1. 253 MA ja 654 SMO klassifitseeritakse mõlemad supersulamiteks, kuid täiesti erinevatel põhjustel. Millised on nende põhilised metallurgilised klassifikatsioonid ja millised on peamised legeerivad elemendid, mis määratlevad nende "super" staatuse?
Vaatamata sellele, et mõlemad on roostevabad terased, kuuluvad need sulamid põhimõtteliselt erinevatesse peredesse ja on eristuvatel eesmärkidel "super".
253mA (UNS S30815): see on kuumus - vastupidav austeniitse roostevabast terasest. Selle "super" olek viitab selle paremale tugevusele ja oksüdatsiooniresistentsusele väga kõrgetel temperatuuridel (kuni 1150 kraadi / 2100 kraadi F). Selle kompositsioon põhineb 18/10 Cr - Ni austeniticu struktuuril, kuid seda täiustatakse:
Cerium (CE) ja Lanthanum (LA): need haruldaste muldmetallide elemendid (REES) on võtmeks. Need parandavad dramaatiliselt kaitsva kromiumoksiidi skaala haardumist ja stabiilsust termilise tsükli ajal, vältides spallatsiooni (ketendamine).
Kõrge räni (SI) ja lämmastik (N): räni suurendab veelgi oksüdatsiooniresistentsust, samas kui lämmastik toimib tugeva tahke lahuse tugevdajana, pakkudes kõrget ruumi ja kõrgendatud temperatuuri tugevust.
Mõõdukas süsinik (C): süsinik tagab kõrge - temperatuuri tugevuse karbiidi moodustumise kaudu.
654 SMO (UNS S32654): see on super - austenitiline roostevaba teras. Selle "super" staatus tähistab selle ülivõrdes vastupidavust agressiivse vesilahuse ja lõhede korrosiooni suhtes, eriti kloriide sisaldavates vesilahuses. Selle kompositsiooni määratleb äärmuslik legeerimine:
Kõrge kroom (CR ~ 24%), nikkel (Ni ~ 22%), molübdeen (MO ~ 7,3%): see triaad annab suurepärase korrosioonikindluse lähtejoone.
Very High Nitrogen (N ~0.5%): This is an extraordinary amount. Nitrogen is a powerful austenite stabilizer (allowing the high Cr/Mo content) and a phenomenal strengthener. Most critically, it synergizes with Molybdenum to drastically elevate the Pitting Resistance Equivalent Number (PREN >50).
Vask (Cu) ja mangaan (MN): vask AIDSi resistentsus väävelhappe suhtes ja mangaan aitab lahustada kõrge lämmastiku sisalduse.
2. Nende rakendused on uuring vastanditega. Millised on peamised teeninduskeskkonnad, mis õigustavad 253 mA valikut tavaliste roostevabade teraste kaudu, näiteks 309 või 310, ja vastupidi, millal on 654 SMO määratud madalama - astme austenitika või dupleksteraste kohal?
Valikut juhib domineeriv alandav mehhanism: temperatuur 253mA korral ja korrosioon 654 SMO jaoks.
Õigustades 253mA (kõrge - temperatuurirakendused):
Insener täpsustaks 253mA üle 309/310, kui rakendus hõlmab tsüklilist kuumutamist ja jahutamist oksüdeeruvas atmosfääris. Standardsulamid moodustavad oksiidiskaalad, mis pragunevad ja spallivad termilise tsükli ajal, põhjustades progresseeruva metalli kadu . 253 Ma haruldaste muldmetallide elemendid tagavad skaala puutumatuks, pakkudes pikka - termini kaitset.
Konkreetsed rakendused: Mineraalide töötlemise seadmed (nt paagutusvööd, kuumtöötlusega ahju komponendid nagu kiirgavad torud, rullid ja summutid), pürolüüsireaktorid, keraamilise ahju mööbel ja komponendid gaasiturbiini põlemissüsteemides.
654 SMO õigustamine (vesikorrosioonirakendused):
654 SMO on täpsustatud siis, kui standard 316L, 6MO Austenitics (nagu 254 SMO) või isegi dupleksterased (nagu 2205) ebaõnnestuvad lokaliseeritud pritsimise või lõhede korrosiooni tõttu.
Konkreetsed rakendused: merevesi - jahutatud soojusvahetid ja kondensaatorid elektri- ja keemiatehases, nafta- ja gaasi torustikku avamere- ja nabad, suitsugaasi desulfuriseerimise (FGD) puhastussüsteemid, mis käitlevad kuumakloriidi-- ladenhappeid ja keemilisi protsessi seadmeid äärmiselt agressiivseteks halodes.
3. valmistamine, eriti keevitamine, on mõlema sulami jaoks olulised väljakutsed. Milline on peamine metallurgiline risk keevitamise ajal ja millised konkreetsed protseduurid ja tarbekaupa on volitatud terviklikkuse tagamiseks?
Keevitusprobleemid on nende erinevate mikrostruktuuride tõttu diametraalselt vastu.
Keevitamine 253mA:
Esmane risk: kuum pragunemine (tahkestamise pragunemine). Täielikult austeniitilisel mikrostruktuuril on kõrge soojuspaisumistegur ja madal tahkestamisega seotud elastsus, mis muudab selle pragunemisele vastuvõtlikuks, kuna keevisõmbluse bassein tahkestub.
