95 KSI) | ≥ 795 MPa (115 KSI) | ~ 485 MPa (70 KSI) |
| Verim gücü (0.2%) | ≥ 450 MPa (65 KSI) | ≥ 550 MPa (80 KSI) | ~ 170 MPa (25 KSI) |
| Uzama | ≥ 25 % | ≥ 15 % | ≥ 40 % |
| Sertlik (HRC) | ≤ 25 | ≤ 32 | ≤ 22 |
| Charpy etkisi (–50 ° C) | ≥ 40 J | ≥ 40 J | ≥ 20 J |
Güç ve sertlik
Birinci, Hem dubleks hem de süper dubleks notlar gerilme mukavemeti en azından 1.3–1.6 × 316L'den yüksek.
Sonuç olarak, Tasarımcılar, yük taşıma kapasitesinden ödün vermeden daha ince duvarlardan veya daha hafif montajlardan yararlanır.
Dahası, verim gücü- Kalıcı deformasyonun başladığı stres - 316L'de ~ 170 MPa'dan 450 MPa 3A Sınıfta, Ve 550 MPa 5A Sınıfta, Sürünme ve plastik akışa karşı sağlam direnç sunmak.
Süneklik ve tokluk
Yüksek güçlerine rağmen, Bu dubleks alaşımlar yeterli tutar uzama (≥ 15-25 %). Tersine, Birçok yüksek mukavemetli çelikler, aşağıda süneklik yaşar 10 %.
Üstelik, Charpy V-Notch testleri –50 ° C Etki Enerjilerini Teyit ≥ 40 J, Bu, her iki sınıfın sıfırın altındaki hizmette bile kırılgan kırılmaya karşı koyduğunu gösterir.
Sertlik ve aşınma direnci
Sonraki, A 25 HRC Sınıf 3A'da kapak ve 32 HRC Makine edilebilirlik ve kaynaklanabilirlik ile 5A denge sertliğinde.
Karşılaştırıldığında, Yukarıda çalışan tamamen sertleştirilmiş alet çelikleri 55 HRC ancak korozyon direnci yok. Pratikte, Bu sertlik seviyeleri tercüme edilir Geliştirilmiş aşınma direnci, aşınma oranlarını azaltmak 50 % Slurry-erosion testlerinde 316L'ye karşı.
6. Korozyon direnci
Dubleks ve süper dubleks çelikler agresif medyada östenitikten daha iyi performans gösterir:
Genel korozyon:
İçinde 3% Hcl 50 ° C, Sınıf 3A, < 0.05 mm/yıl, ≈ ile karşılaştırıldığında 0.2 mm/yıl 316 Ss (ASTM G31).
Çukur & Çatlak direnci:
-
- Sınıf 3A (Ahşap ~ 32) klorür seviyelerinde çukurlaşmaya direnir 1 M 25 ° C.
- 5A Sınıf (Odun >40) dayanıklar > 3 M klorür benzer koşullar altında (ASTM G48).
Stres-korozyon çatlaması:
Dubleks mikroyapılar - özellikle 5A'da - klorür SCC'ye karşı yüksek direnç sunar, Güvenli çalışmaya izin vermek 150 ° C.
7. ASTM A890/A995 Cast Duplex ve Super-Dubleks Çeliklerin Avantajları
ASTM A890/A995 döküm notları, onları geleneksel paslanmaz çeliklerden ayıran zorlayıcı bir özellik kombinasyonu sunar.
Yüksek mukavemet / ağırlık oranı
- Gerilme mukavemeti tırmanıyor 795 MPa 5A ve Sınıfta ve 655 MPa 3A Sınıfında - yaklaşık olarak 1.6× ki 316 Lokenitik paslanmaz (≈ 485 MPa).
- Verim gücü ulaşır 550 MPa (5A) Yalnızca 170 MPa için 316 L, tasarımcıların duvar kalınlıklarını azaltmalarını sağlamak 30% Eşdeğer yük kapasitesini korurken.
Bu güç artışı sayesinde, Döküm bileşenleri daha az ağırlığındadır, ancak daha yüksek iç basınçlara dayanır - daha hafif pompalara dönüş, vanalar, ve güvenliği tehlikeye atmayan bağlantı parçaları.
Üstün korozyon ve erozyon direnci
- Çukurluk Direnci Eşdeğeri Numarası (Odun) aşmak 40 5A sınıfında ve etrafta oturuyor 32 3A Sınıfta, nazaran 20 için 316 L.
- İçinde ASTM G48 çukur testleri, Süper dubleks dökümler yukarıdaki klorür seviyelerine direniyor 3 M -den 25 ° C Penetrasyon olmadan, halbuki 316 Lip başarısız oluyor 0.5 M.
Dahası, Dubleks mikro yapılar gelişmiş erozyon korozyon direnci sağlar: Slurry-erosion denemeleri kaydı 25–40 daha düşük kütle kaybı 316 L, A890/A995'i aşındırıcı süreç akışlarını işlemek için ideal yapmak.
