1. 654SMO (UNS S31254) چیست ، و چه چیزی آن را به یک فولاد ضد زنگ آستنیتی "فوق العاده" تبدیل می کند؟
654SMO ، که تحت سیستم شماره گذاری یکپارچه به عنوان UNS S31254 شناخته می شود ، یک درجه -} درجه ، فولاد ضد زنگ فوق العاده آستنیتی است. تعیین "Super" آن را از نمرات استاندارد آستنیتی (مانند 304/316) و حتی استاندارد "عملکرد عالی-" (مانند 317L) با ارائه یک جهش چشمگیر در مقاومت در برابر خوردگی ، در درجه اول از طریق ترکیب شیمیایی دقیق آن ، متمایز می کند.
خصوصیات "فوق العاده" از طریق افزودن قابل توجهی از عناصر اصلی آلیاژ حاصل می شود:
کروم بالا (20 ٪ CR) و مولیبدن (6.1 ٪ MO): اینها عناصر اساسی برای مقاومت در برابر خوردگی هستند. کروم مقاومت در برابر محیط های اکسید کننده مقاومت می کند ، در حالی که مولیبدن به شدت مقاومت در برابر خوردگی و خوردگی Crevice در کلرید-} را بهبود می بخشد. اثر ترکیبی توسط شماره معادل مقاومت گودال (PREN) اندازه گیری می شود. با داشتن یک پیش فرض بالاتر از 40 ، 654smo در لیگ بسیار بالاتر از 316L (24 پوند) و حتی فولادهای ضد زنگ دوبلکس مانند 2205 (35 پوند) قرار دارد.
نیکل بالا (18 ٪ ni): این یک ریزساختار پایدار و کاملاً آستنیتی را تضمین می کند ، که چقرمگی و انعطاف پذیری بسیار خوبی را فراهم می کند. محتوای بالای نیکل همچنین ذاتاً مقاومت در برابر ترک خوردگی استرس کلرید (SCC) ، یک حالت خرابی مشترک برای فولادهای ضد زنگ استاندارد را بهبود می بخشد.
نیتروژن (0.5 ~ N): این یک تقویت کننده مؤثر- {{1} است. نیتروژن به طور قابل توجهی قدرت و سختی عملکرد آلیاژ را بدون به خطر انداختن انعطاف پذیری یا قابلیت جوشکاری افزایش می دهد. همچنین باعث افزایش قابل توجهی برای Pren می شود.
مس (0.7 ~ مس) و منگنز (MN 0.5 ~): افزودنیهای مس مقاومت در برابر اسید سولفوریک را افزایش می دهد ، در حالی که منگنز در حلالیت نیتروژن در طی فرآیند فولاد کمک می کند.
این هم افزایی قدرتمند عناصر باعث می شود لوله های 654smo بتوانند برخی از تهاجمی ترین محیط های شیمیایی و دریایی را که در آن سایر فولادهای ضد زنگ به سرعت شکست می خورند ، کنترل کنند.
2. در کدام برنامه های خاص صنعتی لوله های 654Smo یک انتخاب ضروری و هزینه- انتخاب مؤثر هستند؟
لوله های 654smo یک ماده هدف عمومی- نیستند. آنها یک راه حل تخصصی برای خدمات خورنده شدید هستند. استفاده از آنها در صنایعی ضروری است که عدم موفقیت تجهیزات به دلیل خوردگی منجر به خطرات ایمنی فاجعه بار ، حوادث محیطی یا خرابی گسترده تولید می شود. برنامه های کلیدی شامل:
نفت و گاز دریایی {{0} systems سیستم های آب دریا: این یک برنامه اصلی است. 654} SMO برای لوله های خنک کننده آب دریا ، سیستم های آتش نشانی و لوله کشی برای تزریق آب دریا استفاده می شود. سرد ، اکسیژن-} آب دریا غنی بسیار تهاجمی است و باعث ایجاد خوردگی شدید و خوردگی در مواد درجه 4-. 654 pren بالا می شود که Pren بالا آن را به یکی از معدود مواد فلزی مناسب برای این سیستم ها تبدیل می کند.
پردازش شیمیایی و پتروشیمی: گیاهان دست زدن به اسیدهای تهاجمی و هالیدها به لوله کشی 654smo برای:
اسید گوگرد و فسفریک: به ویژه در غلظت و درجه حرارت متوسط.
کلرید - حاوی جریان های فرآیند: جایی که آلودگی ناشی از آب خنک کننده یا مواد شیمیایی فرآیند اجتناب ناپذیر است.
کنترل آلودگی (Desulfurization Gas Flue - fgd): در واحدهای اسکراب که در آن گرم ، مرطوب ، کلرید-}} چگالش می شود و یکی از فاسد ترین محیط های صنعتی را ایجاد می کند.
