ASTM A790 UNS S32750, obično poznat kao Super Duplex 2507, je-feritni-austenitni nehrđajući čelik visokih performansi dizajniran za najzahtjevnija industrijska okruženja. Ovaj super dupleks tip kombinira iznimnu otpornost na koroziju s vrlo visokom mehaničkom čvrstoćom, što ga čini preferiranim materijalom za primjenu u nafti i plinu, kemijskoj preradi, moru i desalinizaciji. Jedinstvena dvofazna -mikrostruktura legure - približno jednakih udjela austenita i ferita - pruža svojstva koja niti jedna faza ne bi mogla postići sama.
Ovaj članak pruža opsežan tehnički pregled ASTM A790 UNS S32750 cijevi, pokrivajući njezin kemijski sastav, mehanička svojstva, otpornost na koroziju, standarde proizvodnje, zahtjeve za ispitivanje i tipične primjene.
Što je ASTM A790?
ASTM A790 je standardna specifikacija Američkog društva za ispitivanje i materijale za bešavne i zavarene feritne/austenitne (dupleks) cijevi od nehrđajućeg čelika. Definira zahtjeve za sastav i mehanička svojstva za bešavne i ravne -šavne zavarene cijevi, a također pokriva toplinsku obradu, proizvodni proces, uzorkovanje i ispitivanje te označavanje proizvoda. Standard pokriva i standardne dvostrane kvalitete (kao što su S31803 i S32205) i super dvostruke kvalitete (kao što su S32750 iS32760), što ga čini primarnom specifikacijom cijevi za duplex nehrđajući čelik u industriji nafte i plina, kemijskoj i pomorskoj industriji.
Sve ASTM A790 cijevi moraju biti-žarene i kaljene kako bi se postigla ciljna ravnoteža austenita-ferita, obično 40-60% ferita. Za S32750 potrebno je žarenje u otopini na minimalno 1025 stupnjeva, nakon čega slijedi gašenje vodom ili brzo hlađenje na druge načine.
Kemijski sastav UNS S32750
| Element | Raspon sastava (%) |
|---|---|
| Ugljik (C), maks | 0.030 |
| Mangan (Mn), max | 1.20 |
| Fosfor (P), max | 0.035 |
| Sumpor (S), max | 0.020 |
| Silicij (Si), maks | 0.80 |
| Krom (Cr) | 24.0 – 26.0 |
| Nikal (Ni) | 6.0 – 8.0 |
| Molibden (Mo) | 3.0 – 5.0 |
| Dušik (N) | 0.24 – 0.32 |
| Bakar (Cu), maks | 0.50 |
Mehanička svojstva
| Vlasništvo | Zahtjev |
|---|---|
| Vlačna čvrstoća, min | 116 ksi (800 MPa) |
| Granica tečenja (0,2% offset), min | 80 ksi (550 MPa) |
| Istezanje, min | 15% |
| Tvrdoća, max (HBW) | 300 |
| Tvrdoća, max (HRC) | 32 |
Otpornost na koroziju
Otpornost na koroziju UNS S32750 njegova je najvažnija karakteristika. S PREN-om od približno 42, ovaj super duplex stupanj nudi iznimne performanse u agresivnim okruženjima:
Jamičasta i pukotinska korozija:U standardiziranom ispitivanju željezovog klorida prema ASTM G48, 2205 obično je otporan na udubljenje do 35 stupnjeva, dok je 2507 otporan na udubljenje do 65 stupnjeva. Ova margina od 30 stupnjeva određuje koja okruženja svaki stupanj može sigurno podnijeti.
Pucanje uslijed korozije naprezanja (SCC):S32750 pokazuje izvrsnu otpornost na klorid-inducirano korozijsko pucanje, kritično svojstvo za operacije na moru, kiseli prirodni plin i desalinizaciju morske vode.
Opća korozija:Legura je vrlo otporna na koroziju organskim kiselinama. U 10% mravlje kiseline i 50% octene kiseline, brzina korozije je manja od 0,05 mm/godišnje, dok ASTM 316L pokazuje brzinu korozije veću od 0,2 mm/godišnje pod istim uvjetima.
Kritična temperatura pitinga:CPT za S32750 u 6% FeCl₃ je približno 65 stupnjeva, u usporedbi s ~35 stupnjeva za 2205 duplex.
Toplinska obrada i mikrostruktura
Odgovarajuća toplinska obrada neophodna je za postizanje optimalne ravnoteže austenitnih i feritnih faza u UNS S32750. Cijevi će biti toplinski obrađene na 1025-1125 stupnjeva (1880-2060 stupnjeva F) i kaljene brzim hlađenjem u vodi ili na neki drugi način.
Istraživanje je pokazalo da kada je temperatura obrade otopine 1050 stupnjeva, omjer / se približava 1:1, što daje izvrsna ukupna svojstva. Na temperaturama ispod 1000 stupnjeva, σ faza (sigma faza) postoji na / granicama zrna iu feritnim zrnima, što ozbiljno degradira žilavost i otpornost na koroziju. Na temperaturama iznad 1050 stupnjeva, Cr₂N se taloži u feritu i postupno raste i ogrubljuje, također smanjujući performanse.
