ASTM A890/A995 Кастинг з нержавіючого класу

1. Вступ

У вимогливих промислових умовах - починаючи від офшорних платформ до хімічних переробних установок - матеріали повинні поєднувати високу міцність, Відмінна резистентність до корозії, та надійна складність.

ASTM A890/A995 Класи литого дуплексу та супер-дуплексного нержавіючих сталей виконують ці суворі вимоги.

Ця стаття вивчає їх ключові відмінності, хімічні та механічні властивості, та типові програми, оснащення інженерів та фахівців із закупівель з розумінням, необхідними для оптимального вибору сплавів.

2. Огляд специфікації ASTM A890/A995

ASTM A890: На основі [Англійські одиниці] (KSI, ° F, у, тощо), він визначає хімічний склад, механічні властивості та вимоги до інспекції дуплексних та супер-дуплексних виливків з нержавіючої сталі.

ASTM A995: Це метрика (І) Версія A890, що перекладає майже всі застереження A890 дослівно, але перетворює силу, температура, розмір, тощо. в метричні одиниці, такі як MPA, ° C, мм, тощо.

ASTM A890/A995 Обкладинки кастингу, зроблених з аустенітно-феритних нержавіючих сталей. Він розбивається на шість «а» оцінок, з 1A (дуплекс з нижчим сплавом) до 6A (Super-Duplex з найвищою сплавом).

• Обсяг та застосовність: Стандарт стосується таких компонентів, як корпуси насоса, Тіла клапана, та трубопровідні арматури, які працюють у корозійних носіях.
• Дуплекс проти. Супер-дуплексна класифікація:

• • Дуплекс сталей (1A - 3A) функція ~ 50/50 мікроструктури феритів-аустеніту.
  • Супер-дуплекс сталей (4A -6A) містять підвищений MO і N для підвищення стійкості до піттінгу.

• Кастинг проти. Крупані паралелі: Кожен клас відповідає кованим еквівалентам (Напр., 3 -клас → UNS J92205 Кастинг ↔ uns S32205 РОБОТИ), спрощення заміни матеріалу.

3. Номенклатура класу & Позначення UNS

Криптичне "NA" ASTM відображає вміст та продуктивність висхідного сплаву та продуктивність:

Сорт	Кинути нас	Крупаний не	Загальна назва
1A	J93370	S31500	Дуплекс 2101
2A	J92220	S31803	Дуплекс 2202
3A	J92205	S32205	Дуплекс 2205
4A	J93380	S32550	Супер-дуплекс 2509
5A	J93404	S32750	Супер-дуплекс 2507
6A	J93380*	S32760	Супер-дуплекс 2570

*6A поділяє аналогічний UNS, як 4A, але вимагає більш високих рівнів MO/N.

Коли ви переходите від 1A до 6A, Елементарні доповнення - особливо Mo і n - стабільно рухаються, підвищення резистентності до корозії та сили.

4. Порівняння хімічного складу

Близький погляд на леговані елементи в класах ASTM A890/A995 виявляють, як поступові зміни в хромі, нікель, молібден, та продуктивність азоту.

Зокрема, оцінка 3A (Дуплекс 2205 касто) і 5A (Супер-дуплекс 2507 касто) демонструвати перехід від стандартного дуплексу до супер-дуплексної хімії.

Елемент	Роль	3 -клас (J92205)	5 -клас (J93404)
Cr	Первинний бар'єр корозії	24.0–26.0 мас. %	24.0–26.0 мас. %
У	Стабілізатор аустеніту; міцність	4.5–6,5 мас. %	6.0–8.0 мас. %
Mo	Підсилювач стійкості до щілини/щілини	2.5–3.5 мас. %	3.0–5.0 мас. %
П.	Сила та підсилювач стійкості до піттінгу	0.10–0.20 мас. %	0.24–0.32 мас. %
Мн	Дезоксидатор; Редуктор витрат	≤ 1.5 мас %	≤ 1.5 мас %
І	ДЕКСИДАЦІЯ ТА ДОПОМОГА	≤ 1.0 мас %	≤ 1.0 мас %
C	Сила, але ризик карбіду	≤ 0.04 мас %	≤ 0.03 мас %
С, S	Обмеження домішки	P ≤ 0.04 мас %, S ≤ 0.03 мас %	P ≤ 0.04 мас %, S ≤ 0.03 мас %

Примітка: Усі цифри у ваги відсотків.

Вплив витрат на легетні елементи

Нарешті, в той час як молібден і азот помітно підвищують продуктивність, Вони також підвищують сировинні витрати:

• Молібден продається за $25–35/кг проти $5–8/кг Для нікелю. A 1 мас % Збільшення вмісту МО додається приблизно $0.25–0.35 за кілограм сплаву.
• Азот є більш економічним у виробництві сплавів, але вимагає зарядки високого тиску, Збільшення складності обробки.

