Super Duplex 2507 klóríð SCC viðnám: Þröskuldsmörk á móti 316L og 904L

Hvað veldur klóríðstreitutæringarsprungum í ryðfríu stáli?

Klóríð SCC myndast þegar togspenna (sem leifar frá suðu eða mótun, eða beitt í notkun) sameinast klóríð-berandi raflausn við hærra hitastig á næmri austenítískri örbyggingu. Klóríðjónir brjóta niður óvirka króm-oxíðfilmuna staðbundið og í einfasa austenítískum ryðfríu stáli breiðist rafskautsárásin sem myndast út eftir kornlaga braut með nánast ekkert sjáanlegu málmtapi, og myndar greinóttar sprungur sem geta farið í gegnum vegg á nokkrum vikum.

Copson-ferillinn, sem er löng-rafgróin tengsl í málmvinnslu úr ryðfríu stáli, sýnir að næmni fyrir þessu kerfi er ekki stöðug í öllum austenitískum flokkum: það nær hámarki í málmblöndur með u.þ.b. 8–10% nikkel og fellur niður þegar nikkelinnihald hækkar enn frekar og nálgast að lokum ónæmi í háu{{3} nikkeli. Vegna þess að nikkelinnihald 316L (10–14%) situr nálægt því viðkvæma bandi, á meðan 904L (23–28%) situr vel framhjá því, byrja flokkarnir tveir frá mjög mismunandi stöðum áður en mólýbden, köfnunarefni eða örbygging eru jafnvel tekin til greina.

Hvaða klóríð- og hitamörk eiga við um 316L?

Í leiðbeiningum iðnaðarins er almennt nefnt 1.000 ppm klóríð sem hagnýtt þak fyrir samfellda, ó{2}}súra þjónustu með 316/316L yfir meðalhita, þar sem skjalfestar þjónustubilanir hafa átt sér stað við klóríðmagn langt undir þeirri tölu þegar einbeitingarbúnaður er til staðar.

Óháðar leiðbeiningar um klóríð SCC bendir á að vitað er að austenítískar einkunnir eins og 316L sprungu við lágan klóríðstyrk þegar hitastig fer yfir um 55 gráður, tala sem er mikið notuð sem-þumalfingursþak fyrir þessa flokkafjölskyldu.

Bilunaráhættan er samsett af uppgufunarþéttni: blaut/þurrt tengi, þéttingarsprunga eða einangrun sem fangar raka gegn heitum málmi getur hækkað magn klóríðmagns upp á nokkur hundruð ppm í tugþúsundir ppm á málmyfirborðinu, sem er ástæðan fyrir því að 316L bilanir eru svo oft raktar til einangraðra leiða en vökvaferlis, frekar til suðulagna, suðulagna sjálft.

Heimild: Rolled Alloys, "What Is Stress Corrosion Cracking"; Ryðfrítt stál heimur, "Duplex ryðfrítt stál og klóríð SCC - hversu ónæm eru þau?"

Hvernig breytir hærra nikkel- og mólýbdeninnihald 904L þröskuldinum?

904L var þróað sem ofur-austenitic gæða sérstaklega til að auka viðnám umfram 316/317 í árásargjarnri, klóríð-mengaðri sýruþjónustu, og 23–28% nikkel, 4–5% mólýbden og 1–2% koparviðbótar virka öll í sömu átt: nikkel dregur úr -samsetningu SCCoy beint framhjá {{10} vélbúnaðinum. svið, en mólýbden og kopar auka viðnám gegn gryfju- og sprunguárásinni sem svo oft byrjar klóríð SCC sprungu í fyrsta lagi.

