Duplex vs Super Duplex nehrdzavejúca oceľ: Zloženie, vlastnosti a výber

Projekt odsoľovania morskej vody v zálive bol pôvodne špecifikovaný s potrubnými armatúrami UNS S32205 (2205) pre jeho sacie potrubie. Keď boli prehodnotené konečné procesné údaje, letná teplota morskej vody vykazovala najhoršiu hodnotu 36 °C, čo posunulo požadovanú kritickú teplotu jamiek nad rámec toho, čo môže zaručiť 2205. Armatúry boli pred výrobou opätovne špecifikované podľa UNS S32750 (2507), čím sa zvýšili náklady na materiál, ale zabránilo sa vysokorizikovej dodatočnej montáži po uvedení do prevádzky. Toto rozhodnutie sa opakuje pri projektoch na mori, v chemických projektoch a projektoch na úpravu vody. Rozdiel medzi duplexom a super duplexom nie je drobným vylepšením zliatiny; je to zmena korózneho a pevnostného obalu, ktorá ovplyvňuje spôsob špecifikácie, zvárania a kontroly potrubného systému.

Duplex a Super Duplex: Rovnaká rodina, rôzne úrovne zliatiny

Všetky duplexné nehrdzavejúce ocele zdieľajú dvojfázovú mikroštruktúru feritu a austenitu v približne rovnakých pomeroch. Táto štruktúra ich oddeľuje od austenitických tried, ako sú 304 a 316L: duplexné ocele ponúkajú zhruba dvojnásobnú medzu klzu, lepšiu odolnosť proti koróznemu praskaniu chloridom (SCC) a nižší koeficient tepelnej rozťažnosti. Super duplex nie je nepríbuzná rodina. Je to vysokolegovaná vetva rovnakého duplexného konceptu vyvinutá pre prevádzkové podmienky, kde štandardný duplex neposkytuje dostatočnú koróznu rezervu.

Hranica medzi týmito dvoma skupinami je definovaná ekvivalentným číslom odolnosti voči bodovej korózii (PREN), bežne vypočítaným ako PREN = %Cr 3,3 x %Mo 16 x %N. PREN nad 40 klasifikuje stupeň ako super duplex. Najviac špecifikovanými zástupcami sú UNS S32205 (2205) pre duplexnú stranu a UNS S32750 (2507) pre superduplexnú stranu.

Chemické zloženie a prah PREN

Super duplex dosahuje svoj vyšší korózny výkon zvýšením prvkov, ktoré poháňajú odolnosť proti jamkovej korózii: chróm, molybdén a dusík. Rozsahy zloženia dvoch referenčných tried jasne ukazujú vzor.

Praktický efekt je jednoduchý: každé percento molybdénu pridáva k PREN asi 3,3 bodu a každé percento dusíka 16 bodov. Pretože 2507 nesie takmer dvojnásobok dusíka a vyšší obsah molybdénu, jeho PREN sa pohybuje na nízkej úrovni 40. Tento posun umožňuje super duplexu udržať si svoju pasívnu fóliu v chloridovej prevádzke, kde by 2205 začala praskať.

Mechanické vlastnosti a výhoda úspory hmotnosti

Rozdiel v pevnosti je dostatočne veľký na to, aby zmenil výpočty hrúbky steny potrubia. Super duplex poskytuje minimálnu medzu klzu 550 MPa v porovnaní so 450 MPa pre štandardný duplex a minimálnu pevnosť v ťahu 795 MPa oproti 655 MPa.

Pretože prípustné napätie v predpisoch pre návrh potrubia je funkciou klzu a pevnosti v ťahu, 2507 môže byť navrhnutý na vyššie napätie ako 2205 pri rovnakej prevádzkovej teplote. Minimálna výdatnosť 550 MPa je zhruba o 22 percent vyššia ako 450 MPa. Na dlhom potrubí s morskou vodou alebo na vysokotlakovom prírubovom spojení ako napr super duplex privarte krčnú prírubu toto rozpätie môže odôvodniť zníženú hrúbku steny. Ušetrená hmotnosť sa potom šíri nosnou oceľou, prepravou a inštaláciou. Na pobrežných povrchoch, kde každá tona ovplyvňuje plán zdvíhania, je to skôr skutočný ekonomický prínos než metalurgická kuriozita.

Dodávatelia prírub na zváranie krku, Custom Company Gaoxin Pipe Fittings je čínska dodávateľská príruba zvaru s krkom z nehrdzavejúcej ocele, vlastná uhlíková / legovaná oceľ spoločnosť Weld Neck Flange Company, Diamete... Zobraziť produkt →

Odolnosť proti korózii v prevádzke s chloridmi

Duplex aj super duplex dobre odolávajú rovnomernej korózii vo väčšine priemyselných prostredí. Významný rozdiel sa prejavuje v lokalizovanej korózii. Jamková a štrbinová korózia začína na povrchových nedokonalostiach alebo stagnujúcich zónach a obe sú spôsobené koncentráciou chloridov a teplotou. Super duplex má vyššiu kritickú teplotu jamkovej korózie a vyššiu kritickú teplotu štrbinovej korózie ako duplex, čo z neho robí preferovaný materiál pre procesné prúdy s teplou morskou vodou, soľankou a chloridmi.