5. Механічні властивості

Перехід від хімічного складу до роботи, Механічні властивості визначають, як витримують навантаження A890/A995, вплив, і деформація.

Зокрема, Оцінка 3A (Дуплекс 2205) і 5A (Супер-дуплекс 2507) забезпечити значні вдосконалення сили через звичайні аустенітні нержавієві сталі, Підтримуючи достатню міцність для динамічного середовища.

Власність	3 -клас (J92205)	5 -клас (J93404)	300-Серія аустеніт (напр.. 316Л)
Сила на розрив	≥ 655 MPA (95 KSI)	≥ 795 MPA (115 KSI)	~ 485 MPA (70 KSI)
Похідна сила (0.2%)	≥ 450 MPA (65 KSI)	≥ 550 MPA (80 KSI)	~ 170 MPA (25 KSI)
Подовження	≥ 25 %	≥ 15 %	≥ 40 %
Твердість (HRC)	≤ 25	≤ 32	≤ 22
Чарпі Вплив (–50 ° C)	≥ 40 J	≥ 40 J	≥ 20 J

Сила і жорсткість

Спочатку, як дуплекс, так і супер-дуплексні оцінки можуть похвалитися Сильні сторони на розрив принаймні 1.3–1,6 × вище 316 л.

Отже, Дизайнери експлуатують тонші стіни або легші збори без жертви навантажувальної ємності.

Більше, Похідна сила- Стрес, при якому починається постійна деформація - створюється від ~ 170 МПа в 316 л до 450 MPA У класі 3А, і 550 MPA У 5 -го класу, Пропонуючи надійну опір до повзучості та пластикового потоку.

Пластичність і міцність

Незважаючи на їх високу силу, Ці дуплексні сплави зберігають адекватні подовження (≥ 15–25 %). Навпаки, Багато високоміцних сталей зазнають пластичності нижче 10 %.

Крім того, Charpy v-notch тести на –50 ° C Підтвердити енергію удару ≥ 40 J, що вказує на те, що обидва оцінки протистоять крихкому перелому навіть у суб-нульовому обслуговуванні.

Твердість і знос

Наступний, a 25 HRC Кап на 3 клас і 32 HRC на твердість балансу 5A з обробкою та зварювальністю.

Для порівняння, Повністю затверділий сталей інструментів працює вгорі 55 HRC, але не вистачає корозійної стійкості. На практиці, ці рівні твердості перекладаються на Поліпшена стійкість до стирання, зниження швидкості зносу до 50 % проти 316 л у тестах на ериву суспензії.

6. Корозійна стійкість

Дуплексні та супер-дуплексні сталі перевершують аустенітику в агресивних медіа:

Загальна корозія:

У 3% Hcl в 50 ° C, 3 -х кородує в < 0.05 мм/рік, порівняно з ≈ 0.2 мм/рік для 316 СС (ASTM G31).

Піттінг & Резистентність до щілини:

• • 3 -клас (Деревина ~ 32) чинить опір у рівнях хлориду до 1 М 25 ° C.
  • 5 -клас (Деревина >40) витримувати > 3 М хлорид за подібних умов (ASTM G48).

Стрес-корозія тріщини:

Дуплексні мікроструктури - особливо в 5А - забезпечують високу стійкість до хлориду SCC, що дозволяє безпечну роботу до 150 ° C.

7. Переваги ASTM A890/A995 литі дуплекс та супер-дуплексні сталі

АСТМ A890/A995 Кастинки забезпечують переконливу комбінацію властивостей, які відрізняють їх від звичайних нержавіючих сталей.

Високе співвідношення сили до ваги

• Сила на розрив піднімається до 795 MPA У 5 -го класу та 655 MPA У 3 -му класі - недоторкано 1.6× що 316 L austenitic нержавіючий (≈ 485 MPA).
• Похідна сила досягає 550 MPA (5A) проти лише 170 MPA для 316 Л, що дозволяє дизайнерам зменшити товщину стіни до 30% Підтримуючи еквівалентну здатність навантаження.

В силу цієї сили, литі дуплексні компоненти важать менше, але витримують більший внутрішній тиск - перетворюється на легші насоси, клапани, і арматура, які не загрожують безпеці.

Вища корозія та ерозійна стійкість

• Еквівалентне число опору піттінгу (Деревина) перевищує 40 у 5 -го класу і сидить навколо 32 У класі 3А, порівняно з 20 для 316 Л.
• У ASTM G48 тести на піттінг, Супер-дуплексні виливки протистоять рівням хлориду вище 3 М в 25 ° C без проникнення, де 316 L не вдається в 0.5 М.