Uravnoteženi kemijski sastav 2507 rezultira mikrostrukturom koja sadrži približno jednake količine ferita i austenita nakon žarenja na oko 1050-1125 stupnjeva. Sadržaj ferita veći od 70% smanjuje žilavost i otpornost na udubljenje, dok sadržaj ispod 25% smanjuje otpornost na SCC.
Zahtjevi za proizvodnju i testiranje
| Test | Zahtjev |
|---|---|
| Ispitivanje zatezanjem | Jedan po lotu (poprečno ili uzdužno) |
| Test spljoštenja | Potreban za zavarenu cijev |
| Ispitivanje tvrdoće | Potreban |
| Hidrostatsko ispitivanje | Pri tlaku po formuli u standardu (može se zamijeniti s NDE) |
| NDT | Vrtložna struja ili ultrazvučno ispitivanje (UT) za zavareni šav |
| Ispitivanje korozije | ASTM A923 (metoda A, B ili C) |
Primjene ASTM A790 UNS S32750
Visoka čvrstoća i otpornost na koroziju UNS S32750 čine ga prikladnim za širok raspon surovih okruženja, uključujući kloridne i sulfidne usluge:
Nafta i plin:Pučinski gornji i podmorski cjevovodi, dubokovodni uzlazni kanali, aplikacije za kiselu uslugu, istraživanje nafte i plina i platforme na moru
Morski okoliš:Desalinizacija morske vode, pomorsko inženjerstvo, brodogradnja
Kemijska obrada:Postrojenje za kemijske procese, kemijska obrada, transport i skladištenje, oprema za kontrolu onečišćenja
Celuloza i papir:Proizvodnja celuloze i papira
Ostale industrije:Izmjenjivači topline, oprema za obradu vode, prerada hrane, farmaceutska industrija
Legura je posebno ključna za otpornost na jamičastu koroziju, koroziju u pukotinama i pucanje uslijed korozije uzrokovano kloridima u operacijama na moru, kiselom prirodnom plinu i desalinizaciji morske vode.
Usporedba: 2205 protiv 2507
| Vlasništvo | 2205 (S32205) | 2507 (S32750) |
|---|---|---|
| Klasifikacija | Standardni duplex | Super duplex |
| Krom | 22.0-23.0% | 24.0-26.0% |
| nikal | 4.5-6.5% | 6.0-8.0% |
| Molibden | 3.0-3.5% | 3.0-5.0% |
| Dušik | 0.14-0.20% | 0.24-0.32% |
| PREN (tipično) | 34-36 | 42-43 |
| Granica tečenja, min | 450 MPa | 550 MPa |
| Vlačna čvrstoća, min | 620 MPa | 795 MPa |
| CPT u 6% FeCl3 | ~35 stupnjeva | ~65 stupnjeva |
| Relativni trošak | Osnovna linija | 30-50% premije |
Često postavljana pitanja
Koja je razlika između ASTM A790 i ASTM A789?
ASTM A790 pokriva bešavne i zavarene feritno/austenitne (dupleks) cijevi od nehrđajućeg čelika za opću korozivnu upotrebu, dok ASTM A789 pokriva zavarene i bešavne feritno/austenitne cijevi izmjenjivača topline od nehrđajućeg čelika. Obje specifikacije uključuju UNS S32750.
Koja je maksimalna radna temperatura za UNS S32750?
Općenito se preporučuje maksimalna radna temperatura od 315 stupnjeva (600 stupnjeva F). Međutim, standard VdTÜV preporučuje maksimalnu radnu temperaturu od 250 stupnjeva za 2507.
Može li se UNS S32750 zavarivati?
Da, UNS S32750 ima dobru zavarljivost. Međutim, zavarivanje zahtijeva kontrolirani unos topline (obično 0,5-2,5 kJ/mm) i dušikom-zaštitni plin (N₂ + Ar) kako bi se održala ispravna ravnoteža austenita i ferita. Kvaliteta 2507, sa svojim višim sadržajem legure, osjetljivija je na intermetalno taloženje ako je unos topline pretjeran ili temperature međuprolaza prelaze 150 stupnjeva. Kvalifikacija postupka zavarivanja za 2507 zahtijeva strože kontrole i opsežnija ispitivanja.
Koje su ekvivalentne ocjene za UNS S32750?
UNS: S32750
EN broj: 1.4410
EN Naziv: X 2 CrNiMoN 25-7-4
SS: 2328
Uobičajeni naziv: Super Duplex 2507
Stupanj kovanja: ASTM A182 F53
Zaključak
ASTM A790 UNS S32750 Super Duplex cijev od nehrđajućeg čelika predstavlja najvišu razinu duplex tehnologije od nehrđajućeg čelika. Njegova jedinstvena kombinacija visokog sadržaja kroma, molibdena i dušika daje PREN od približno 42, pružajući iznimnu otpornost na rupičastu koroziju, koroziju u pukotinama i pucanje od korozije uslijed naprezanja u sredinama koje-sadrže klorid. S minimalnom granicom razvlačenja od 550 MPa i vlačnom čvrstoćom od 800 MPa, S32750 nudi značajne uštede težine kroz tanje dijelove stijenke pri istom projektiranom tlaku. Za zahtjevne primjene u nafti i plinu, kemijskoj obradi, desalinizaciji i pomorskom inženjerstvu, ASTM A790 UNS S32750 je materijal izbora za inženjere koji zahtijevaju beskompromisne performanse u najagresivnijim okruženjima.
