ASTM A790 UNS S32750, известен като Super Duplex 2507, е феритна-аустенитна неръждаема стомана с висока-производителност, проектирана за най-взискателните индустриални среди. Този супер дуплексен клас съчетава изключителна устойчивост на корозия с много висока механична якост, което го прави предпочитан материал за нефт и газ, химическа обработка, морски приложения и приложения за обезсоляване. Уникалната дву-фазова микроструктура на сплавта - приблизително равни пропорции на аустенит и ферит - осигурява свойства, които нито една фаза не би могла да постигне сама.
Тази статия предоставя изчерпателен технически преглед на тръбата ASTM A790 UNS S32750, обхващаща нейния химически състав, механични свойства, устойчивост на корозия, производствени стандарти, изисквания за изпитване и типични приложения.
Какво е ASTM A790?
ASTM A790 е стандартната спецификация на Американското общество за изпитване и материали за безшевни и заварени феритни/аустенитни (дуплексни) тръби от неръждаема стомана. Той определя изискванията за състава и механичните свойства на безшевни и заварени тръби с прав -шев и също така обхваща топлинна обработка, производствен процес, вземане на проби и изпитване и маркиране на продукта. Стандартът обхваща както стандартни дуплексни класове (като S31803 и S32205), така и супердуплексни класове (като S32750 иS32760), което го прави основната спецификация за тръби за дуплексна неръждаема стомана в нефтената и газовата, химическата и морската промишленост.
Всички тръби ASTM A790 трябва да бъдат-закалени и закалени, за да се постигне целевият аустенит-феритен баланс, обикновено 40-60% ферит. За S32750 се изисква отгряване в разтвор при минимум 1025 градуса, последвано от закаляване с вода или бързо охлаждане с други средства.
Химичен състав на UNS S32750
| елемент | Диапазон на състава (%) |
|---|---|
| Въглерод (C), макс | 0.030 |
| Манган (Mn), макс | 1.20 |
| Фосфор (P), макс | 0.035 |
| Сяра (S), макс | 0.020 |
| Силиций (Si), макс | 0.80 |
| хром (Cr) | 24.0 – 26.0 |
| Никел (Ni) | 6.0 – 8.0 |
| Молибден (Mo) | 3.0 – 5.0 |
| Азот (N) | 0.24 – 0.32 |
| Мед (Cu), макс | 0.50 |
Механични свойства
| Собственост | Изискване |
|---|---|
| Якост на опън, мин | 116 ksi (800 MPa) |
| Граница на провлачване (0,2% отместване), мин | 80 ksi (550 MPa) |
| Удължение, мин | 15% |
| Твърдост, макс. (HBW) | 300 |
| Твърдост, max (HRC) | 32 |
Устойчивост на корозия
Устойчивостта на корозия на UNS S32750 е неговата най-определяща характеристика. С PREN от приблизително 42, този супер дуплексен клас предлага изключителна производителност в агресивни среди:
Питинг и цепнатина корозия:При стандартизирано изпитване на железен хлорид по ASTM G48, 2205 обикновено издържа на питинг до 35 градуса, докато 2507 издържа на питинг до 65 градуса. Този марж от 30 градуса определя с кои среди всеки клас може да се справи безопасно.
Корозионно напукване под напрежение (SCC):S32750 проявява отлична устойчивост на хлорид-индуцирано корозионно напукване под напрежение, критично свойство за офшорни операции, киселинен природен газ и приложения за обезсоляване на морска вода.
Обща корозия:Сплавта е силно устойчива на корозия от органични киселини. В 10% мравчена киселина и 50% оцетна киселина скоростта на корозия е по-малка от 0,05 mm/година, докато ASTM 316L показва скорост на корозия, по-висока от 0,2 mm/година при същите условия.
Критична температура на питинг:CPT на S32750 в 6% FeCl₃ е приблизително 65 градуса, в сравнение с ~35 градуса за 2205 дуплекс.
Топлинна обработка и микроструктура
Правилната топлинна обработка е от съществено значение за постигане на оптимален баланс на аустенитни и феритни фази в UNS S32750. Тръбите трябва да бъдат термично обработени при 1025-1125 градуса (1880-2060 градуса F) и охладени чрез бързо охлаждане във вода или по друг начин.
Изследванията показват, че когато температурата на обработка на разтвора е 1050 градуса, съотношението / се доближава до 1:1, което води до отлични общи свойства. При температури под 1000 градуса, σ фазата (сигма фаза) съществува на / границите на зърната и във феритните зърна, което сериозно влошава якостта и устойчивостта на корозия. При температури над 1050 градуса, Cr₂N се утаява във ферит и постепенно расте и загрубява, като също намалява производителността.