Framleiðendur 904L eru beinlínis með það á hreinu að þetta sé framför í gráðu, ekki tegundabreytingu: 904L býður upp á "gott viðnám gegn tæringarsprungum á klóríðálagi, þó ekki algjört viðnám," eins og sýnt er með alvarlegu sjóðandi magnesíumklóríð rannsóknarstofuprófinu. Í reynd þýðir þetta að 904L er sterk uppfærsluleið frá 316L fyrir klóríðnotkun sem þarf ekki tvíhliða eða ofur-tvíhliða afköst - sjó-kæld varmaskiptaröraplötur og kvoða-bleikjabúnaður eru dæmigerð notkun - en það ber ekki sama superduplex til{10}} einkunnir gera það, og enn þarf að athuga rúmfræði sprungunnar, beitt álagi og hitastigi í hverju tilviki fyrir sig.

Heimild: ATI 904L Tækniblað; SSINA, "Klóríð streitutæringarsprungur"

Af hverju er Super Duplex 2507 talin nánast ónæmur fyrir klóríð SCC?

Super duplex 2507 (UNS S32750) er ekki einfaldlega hærri-blanduð útgáfa af austenítískri einkunn; tveggja-örbyggingu þess breytir sjálfri sprungubúnaðinum. Ferrítfasinn hefur líkama-miðaða-kubíska kristalbyggingu og meiri stöflun-bilunarorku en austenít og klóríð SCC sprunga sem hefst í einu austenítkorni er líkamlega læst eða beygt þegar það nær nærliggjandi ferrít. Þar sem ferrít myndar venjulega 40–50% af örbyggingunni, getur samfelld þverkornótt sprunguleið af því tagi sem breiðist óhindrað út um 316L eða 904L einfaldlega ekki myndast á sama hátt.

Þessi byggingarlegi kostur er styrktur með samsetningu: 2507 ber 24–26% króm, 3–5% mólýbden og 0,24–0,32% köfnunarefnis, sem gefur honum gryfjuþolsjafngildi (PREN) u.þ.b. 42 - vel yfir 904L sem er um það bil 34% og meira en 34 l um 34 l. er oft upphafsstaður fyrir klóríð SCC sprungu, hærra PREN virkar tvöfalt: það hækkar hitastigið og klóríðstyrkinn sem þarf til að hefja gryfju yfirhöfuð, ofan á örbygginguþol gegn fjölgun sprungu þegar hún er til. Samanlögð áhrifin eru hvers vegna ofur tvíhliða og ofur austenitic einkunnum er lýst í tæringargögnum birgja sem nothæf í klóríðstyrk upp að u.þ.b. 50.000 ppm - vel yfir u.þ.b. 19.000 ppm klóríðinnihaldi sjávar - og sem "nánast ónæmur" fyrir ó{20} klóríðþjónustu, A sýrustigi {20} SCC. 316L og 904L ná ekki.

Heimild: Rolled Alloys, "What Is Stress Corrosion Cracking"; Sandmeyer Steel, "Alloy 2507 Duplex Ryðfrítt stálplata"

Hvernig bera samsetning og PREN saman í þremur bekkjum?

Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) er reiknað sem %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N, og þó að það hafi verið þróað til að raða holuviðnám frekar en SCC viðnám beint, er það náið samhengi við klóríð SCC þröskuld vegna þess að hola er venjulegur sprungu-upphafsviðburður. Taflan hér að neðan tekur saman nafnverð ASTM A240 samsetningarsvið og dæmigerð PREN fyrir hverja einkunn.

Heimild: ASTM A240 nafnsamsetning svið eftir bekk; PREN gildi fyrir Sandmeyer Steel Duplex tæringargögn (316L, 904L) og PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N reiknuð út frá ASTM A240 nafnsamsetningu fyrir 2507.

Hvað sýnir ASTM G36 sjóðandi MgCl2 prófið?

ASTM G36 metur SCC viðnám með því að útsetja streituvaldandi sýni fyrir sjóðandi magnesíumklóríðlausn sem haldið er við stöðuga 155,0 gráður ± 1,0 gráður, vísvitandi valið sem hraðað, versta-tilfelli umhverfi frekar en eftirlíkingu af einhverju sérstöku ástandi plantna. Undir þessu prófi sprungna staðlaðar austenítískar einkunnir eins og 316L fljótt, oft á nokkrum klukkustundum.