صنعت پالپ و کاغذ: در هضم کننده ها و گیاهان سفید کننده که در آن از دی اکسید کلر و سایر عوامل اکسید کننده قوی استفاده می شود ، 654Smo مقاومت برتر را ارائه می دهد.
ساخت و ساز دریایی و کشتی سازی: برای سیستم های لوله کشی بحرانی در تانکرهای شیمیایی و کشتی های عملکردی بالا {0}.
انتخاب هزینه - از طریق یک زندگی - تجزیه و تحلیل هزینه چرخه (LCC) مؤثر است. در حالی که هزینه اولیه لوله 654smo زیاد است ، طول عمر استثنایی و حداقل نیازهای نگهداری آن اغلب باعث می شود تا در طول عمر 20-30 ساله در مقایسه با آلیاژهای ارزان قیمت که نیاز به جایگزینی مکرر یا روکش دارند ، و ضررهای تولید مرتبط با آن در طول زمان خرابی اقتصادی تر شود.
3. چالش های اصلی در جوشکاری لوله های 654smo چیست و چگونه بر آنها غلبه می شود؟
جوشکاری 654smo برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی و خصوصیات مکانیکی آن در منطقه جوش نیاز به روش و تکنیک دقیق دارد. چالش های اصلی مربوط به محتوای بالای آلیاژ آن است.
ریزگردها و بارش فاز ثانویه: سطح بالای مولیبدن و کروم باعث می شود که این عناصر در حین جامد شدن جوش از هم جدا شوند. این می تواند منجر به تشکیل فازهای بین فلزی در فلز جوش و گرما- منطقه آسیب دیده (HAZ) شود ، مهمترین آنها:
فازهای Chi (χ) و Sigma (σ): این شکننده ، کروم -} و molybdenum {1} فازهای غنی در یک محدوده دمای بحرانی (تقریباً 700 درجه تا 1000 درجه) رسوب می کنند. تشکیل آنها ماتریس اطراف کروم و مولیبدن را کاهش می دهد و مناطق بسیار مستعد ابتلا به خوردگی موضعی را ایجاد می کند. آنها همچنین جوش را در آغوش می گیرند.
ترک خوردگی داغ: ریزساختار کاملاً آستنیتی (بدون فریت) می تواند مستعد ترک خوردگی است ، زیرا فریت اغلب در جذب ناخالصی مانند گوگرد و فسفر مفید است.
استراتژی های کاهش برای جوشکاری:
انتخاب فلز پرکننده: این بسیار مهم است. از فلزات پرکننده آلیاژ بیش از - برای جبران تفکیک استفاده می شود. برای جوشکاری 654smo ، یک فلزی پرکننده مبتنی بر نیکل- مانند ernicrmo- 3 (آلیاژ 625) یا یک آلیاژ بالاتر}} Alloy Super Austenitic مانند Ernicrmo-17 (آلیاژ 686) استاندارد است. این پرکننده ها از مولیبدن و محتوای کروم بالاتری برخوردار هستند و اطمینان حاصل می کنند که ترکیب فلزی جوش نهایی حتی پس از تفکیک ، مقاوم در برابر خوردگی باقی مانده است.
کنترل دقیق ورودی گرما: از یک ورودی گرمای کم و متوسط استفاده کنید تا زمان جوشکاری در محدوده دما بحرانی که در آن فازهای مضر ایجاد می شود ، به حداقل برسد. با این حال ، ورودی گرما باید برای اطمینان از همجوشی مناسب کافی باشد و از کمبود- {-} نقص نفوذ خودداری کند.
حفظ دمای تداخل: حداکثر دمای فاصله 100 درجه به شدت اجرا می شود تا مانع از عبور مجدد از جوش های قبلی در محدوده دمای مضر شود.
پاکسازی پشت: برای جوشکاری لوله ، استفاده از یک گاز بی اثر (مانند آرگون) برای محافظت از داخل (ریشه ریشه) جوش از اکسیداسیون برای دستیابی به یک پاس ریشه مقاوم در برابر-}} ضروری است.
4. چگونه عملکرد و هزینه 654Smo با آلیاژهای مبتنی بر نیکل- مقایسه می کند؟
مقایسه بین 654smo (یک فولاد ضد زنگ فوق العاده آستنیتی) و Hastelloy C {2} 276 ((آلیاژ مبتنی بر نیکل) یک نکته مهم برای مهندسان در محیط های بسیار خورنده است. این انتخاب به خورنده خاص و حاشیه ایمنی مورد نیاز وابسته است.
