ASTM A790 UNS S32750, широко відомий як Super Duplex 2507, — це високо-феритна-аустенітна нержавіюча сталь, розроблена для найвимогливіших промислових середовищ. Цей супердуплексний сорт поєднує виняткову стійкість до корозії з дуже високою механічною міцністю, що робить його кращим матеріалом для нафтогазових, хімічних, морських і опріснювальних установок. Унікальна подвійна -фазна мікроструктура сплаву - приблизно однакові пропорції аустеніту та фериту - забезпечує властивості, яких жодна фаза не може досягти окремо.
Ця стаття містить вичерпний технічний огляд труби ASTM A790 UNS S32750, що охоплює її хімічний склад, механічні властивості, стійкість до корозії, виробничі стандарти, вимоги до випробувань і типові застосування.
Що таке ASTM A790?
ASTM A790 — це стандартна специфікація Американського товариства випробувань і матеріалів для безшовних і зварних труб із феритної/аустенітної (дуплексної) нержавіючої сталі. Він визначає вимоги до складу та механічних властивостей безшовних і прямошовних-зварних труб, а також охоплює термічну обробку, виробничий процес, відбір проб і випробування, а також маркування продукції. Стандарт охоплює як стандартні дуплексні марки (такі як S31803 і S32205), так і супердуплексні марки (такі як S32750 іS32760), що робить його основною специфікацією труб для дуплексної нержавіючої сталі в нафтогазовій, хімічній та морській промисловості.
Усі труби ASTM A790 мають бути-відпалені та загартовані для досягнення цільового балансу аустеніту-фериту, як правило, 40-60% фериту. Для S32750 необхідний відпал у розчині при мінімумі 1025 градусів з подальшим гартуванням у воді або швидким охолодженням іншими способами.
Хімічний склад UNS S32750
| елемент | Діапазон складу (%) |
|---|---|
| Вуглець (C), макс | 0.030 |
| Марганець (Mn), макс | 1.20 |
| Фосфор (P), макс | 0.035 |
| Сірка (S), макс | 0.020 |
| Кремній (Si), макс | 0.80 |
| Хром (Cr) | 24.0 – 26.0 |
| Нікель (Ni) | 6.0 – 8.0 |
| Молібден (Mo) | 3.0 – 5.0 |
| Азот (N) | 0.24 – 0.32 |
| Мідь (Cu), макс | 0.50 |
Механічні властивості
| Власність | Вимога |
|---|---|
| Міцність на розрив, хв | 116 ksi (800 МПа) |
| Межа текучості (зсув 0,2%), мін | 80 ksi (550 МПа) |
| Подовження, хв | 15% |
| Твердість, не більше (HBW) | 300 |
| Твердість, не більше (HRC) | 32 |
Стійкість до корозії
Стійкість до корозії UNS S32750 є його найбільш визначальною характеристикою. З PREN приблизно 42, цей супердуплексний сорт забезпечує виняткову продуктивність в агресивних середовищах:
Точкова та щілинна корозія:У стандартизованих випробуваннях хлориду заліза відповідно до ASTM G48, 2205 зазвичай стійкий до точкової корекції до 35 градусів, тоді як 2507 стійкий до точкової корекції до 65 градусів. Цей запас у 30 градусів визначає, з якими середовищами може безпечно працювати кожен клас.
Корозійне розтріскування під напругою (SCC):S32750 демонструє чудову стійкість до корозійного розтріскування під напругою,-спричиненого хлоридом, що є важливою властивістю для морських операцій, кислого природного газу та опріснення морської води.
Загальна корозія:Сплав має високу стійкість до корозії органічними кислотами. У 10% мурашиної кислоти та 50% оцтової кислоти швидкість корозії становить менше 0,05 мм/рік, тоді як ASTM 316L демонструє швидкість корозії вище 0,2 мм/рік за тих же умов.
Критична температура пітінгу:CPT S32750 у 6% FeCl₃ становить приблизно 65 градусів у порівнянні з ~35 градусами для дуплексу 2205.
Термічна обробка та мікроструктура
Належна термічна обробка має важливе значення для досягнення оптимального балансу фаз аустеніту та фериту в UNS S32750. Труби підлягають термічній обробці при 1025-1125 градусів (1880-2060 градусів F) і гарту шляхом швидкого охолодження у воді або іншим способом.
Дослідження показали, що коли температура обробки розчину становить 1050 градусів, співвідношення / наближається до 1:1, що забезпечує чудові загальні властивості. При температурах нижче 1000 градусів σ-фаза (сигма-фаза) існує на /межах зерен і в феритових зернах, що значно погіршує міцність і стійкість до корозії. При температурах вище 1050 градусів Cr₂N випадає в осад у фериті та поступово зростає та грубіє, також знижуючи продуктивність.