Більше, Дюплексні мікроструктури забезпечують підвищену стійкість до ерозії корозій: Записи випробувань на суспензії-ерозії 25–40% зниження втрати маси проти 316 Л, Створення A890/A995 ідеальним для обробки абразивних потоків процесів.

Відмінна стійкість до розтріскування стресу

• Дуплексні сплави підтримують збалансований 50/50 Ferrite-Austenite Mix, який перешкоджає ініціації та поширенню SCC.
• Польовий досвід показує, що випадки розтріскування нульових стресових корозій (5 -клас) над 10 роки обслуговування в багатих на h₂s середовищах.

Ця надійність при розтягуванні та корозійна атака різко знижує незаплановані вимкнення та витрати на обслуговування.

Виготовлення та зварюваність

• Стали відливають сталі A890/A995 приймати стандартні наповнювачі дуплексного класу (ER2209, ER2594), досягнення ≥ 90% Ефективність суглоба.
• Після відпалу після відплу 1 050 ° C, Зони зварного зв’язку відновлюють ідеальний дуплексний баланс, Забезпечення єдиних властивостей на кастингу.

Їх складна форма дозволяє складні геометрії - інтегральні уривки, тонкі стіни, і наповнені куточки - для цього знадобиться широка обробка або зварювання, якщо виготовляються з кованої тарілки.

Витрати на життєвий цикл

• Хоча витрати на сировинні матеріали 20–30% вище 316 Л, Розширені інтервали обслуговування (часто 2–3 × довше) і зменшення частоти заміни 10–20% нижча загальна вартість власності 20 роки.
• Тематичні дослідження в рослинах опріснення свідчать 50% Менше незапланованих відключень при модернізації з 316 L до 3A -Корпуси насоса.

Отже, Початкова премія за кастинги A890/A995 часто платить за себе через мінімізовані простої та обслуговування.

Широка універсальність додатків

• З Тіла клапана з хімічним процесом і Блоки підводних колекторів до Судна зворотного осмосу, Ці литі сталі надійно виступають через рН 0–14, температура –50 ° C до 300 ° C, і тиск до 35 MPA.
• Їх перевірений досвід у нафта & газовий, морський, Генерація живлення, і промислова обробка підкреслює свій статус як сплав для найсуворіших умов обслуговування.

8. Застосування та типові компоненти

Хімічна обробка

• Тіла клапана та капелюшки
• Насос кожухів та крильчатки
• Тепло-екрановані снаряди та аркуші трубки

Нафта & Газовий (Підводка та на вершині)

• Блоки підводних колекторів та корпуси клапана різдвяного дерева
• Фланці та адаптери свердловини
• Контрольні клапани та корпуси приводу

Опріснення & Морські системи

• Корпуси мембрани зворотного осмосу
• Крильдери морської води та кільця дифузора
• Заголовки охолодження та трубопроводи на палубі

Обладнання, що містить тиск,

• Оболонки реактора високого тиску та голови
• Трубопровідні лікті, трійник, і фланці шва шийки
• Кріогенні вкладиші танків та адаптери насадок

9. Висновок

Підсумовуючи, ASTM A890/A995 класів 3A та 5A Запропонуйте переконливу комбінацію механічної продуктивності та корозійної стійкості.

3 -клас (Дуплекс 2205 касто) Підходить помірно корозійні середовища за помірними витратами,

в той час 5 -клас (Супер-дуплекс 2507 касто) витримає найсуворіші хлориди та високотемпературні умови-хоч і з премією.

Рекомендації:

1. Виберіть клас 3А Коли рівень хлориду залишається нижче 1 М і температура < 100 ° C; Використовуйте його економічну ефективність для насосних та клапана.
2. Виберіть 5 клас для служби підводного або знесолення, де Pren > 40 є критичним; Його чудова опір SCC забезпечує тривалі інтервали обслуговування.
3. Дотримуйтесь жорстких елементів зварювання та післяпредиться термічні обробки для збереження дуплексних мікроструктур у литі компонентів.

Вибирати Ланге Для вашої точної інженерної інженерної ASTM A890/A995 литі дуплекс і супер-дуплекс нержавіюча сталь компоненти.

Наші вдосконалені можливості ливарних можливостей та сувора забезпечення якості забезпечують оптимальну силу, Корозійна стійкість, і розмірна точність для ваших найбільш вимогливих програм.

Зверніться до Ланге Сьогодні, щоб обговорити вимоги до проекту та запитати персоналізовану пропозицію!