Vähendamise strateegia:
Tarbimine: kasutage üle - sulatatud täitemetalli, mis ladestub dupleks (austeniit - ferriit) mikrostruktuuri. Ühine valik on Ernicr - 3 (Alloy 82) niklipõhine täiteaine. See toob keevismetallisse väikese koguse ferriiti, mis lahustab väävli ja fosfori lisandeid ning tagab suurema pragunemise vastupidavuse.
Protseduur: kasutage madalat soojussisendit, kitsaid keevisõmblusi ja hoidke soojuse üldise kokkupuute minimeerimiseks ja keevisõmbluse metalli mikrostruktuuri kontrollimiseks madalat temperatuuri.
Keevitamine 654 SMO:
Esmane risk: sekundaarsete faaside moodustumine ja korrosioonikindluse kaotus. Äärmuslik legeeriv sisaldus, eriti väga kõrge lämmastik, muudab sulamist väga altid nitriidide (nt cr₂n) ja metallidevaheliste faaside (nt Sigma, Chi) sadestumiseks soojuses - mõjutatud tsooni (HAZ), kui see on jahutatud liiga aeglaselt 600-1000 kraadi kaudu.
Vähendamise strateegia:
Tarbimine: kasutage kõrgelt - aegunud nikkel - põhise metalli, näiteks ErnicRMO-3 (Alloy 625) või ErnicRMO-13 (Alloy 59). See tagab, et keevismetallil on piisavalt CR, MO ja N -tolerantsi mikrosegregatsioonile vastupanu ja korrosioonikindluse säilitamiseks.
Protseduur: kasutage kõrget soojuse sisendit ja aeglast jahutuskiirust. See on 253mA vastand. Eesmärk on kriitilise temperatuurivahemiku kiireks vältida, vältides aega - sõltuvat sademeid. Tagasi - puhastamine argooniga on hädavajalik, et vältida oksüdeerumist juureküljel.
4. Millised on tehnilise hanke seisukohast kaks kõige kriitilisemat kvaliteeditagamise testi, mis taotlevad 654 SMO -d, et see toimib ootuspäraselt raske kloriidi keskkonnas?
Keemia lihtsalt kontrollimine on ebapiisav. Kaks jõudlust - põhinevad testid on kriitilised:
Granulaarsete korrosioonitesti (IGC) pärast sensibiliseerimist: materjali tuleb testida vastavalt sellisele standardile nagu ASTM G28 meetod A (Streicheri test). Oluline on see, et katseproov peab kõigepealt läbima tahtliku sensibiliseerimise kuumtöötluse (nt 700 kraadi 30 minutit), mis on loodud kahjulike faaside sadestamiseks. Pärast seda töötlemist peab proovil olema madal korrosioonikiirus, mis tõestab, et materjali tegelik kuumus on vastupidav nende kahjulike faaside moodustumisele keevitamise ajal või tahtmatu kuumtöötluse ajal.
Kriitiline temperatuur (CPT) ja/või kriitilise lõhe temperatuuri (CCT) test: materjali tuleks testida vastavalt ASTM G48 (raudkloriidi test), et määrata selle CPT ja CCT. 654 SMO puhul peaks CPT olema tunduvalt üle 50 kraadi (sageli> 70 kraadi) ja CCT, kuigi madalam, peaks olema oluliselt kõrgem kui standardsetel 6 -milolistel sulamitel. Need kvantitatiivsed andmed annavad otseseid tõendeid selle kohta, et materjal seisab ettepanekute temperatuuril vastu ja lõhede korrosiooni.
5. Majanduslikus mõttes on need esmaklassilised materjalid. Millised muud tehnilised eelised pelgalt korrosiooni või temperatuurikindlusele võivad nende kõrged algkulud õigustada, mis viib madalamate omandiõiguse kogukuludeni?
Põhjendus pärineb suurepärastest jõudlusmõõdikutest, mis mõjutavad kogu projekti elutsüklit:
253mA jaoks:
Suurem lubatud disainipinge temperatuuril: selle kõrge tugevus kõrgendatud temperatuuridel võimaldab kujundada õhemaid - seinaga komponente, vähendades materjali kaalu ja kulusid. See võib põhjustada kergemaid tugistruktuure ja vähem energiat vajalikku energiat.
Pikem kasutusaega ja vähendatud seisakuid: komponendid püsivad tsüklilises soojus teeninduses märkimisväärselt kauem, vähendades asendamise seiskamise sagedust. Tootmiskulud seisavad sageli materiaalkulusid.
654 SMO jaoks:
Õhemad seinad ja raskuse kokkuhoid: selle väga kõrge saagikuse tugevus (~ 550 MPa) võimaldab õhemate seintega disainitud rõhuanumaid ja torustikku võrreldes tavaliste austeniticsiga nagu 316L, säästes kaalu ja materjali mahtu.
Katastroofilise ebaõnnestumise kõrvaldamine: ühelekke või tõrke maksumus avamere-, keemia- või FGD -tehases - keskkonnakahjustuste, ohutusjuhtumite ja kaotatud tootmise tõttu - võib olla astronoomiline . 654 Smo lähedase immuunsuse suhtes kloriid {3} avalikustatud.
Kasutage koos agressiivse jahutusvett: see võimaldab kasutada merevett või riimvee jahutusvahendina, kartmata ebaõnnestumist, välistades vajaduse kallite veepuhastusjaamade või titaani soojusvahetite järele.