V systémoch s morskou vodou má 2205 solídne výsledky v chladnejších vodách, ale keď teplota vody stúpa alebo systém obsahuje detaily náchylné na štrbiny, ako sú príruby a kontaktné plochy tesnení, 2507 sa stáva bežnou špecifikáciou. Na odsoľovanie morskej vody, duplexné 2205 potrubné tvarovky sú široko používané v sekciách s nižšou teplotou, zatiaľ čo teplejšie slučky sú priradené k super duplexu. V chemických prevádzkach manipulujúcich s horúcimi chloridovými médiami, super duplexné chemické potrubné armatúry odolné voči korózii sú štandardnou odpoveďou z rovnakého dôvodu. Pri ťažbe ropy a plynu obe rodiny slúžia horným a podmorským zariadeniam, pričom 2507 sa uprednostňuje, keď sa chloridy, oxid uhličitý a sírovodík kombinujú, aby posunuli obálku kyslých služieb.

Úvahy o zváraní a výrobe

Duplex aj super duplex je možné zvárať pomocou GTAW, SMAW, SAW a iných štandardných procesov, ale tolerujú menšie odchýlky od kvalifikovaných parametrov ako austenitické nehrdzavejúce ocele. Zvar a tepelne ovplyvnená zóna si musia zachovať vyváženú feritovo-austenitovú štruktúru, ktorá závisí od tepelného príkonu, interpass teploty a zloženia prídavného kovu. Pre 2205 je štandardné plnivo ER2209; pre 2507 sa normálne používa ER2594.

Super duplex je citlivejší na prehriatie, pretože vyšší obsah molybdénu a dusíka podporuje precipitáciu sigma fázy, chi fázy a sekundárneho austenitu, keď sa zvar ochladzuje príliš pomaly alebo je interpass teplota vysoká. Praktickým dôsledkom je užšia obálka zvárania a väčšia potreba zdokumentovaných postupov a skúsených zváračov. Obchod, ktorý zvára 316L bez kvalifikácie postupu, by nemal dostať cievku 2507 bez kontroly. Toto je otázka kvality výroby rovnako ako otázka výberu zliatiny.

Poradenstvo pri výbere a nákladoch

Super duplex stojí viac za kilogram ako duplex kvôli vyššiemu obsahu niklu a molybdénu. Poplatok sa dá ľahko odôvodniť, keď alternatívou je zlyhaný potrubný systém, ale nie je potrebný, keď 2205 spĺňa celý rozsah služieb. Rozhodnutie by malo byť založené na niekoľkých praktických kontrolách:

• Aká je koncentrácia chloridov a rozsah prevádzkovej teploty kvapaliny?
• Akú maržu PREN vyžaduje projekt po zváraní a zvažuje sa dlhodobý servis?
• Môže vyššie dovolené napätie znížiť hrúbku steny a celkovú hmotnosť potrubia?
• Má výrobca kvalifikované postupy zvárania pre vybraný druh?
• Sú k dispozícii vysledovateľné, certifikované armatúry a príruby v požadovanej triede a veľkosti?

Vo všeobecnosti, 2205 je ťažný kôň pre strednú chloridovú prevádzku a 2507 je odpoveďou, keď obsah chloridov, teplota alebo kyslé podmienky prekračujú túto hranicu. Vyššia obstarávacia cena super duplexu je malým zlomkom nákladov na odstávku spôsobenú jamkami v ťažko prístupnom potrubí.

Potrubné fitingy a príruby v duplexe a super duplexe

Obidve materiálové rady sa vyrábajú vo všetkých bežných formách tlakového potrubia. Tvarovky na zvary na tupo, vrátane kolien, rovnakých a redukčných T-kusov, redukcií, uzáverov a krížov, zodpovedajú rozmerovým normám ASME B16.9. Príruby sa riadia normou ASME B16.5 pre menovité veľkosti rúr až do NPS 24. Kované armatúry, ako sú vývody odbočiek, spojky, zátky a spojky pokrývajú malodierové a vysokotlakové spoje v súlade s ASME B16.11.

Zdroj projektového tímu duplexné a super duplexné potrubné tvarovky na tupo by mala potvrdiť, že výrobná cesta, vrátane tvarovania, rozpúšťacieho žíhania a testovania, zodpovedá špecifikácii triedy, pretože korózny výkon duplexných materiálov závisí od správneho tepelného spracovania. Obsluhované sú malorážne trate, prístrojové prípojky a odbočovacie odbočky duplexné a super duplexné kované tvarovky a tieto tiež potrebujú rovnakú úroveň sledovateľnosti materiálu ako hlavné komponenty tupého zvaru.

Výrobcovia kovaných armatúr z titánových zliatin, továreň na zliatinové armatúry Gaoxin Pipe Fittings je čínsky veľkoobchodný výrobca kovaných tvaroviek z titánových zliatin, továreň na zliatinové tvarovky, podporuje kované tvarovky s ... Zobraziť produkt →

Výrobcovia potrubných tvaroviek na zváranie na tupo, továreň na zvárané potrubné tvarovky Potrubné tvarovky Gaoxin sú veľkoobchodné potrubné tvarovky na zváranie na tupo v Číne (má ASME B16.9, EN10253, GOST, DIN 2615 atď.) Výrobcovia, továreň a dodávatelia... Zobraziť produkt →

V konečnom dôsledku je dôležitá sledovateľnosť. Potrubné komponenty v triedach duplex a super duplex musia mať úplné certifikáty mlyna, záznamy o tepelnom spracovaní a pozitívnu identifikáciu materiálu. Výrobca, ktorý už desaťročia vyrába duplexné a super duplexné tvarovky, s kvalifikovanými zváračmi, schopnosťou interného nedeštruktívneho testovania a stabilnou dodávkou materiálu, dokáže uzavrieť medzeru medzi zliatinou na výkrese a tvarovkou na stojane rúr. Požiadajte o certifikáciu pred schválením objednávky, nie pri doručení zásielky.