Framleiðendur 904L lýsa viðnám þess í G36 skilmálum beint: málmblönduna sýnir "gott viðnám gegn tæringarsprungum á klóríðálagi, þó ekki algjört viðnám eins og metið er af mjög alvarlegu" sjóðandi magnesíumklóríðprófinu - sem þýðir að 904L er betri en 316L í þessu prófi en getur samt sprungið ef nægur tími og streitu eru gefnir. Ofur tvíhliða einkunnir skila miklu betri árangri aftur, í samræmi við mun hærra PREN og tvífasa uppbyggingu, þó að engin einkunn ætti að vera markaðssett sem algerlega sprungu-sönnun í svona alvarlegu prófunarumhverfi.

Hagnýt atriði fyrir höfunda forskrifta er að meðhöndla G36 sem samanburðarröðunartæki fyrir val á einkunnum og gæðahæfi - ekki sem viðmið- fyrir raunverulegt þjónustuhitastig og klóríðstyrk sem íhluturinn mun sjá. 316L íhlutur sem starfar við 40 gráður í þynntu klóríðvatni jafngildir ekki G36 prófunarmiða við 155 gráður í næstum -mettuðu MgCl2 og þröskuldsgögnin í eftirfarandi kafla eru meira dæmigerð fyrir raunveruleg notkunarmörk.

Heimild: ASTM G36-24 umfang; ATI 904L Tækniblað

Hvernig breytast klóríðþröskuldar með þjónustuhitastigi?

SCC þröskuldur klóríðs er aldrei ein tala; það er ferill sem skiptir klóríðstyrk á móti hitastigi. Fylgið hér að neðan tekur saman dæmigerða, ó-súra þjónustuleiðbeiningar fyrir hverja einkunn. Það ætti að lesa það sem skipulagsverkfæri, ekki kóða-samræmistöflu -. Raunveruleg mörk eru einnig háð álagðri streitu og afgangsálagi, pH, uppleystu súrefni og rúmfræði sprungunnar, og fullt efnisval ætti að vísa til viðeigandi hönnunarkóða og tæringargagna fyrir tiltekinn vökva.

Heimild: Valsað málmblöndur klóríð SCC leiðbeiningar; Ryðfrítt stál World duplex SCC endurskoðun; ATI 904L Tækniblað; ASTM G36-24

Breyta NACE MR0175/ISO 15156-3 og NORSOK M-001 valreikningnum?

Klóríð SCC og súlfíð streitusprunga (SSC) eru skyldir en aðgreindir aðferðir, og forskriftir fyrir hafsvæði eða súrt-gasleiðslur ráða venjulega af því strangasta af þessu tvennu. NACE MR0175/ISO 15156-3 setur hæfiskröfur fyrir tvíhliða og ofur tvíhliða ryðfríu stáli í þjónustu sem inniheldur H₂S-, sem venjulega felur í sér hámarks hörku (oft 310 HV10), ferrít innihaldsband (almennt 35–65%), oft fyrir {0 PREN tiltekna notkun, og í {0 PREN að lágmarki hiti getur verið hæfur fyrir súr þjónustu. 2507 nafn PREN sem er um það bil 42 hreinsar það strik á þægilegan hátt; 904L og 316L eru ekki tvíhliða einkunnir og eru hæfir samkvæmt sérstökum ákvæðum sömu staðlaða fjölskyldunnar, yfirleitt með strangari klóríð- og streitumörkum fyrir súr notkun.

NORSOK M-001 efnisvalsleiðbeiningar eru byggðar á sömu rökfræði frá hönnunarhliðinni: það tengir leyfilega efnisflokka við væntanlegt klóríðinnihald, hitastig og H₂S hlutþrýsting og ýtir hönnun í átt að hærri-PREN tvíhliða og ofur tvíhliða einkunnum eftir því sem einhver þessara þriggja breyta eykst. Fyrir íhlut sem er útsettur fyrir heitum sjó, framleitt vatni eða súrt gas samtímis, verða súr-þjónusta og aflandsstaðlar - ekki klóríð SCC þröskuldur í einangrun - oft ráðandi þáttur í 316L-á móti-904L-á móti-2507.