Збалансований хімічний склад 2507 призводить до мікроструктури, яка містить приблизно рівні кількості фериту та аустеніту після відпалу приблизно при 1050-1125 градусах. Вміст фериту, що перевищує 70 %, знижує міцність і стійкість до точкової корекції, тоді як вміст нижче 25 % знижує стійкість до SCC.
Вимоги до виробництва та тестування
| Тест | Вимога |
|---|---|
| Випробування на розтяг | Один на лот (поперечний або поздовжній) |
| Тест на сплющування | Необхідний для зварних труб |
| Тест на твердість | Обов'язковий |
| Гідростатичні випробування | При тиску за формулою в стандарті (можна замінити на NDE) |
| НК | Вихрострумовий або ультразвуковий контроль (УЗ) для зварного шва |
| Тест на корозію | ASTM A923 (метод A, B або C) |
Застосування ASTM A790 UNS S32750
Висока міцність і стійкість до корозії UNS S32750 роблять його придатним для широкого діапазону суворих середовищ, включаючи хлоридні та сульфідні роботи:
Нафта і газ:Офшорні верхні та підводні трубопроводи, глибоководні стояки, застосування для обслуговування кислих газів, розвідка нафти та газу та морські бурові установки
Морське середовище:Опріснення морської води, морське машинобудування, суднобудування
Хімічна обробка:Хімічний завод, хімічна обробка, транспортування та зберігання, обладнання для контролю забруднення
Целюлоза та папір:Целюлозно-паперове виробництво
Інші галузі:Теплообмінники, водоочисне обладнання, харчова промисловість, фармацевтична промисловість
Цей сплав особливо важливий для опору точковій, щілинній корозії та корозійному розтріскуванню під напругою, спричиненому хлоридами під час морських операцій, кислого природного газу та опріснення морської води.
Порівняння: 2205 проти 2507
| Власність | 2205 (S32205) | 2507 (S32750) |
|---|---|---|
| Класифікація | Стандарт дуплекс | Супер дуплекс |
| Хром | 22.0-23.0% | 24.0-26.0% |
| Нікель | 4.5-6.5% | 6.0-8.0% |
| Молібден | 3.0-3.5% | 3.0-5.0% |
| Азот | 0.14-0.20% | 0.24-0.32% |
| PREN (типовий) | 34-36 | 42-43 |
| Межа текучості, хв | 450 МПа | 550 МПа |
| Міцність на розрив, хв | 620 МПа | 795 МПа |
| CPT в 6% FeCl3 | ~35 градусів | ~65 градусів |
| Відносна вартість | Базовий рівень | 30-50% премії |
Часті запитання
Яка різниця між ASTM A790 і ASTM A789?
ASTM A790 охоплює безшовні та зварні феритно-аустенітні (дуплексні) труби з нержавіючої сталі для загальної корозійної роботи, тоді як ASTM A789 охоплює зварні та безшовні феритно-аустенітні теплообмінні труби з нержавіючої сталі. Обидві специфікації включають UNS S32750.
Яка максимальна робоча температура для UNS S32750?
Зазвичай рекомендована максимальна робоча температура становить 315 градусів (600 градусів F). Однак стандарт VdTÜV рекомендує максимальну робочу температуру 250 градусів для 2507.
Чи можна зварювати UNS S32750?
Так, UNS S32750 добре зварюється. Однак для зварювання потрібне контрольоване підведення тепла (зазвичай 0,5-2,5 кДж/мм) і -захисний газ, збагачений азотом (N₂ + Ar), щоб підтримувати належний баланс аустеніту та фериту. Марка 2507 із вищим вмістом сплаву більш чутлива до інтерметалічних опадів, якщо підведення тепла є надмірним або температури між проходами перевищують 150 градусів. Атестація зварювальної процедури для 2507 вимагає суворішого контролю та ширшого тестування.
Які еквівалентні марки для UNS S32750?
UNS: S32750
EN номер: 1.4410
EN Назва: X 2 CrNiMoN 25-7-4
SS: 2328
Загальна назва: Super Duplex 2507
Клас кування: ASTM A182 F53
Висновок
ASTM A790 UNS S32750 Супер дуплексна труба з нержавіючої сталі представляє найвищий рівень технології дуплексної нержавіючої сталі. Його унікальне поєднання високого вмісту хрому, молібдену та азоту забезпечує PREN приблизно 42, забезпечуючи виняткову стійкість до точкової, щілинної корозії та корозійного розтріскування під напругою в середовищах, що містять хлорид. З мінімальною межею текучості 550 МПа та міцністю на розрив 800 МПа, S32750 забезпечує значну економію ваги за рахунок більш тонких секцій стінки при тому самому проектному тиску. ASTM A790 UNS S32750 — це матеріал, який вибирають інженери, яким потрібна безкомпромісна продуктивність у найагресивніших середовищах, для вимогливих застосувань у нафтовій та газовій промисловості, хімічній обробці, опріснюванні та морській інженерії.