| پارامتر | 654SMO (UNS S31254) | Hastelloy C-276 (UNS N10276) |
|---|---|---|
| سیستم پایه | آهن - مبتنی بر (فولاد ضد زنگ Austenitic) | نیکل - مبتنی بر |
| عناصر اصلی آلیاژ | 20cr ، 18ni ، 6.1mo ، 0.5n | 16cr ، 56ni ، 16mo ، 4w |
| پیشانی | ~43 | ~69 |
| مقاومت اسید اکسید کننده | عالی (CR عالی) | خیلی خوب |
| کاهش مقاومت اسید | خوب | برتر (بسیار بالا MO+W) |
| مقاومت SCC کلرید | عالی | برجسته |
| حداکثر سرویس حداکثر (در هوا) | درجه 400 درجه f / 200 درجه | درجه 1900 درجه F / 1040 درجه |
| هزینه | پایین | به طور قابل توجهی بالاتر |
راهنمایی انتخاب:
654smo را انتخاب کنید وقتی: تهدید اصلی کلرید-} ناشی از خوردگی و خوردگی ناشی از آن در محیط های آبی (به عنوان مثال ، آب دریا ، آب شکننده) است. این مقاومت عالی با هزینه کمتری نسبت به آلیاژهای نیکل فراهم می کند. این "مرز نهایی" از فولادهای ضد زنگ قبل از حرکت به دامنه آلیاژ نیکل- است.
Hastelloy C-276 را انتخاب کنید:
محیط حاوی اسیدهای کاهش دهنده قوی (به عنوان مثال ، هیدروکلریک داغ ، اسیدهای سولفوریک) است.
درجه حرارت بالاتر درگیر است ، فراتر از محدوده مفید فولادهای ضد زنگ.
برای یک شیمی فرآیند ناشناخته یا نوسان ، حاشیه ایمنی بیشتری لازم است.
مقاومت در برابر گاز کلر مرطوب مورد نیاز است.
به طور خلاصه ، برای بسیاری از کاربردهای شدید آب دریا و شیمیایی ، 654Smo یک راه حل قوی و از نظر اقتصادی جذاب ارائه می دهد. هنگامی که شرایط خوردگی حتی شدیدتر یا داغ تر می شود ، عملکرد برتر آلیاژهای مبتنی بر نیکل- مانند C-276 با وجود هزینه بالاتر ضروری می شود.
5. برای اطمینان از عملکرد آنها در خدمات ، روی لوله های 654smo تست های کنترل کیفیت مهم انجام می شود؟
با توجه به ماهیت مهم کاربردهای آن ، لوله 654smo در معرض باتری دقیق تست های کنترل کیفیت قرار دارد که بسیار فراتر از تأیید مواد استاندارد است.
تجزیه و تحلیل شیمیایی: تأیید شیمی ذوب اولین و مهمترین مرحله است. تجزیه و تحلیل طیف سنجی تأیید می کند که همه عناصر (به ویژه Cr ، Mo ، Ni ، N ، Cu) در محدوده باریک مشخص شده هستند. یک انحراف جزئی می تواند عملکرد PREN و سازش را به شدت کاهش دهد.
تست خوردگی (LOT- خاص): این یک آزمایش تعیین کننده برای نمرات فوق العاده آستنیتی است. نمونه هایی از لوله نهایی یا گرمای تولید در معرض آزمایش های خوردگی گودال استاندارد قرار می گیرند.
روش ASTM G48 روش A (تست گودال کلرید فریک): یک کوپن در محلول کلرید فریک اسید شده 6 ٪ در دمای مشخص (به عنوان مثال ، 50 درجه) غوطه ور می شود. این مواد پس از 24 ساعت نباید گودال نشان دهند. از دمای عبور از آن می توان برای واجد شرایط بودن مواد برای شرایط خدمات خاص استفاده کرد.
آزمایش خوردگی بین دانه ای (IGC): برای اطمینان از این که مواد در محلول مناسب قرار دارند- شرایط آنیل شده و عاری از حساسیت ، تست هایی مانند ASTM A262 تمرین E (تست استریشر) یا تمرین C (تست هوی) انجام می شود. این آزمایشات تأیید می کند که هیچ کاربیدهای مضر کروم در مرزهای دانه رسوب نکرده اند.
آزمایش مکانیکی: آزمایش های کششی استاندارد و سختی برای تأیید لوله انجام می شود که از قدرت عملکرد مورد نیاز ، استحکام کششی و کشیدگی برخوردار است و اطمینان حاصل می کند که دارای یکپارچگی ساختاری و انعطاف پذیری لازم است.
NON - آزمایش مخرب (NDT):
آزمایش اولتراسونیک (UT): برای تشخیص نواقص داخلی مانند لمینیت یا اجزاء.
آزمایش نفوذ رنگ (PT) یا آزمایش جریان Eddy (ET): برای تشخیص سطح و نزدیک - نقص سطح روی لوله.
آزمایش هیدرواستاتیک: لوله تمام شده با آب به میزان قابل توجهی بالاتر از فشار طراحی خود فشار می یابد تا صدای ساختاری و نشت آن را اثبات کند - محکم.
این پروتکل QC لایه ای چند- تضمین می کند که هر طول لوله 654smo که به پروژه تحویل داده می شود ، همانطور که انتظار می رود در شرایط زمینه خواستار که برای آن انتخاب شده است ، انجام می شود.