Heimild: NACE MR0175/ISO 15156-3 tvíhliða hæfisskilyrði; NORSOK M-001 efnisvalsrammi

Er Super Duplex 2507 þess virði að kosta Premium yfir 316L og 904L?

Miðað við -kílógramm er 2507 venjulega með hæsta innkaupsverðið af flokkunum þremur, knúið áfram af mólýbden- og nikkelinnihaldi þess og ofur tvíhliða-sértækum framleiðslustýringum. En kaupverð er rangur samanburðargrundvöllur þegar klóríð SCC áhætta er á borðinu, vegna þess að klóríð SCC bilun er sjaldan einföld viðgerð: það þýðir venjulega ófyrirséða stöðvun, rótar-rannsókn og endurnýjun á bilaða íhlutnum og oft aðliggjandi leiðslum sem deildu sama þjónustusögu. 2507 er sama hærri styrkleiki og þynnri hluti vegghlutans, sem leyfir oft þynnri þrýstingi í vegghlutanum á-kílógrammið í uppsettum kostnaði.

Hagnýta ákvörðunarreglan sem notuð er í iðnaðinum er einföld: tilgreindu aðeins 316L þar sem klóríðinnihald og hitastig haldast þægilega innan ~1.000 ppm / ~55 gráðu leiðbeiningar án raunhæfrar styrkingarkerfis; tilgreindu 904L þar sem klóríðútsetning fer greinilega yfir 316L framlegð en helst innan 904L sýndar frammistöðu og engin súr-þvíþætt krafa um þjónustu á við; og tilgreindu ofur tvíhliða 2507 hvar sem klóríðinnihald nálgast sjóstyrk, hitastig er hækkað, sprungur eru óhjákvæmilegar eða NACE/NORSOK súr-þjónustu- og viðmiðunarmörk gilda.

Hvaða einkunn passar við hvaða umsókn?

Algengar spurningar

Sp.: Er hægt að nota 316L í sjó?

Svar: Aðeins við vægar, stuttar-tíma eða vel-roðar aðstæður. Stöðug eða stöðnuð útsetning sjós fer yfir 316L klóríð SCC og holamörk, og 904L, tvíhliða eða ofur tvíhliða einkunnir eru staðlaðar uppfærsluleiðir.

Sp.: Er 904L tvíhliða ryðfríu stáli?

A: Nei. 904L er fullkomlega austenítísk ofur-austenitic einkunn. Klóríð SCC viðnám þess kemur frá miklu nikkel-, mólýbden- og koparinnihaldi, ekki frá tvífasa örbyggingu.

Sp.: Þýðir hærra PREN alltaf betra klóríð SCC viðnám?

A: PREN var þróað til að raða tæringarþol gegn holum og sprungum, ekki SCC viðnám beint. Það er í sterkri fylgni við klóríð SCC þröskuld vegna þess að hola er venjulegur sprungu-upphafsviðburður, en örbygging (tvíhliða vs. austenitic) og beitt streita skipta einnig máli og eru ekki tekin af PREN eingöngu.

Sp.: Af hverju þarf 2507 kröfu um ferrít innihald í súrri þjónustu?

A: Ferrítinnihald utan viðurkennda bandsins (almennt 35–65%) getur breytt bæði vélrænni eiginleikum og tæringarþol í tvíhliða ryðfríu stáli, þannig að NACE MR0175/ISO 15156-3 sannreynir það beint frekar en að gera ráð fyrir því út frá nafnsamsetningu eingöngu.

Sp.: Ef 2507 er næstum ónæmur fyrir klóríð SCC, hvers vegna ekki að nota það alls staðar?

Svar: Kostnaður og tilbúningur. 2507 ber hærra kaupverð, krefst strangari suðuhita-inntaksstýringar til að viðhalda fasajafnvægi og er óþarfi þar sem klóríðútsetning og hiti eru þegar öruggur innan 316L eða 904L framlegðar.