Балансираният химически състав на 2507 води до микроструктура, съдържаща приблизително равни количества ферит и аустенит след отгряване при около 1050-1125 градуса. Съдържание на ферит, надвишаващо 70%, намалява якостта и устойчивостта на питинг, докато съдържание под 25% намалява устойчивостта на SCC.
Изисквания за производство и изпитване
| Тест | Изискване |
|---|---|
| Тест на опън | Един на партида (напречен или надлъжен) |
| Тест за сплескване | Изисква се за заварени тръби |
| Тест за твърдост | Задължително |
| Хидростатичен тест | При налягане по формула в стандарта (може да се замени с NDE) |
| NDT | Вихрови токове или ултразвуково изпитване (UT) за заварени шевове |
| Тест за корозия | ASTM A923 (метод A, B или C) |
Приложения на ASTM A790 UNS S32750
Високата якост и устойчивост на корозия на UNS S32750 го правят подходящ за широк спектър от тежки среди, включително обслужване с хлорид и сулфид:
Нефт и газ:Офшорни горни и подводни тръбопроводи, дълбоководни щрангове, приложения за обслужване на киселини, проучване на нефт и газ и офшорни платформи
Морска среда:Обезсоляване на морска вода, морско инженерство, корабостроене
Химическа обработка:Инсталация за химически процеси, химическа обработка, транспорт и съхранение, оборудване за контрол на замърсяването
Целулоза и хартия:Производство на целулоза и хартия
Други отрасли:Топлообменници, оборудване за пречистване на вода, хранително-вкусова промишленост, фармацевтична промишленост
Сплавта е особено важна за устойчивост на питинг, корозия в пукнатини и корозионно напукване под напрежение, причинено от хлориди в офшорни операции, киселинен природен газ и приложения за обезсоляване на морска вода.
Сравнение: 2205 срещу 2507
| Собственост | 2205 (S32205) | 2507 (S32750) |
|---|---|---|
| Класификация | Стандартен дуплекс | Супер дуплекс |
| хром | 22.0-23.0% | 24.0-26.0% |
| никел | 4.5-6.5% | 6.0-8.0% |
| Молибден | 3.0-3.5% | 3.0-5.0% |
| Азот | 0.14-0.20% | 0.24-0.32% |
| PREN (типично) | 34-36 | 42-43 |
| Граница на провлачване, мин | 450 MPa | 550 MPa |
| Якост на опън, мин | 620 MPa | 795 MPa |
| CPT в 6% FeCl3 | ~35 градуса | ~65 градуса |
| Относителна цена | Базово ниво | 30-50% премия |
Често задавани въпроси
Каква е разликата между ASTM A790 и ASTM A789?
ASTM A790 обхваща безшевни и заварени феритни/аустенитни (дуплексни) тръби от неръждаема стомана за общо корозионно обслужване, докато ASTM A789 обхваща заварени и безшевни феритни/аустенитни топлообменни тръби от неръждаема стомана. И двете спецификации включват UNS S32750.
Каква е максималната работна температура за UNS S32750?
Максималната работна температура обикновено се препоръчва като 315 градуса (600 градуса F). Стандартът VdTÜV обаче препоръчва максимална работна температура от 250 градуса за 2507.
Може ли UNS S32750 да се заварява?
Да, UNS S32750 има добра заваряемост. Въпреки това, заваряването изисква контролирано подаване на топлина (обикновено 0,5-2,5 kJ/mm) и обогатен с азот-защитен газ (N₂ + Ar) за поддържане на подходящ баланс аустенит-ферит. Степен 2507, с по-високо съдържание на сплав, е по-чувствителен към интерметални утайки, ако входящата топлина е прекомерна или температурите между преминаването надвишават 150 градуса. Квалифицирането на заваръчната процедура за 2507 изисква по-строг контрол и по-широко тестване.
Какви са еквивалентните степени за UNS S32750?
UNS: S32750
EN номер: 1.4410
EN Име: X 2 CrNiMoN 25-7-4
SS: 2328
Общо име: Super Duplex 2507
Клас на коване: ASTM A182 F53
Заключение
ASTM A790 UNS S32750 Супер дуплексна тръба от неръждаема стомана представлява най-високото ниво на дуплексна технология от неръждаема стомана. Неговата уникална комбинация от високо съдържание на хром, молибден и азот осигурява PREN от приблизително 42, осигурявайки изключителна устойчивост на точкова корозия, корозия на пукнатини и корозионно напукване в среда, съдържаща-хлорид. С минимална граница на провлачване от 550 MPa и якост на опън от 800 MPa, S32750 предлага значително спестяване на тегло чрез по-тънки стенни секции при същото проектно налягане. За взискателни приложения в нефт и газ, химическа обработка, обезсоляване и морско инженерство, ASTM A790 UNS S32750 е избраният материал за инженери, които изискват безкомпромисна производителност в най-агресивните среди.