Mükemmel stres korozyonu çatlama direnci
- Dubleks alaşımlar dengeli bir 50/50 SCC inisiyasyonunu ve yayılmasını engelleyen ferrit-austenit karışımı.
- Saha deneyimi, açık deniz manifoldu bloklarında sıfır stres korozyon çatlak olaylarını gösterir (5A Sınıf) üzerinde 10 yıl H₂s açısından zengin ortamlarda hizmet.
Çekme yükü ve aşındırıcı saldırı altındaki bu güvenilirlik, planlanmamış kapanmaları ve bakım maliyetlerini büyük ölçüde azaltır.
İmalat ve kaynaklanabilirlik
- Döküm A890/A995 Steels Standart Dubleks Dereceli Dolguları Kabul Et (ER2209, ER2594), başarmak ≥ 90% ortak verimlilik.
- Weld sonrası çözümden sonra 1 050 ° C, Kaynak bölgeleri ideal dubleks dengesini kurtarır, Döküm boyunca tek tip özelliklerin sağlanması.
Döküm formları karmaşık geometrilere izin verir - integral pasajlar, ince duvarlar, ve Filletlenmiş Köşeler - Formanlanmış Plakadan Yapılırsa Geniş İşleme veya Kaynak Gerektirir.
Yaşam Döngüsü Maliyet Faydaları
- Ham-malzeme maliyetleri çalışmasına rağmen 20–30 daha yüksek 316 L, Genişletilmiş servis aralıkları (sıklıkla 2–3 × daha uzun) ve azaltılmış yedek frekans teslimatı 10- daha düşük toplam sahiplik maliyeti 20 yıl.
- Tuzdan arındırma tesislerinde vaka çalışmaları 50% yükseltilirken daha az planlanmamış kesintiler 316 L -Sınıf 3A pompa muhafazaları.
Sonuç olarak, A890/A995 dökümleri için ilk prim, en aza indirme süresi ve bakım yoluyla genellikle kendisi için ödeme yapar.
Geniş uygulama çok yönlülüğü
- İtibaren kimyasal işlem valf gövdeleri Ve denizaltı manifoldu blokları ile ters osmoz gemileri, Bu dökme çelikler, pH 0-14 arasında güvenilir bir performans sergiliyor, sıcaklık –50 ° C ila 300 ° C, ve baskılar 35 MPa.
- Kanıtlanmış sicilleri yağ & gaz, deniz, güç üretimi, Ve endüstriyel işleme En zorlu servis koşulları için go-to alaşımlar olarak statülerinin altını çiziyor.
8. Uygulamalar ve tipik bileşenler
Kimyasal işleme
- Valf gövdeleri ve kaputlar
- Pompa İletimleri ve Pepeli
- Isı-değiştirici kabukları ve tüp sayfaları
Yağ & Gaz (Denizaltı ve üst taraf)
- Denizaltı manifoldu blokları ve Noel ağacı valf muhafazaları
- Wellhead flanşları ve adaptörleri
- Kontrol-Valf Trims ve Aktüatör Muhafazaları
Tuzdan arındırma & Deniz sistemleri
- Ters osmoz membran muhafazaları
- Deniz suyu pompası pervane ve difüzör halkaları
- Soğutma suyu başlıkları ve güverte boruları
Basınç içeren ekipman
- Yüksek basınçlı reaktör kabukları ve kafaları
- Boru hattı dirsekleri, tees, ve kaynak boyun flanşları
- Kriyojenik tank astarları ve nozul adaptörleri
9. Çözüm
Özetle, ASTM A890/A995 Sınıf 3A ve 5A Mekanik performans ve korozyon direncinin zorlayıcı bir kombinasyonunu sunun.
Sınıf 3A (Dubleks 2205 döküm) Orta derecede korozif ortamlar ılımlı bir maliyetle,
sırasında 5A Sınıf (İki katlı 2507 döküm) Bir prim de olsa en sert klorür ve yüksek sıcaklık koşullarına dayanır.
Öneriler:
- Sınıf 3A'yı seçin Klorür seviyeleri aşağıda kaldığında 1 M ve sıcaklık < 100 ° C; Pompa ve valf gövdeleri için maliyet etkinliğinden yararlanın.
- Sınıf 5A'yı seçin Pren nerede denizaltı veya tuzdan arındırma hizmeti > 40 eleştirel; Üstün SCC direnci uzun servis aralıkları sağlar.
- Sıkı kaynak kontrollerini takip edin ve döküm bileşenlerinde dubleks mikro yapıları korumak için anılandan sonrası ısı tedavileri.
Seçmek Langhe Hassasiyetli ASTM A890/A995 Cast Duplex ve Super-Dubleks için paslanmaz çelik bileşenler.
Gelişmiş dökümhane yeteneklerimiz ve titiz kalite güvencemiz en uygun gücü sağlar, korozyon direnci, ve en zorlu uygulamalarınız için boyutsal doğruluk.
Langhe ile iletişime geçin Bugün proje gereksinimlerinizi tartışmak ve kişiselleştirilmiş bir teklif talep etmek!
