1. ما هو RS - 2/254 SMO ، وما الذي يجعله الفولاذ المقاوم للصدأ "الفائق"؟
RS - 2 هو اسم تجاري لـ Super - الفولاذ المقاوم للصدأ Austenitic أكثر معروفًا باسم 254 SMO (UNS S31254 / EN 1.4547). تم تصنيفه على أنه "Super - Austenitic" لأن محتوى السبائك الخاص به - على وجه التحديد تركيزه من الكروم ، الموليبدينوم ، ونيتروجين - يتفوق بشكل كبير على تقويم الصيغة المشتركة وتضمينه بشكل كبير ومضادات الصدر المضيئة المضيئة والمضرب سبائك.
يتم تعريف الخصائص "الفائقة" من خلال كيمياءها ومقياس رئيسي:
محتوى Molybdenum (MO) العالي: عند 6.0-6.5 ٪ ، يبلغ محتوى الموليبدينوم ما يقرب من 316 لتر (2.1-2.5 ٪) وأعلى بكثير من 3-4 ٪ الموجود في "الأوستنيتيك القياسي". Molybdenum هو العنصر الرئيسي لمقاومة التآكل والتآكل ، وخاصة في بيئات كلوريد.
محتوى الكروم المرتفع (CR): عند 19.5-20.5 ٪ ، يضمن مستوى الكروم مقاومة ممتازة للتآكل العام ويعزز تكوين فيلم سلبي مستقر وقائي.
إضافة النيتروجين (N): إضافة مدروس من 0.18-0.22 ٪ يوفر النيتروجين فوائد رئيسية:
تعزيز الحلول الصلبة: يزيد بشكل كبير من العائد والقوة الشد للسبائك على الدرجات القياسية دون المساس ليونة.
يستقر أوستنيت: يسمح بمحتوى الموليبدينوم العالي دون تكوين مراحل فيريتيك غير مرغوب فيه ، والحفاظ على بنية أوستنيكية بالكامل.
مقاومة التآكل التآزرية: يعمل النيتروجين بشكل تآزري مع الموليبدينوم لتحسين مقاومة التآكل الموضعي بشكل كبير.
The PREN Number: The Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) is a calculated value that predicts relative pitting resistance. The formula PREN = %Cr + 3.3x(%Mo) + 16x(%N) gives 254 SMO a PREN of >43. هذا يضعه أعلى بكثير من 316L (Pren ~ 26) و Duplex 2205 (Pren ~ 35) ، وفي فئة حيث يمكنها التعامل مع الظروف العدوانية الشديدة.
2. في أي تطبيقات 254 أنبوب SMO المادة المفضلة؟
تم تحديد 254 أنبوب SMO للبيئات التآكل الأكثر عدوانية حيث تفشل الفولاذ المقاوم للصدأ القياسي بسرعة ، ولكن حيث لم يتم تبرير التكلفة الكاملة لسبائك النيكل - مثل Hastelloy. هذا هو الحل الأمثل للتآكل الناجم عن الكلوريد الحاد -.
تتضمن التطبيقات الأولية:
أنظمة تبريد مياه البحر: هذا تطبيق كلاسيكي . 254 يتم استخدام أنابيب SMO في المنصات الخارجية والسفن والنباتات الساحلية والنباتات الكيميائية للتعامل مع مياه البحر ، والتي تكون متآكلة للغاية بسبب محتوى كلوريدها ، والأكسجين ، والنشاط البيولوجي في كثير من الأحيان. إنه يقاوم التآكل وتآكله تحت الودائع وفي المناطق الراكدة.
وحدات إزالة الكبريت غاز المداخن (FGD): في أجهزة التنظيف والأعمال المجاورة المرتبطة بها تعالج الغازات الرطبة الحمضية التي تحتوي على الكلوريد والفلوريدات. يتم استخدامه في الأقسام الأكثر أهمية مثل القنوات المخرج ، والمرور ، وأنظمة غسل Mist Eliminator.
صناعة العمليات الكيميائية (CPI): لأنظمة الأنابيب التي تنقل حمض الكبريتيك المركّز ، وحمض الفوسفوريك ، وثاني أكسيد الكلور (في تبييض اللب) ، ومختلف الهالوجين - التي تحتوي على تدفقات العملية. يجعله برين العالي مقاومًا للكلوريدات الحمضية التي هي سقوط المواد السفلية-.
مكافحة التلوث ومعالجة مياه الصرف الصحي: في محطات المعالجة المتقدمة تتعامل مع أكسدة شديدة ، هالوجين - الملوثات ، أو النفايات الصناعية الحمضية.
إنتاج النفط والغاز: للتعامل مع الغاز والزيت "الحامض" ، الذي يحتوي على الكلوريد وكبريتيد الهيدروجين (H₂s) وثاني أكسيد الكربون (CO₂) تحت الضغط العالي ودرجة الحرارة.
3. ما هي الاعتبارات الحرجة للحام وتصنيع 254 أنبوب SMO؟
في حين أن 254 SMO لديها قابلية تشكيل جيدة ، فإن محتوىها العالي من سبائك يتطلب إجراءات اللحام الصارمة للحفاظ على سلامة التآكل.
إرشادات التصنيع واللحام الرئيسية:
عملية اللحام: لحام قوس التنغستن الغاز (GTAW/TIG) هو العملية المفضلة للتمريرات الجذرية والحرارة الساخنة بسبب تحكمها الممتاز ونتائجها النظيفة. يمكن استخدام لحام القوس المعدني الغازي (GMAW/MIG) ولحام القوس المعدني المحمي (SMAW/stick) لممرات التعبئة والغطاء على جدران أكثر سمكا.
اختيار المعادن الحشو: هذا أمر بالغ الأهمية. للتعويض عن فصل الموليبدينوم أثناء تصلب اللحام (والذي يمكن أن يخلق موليبدينوم - ، يجب استخدام المناطق المستنفدة للتآكل) ، ويجب استخدام أكثر من- معدن الحشو المملوء باللمس. الاختيار القياسي هو ernicrmo - 3 (على سبيل المثال ، Inconel 625 Filler). يحتوي هذا الحشو المستند إلى النيكل على محتوى MO أعلى (حوالي 9 ٪) ويضمن مطابقة مقاومة التآكل المعدنية لحام أو يتجاوز مقاومة المعدن القاعدة 254.
التحكم في إدخال الحرارة: استخدم المدخلات الحرارية منخفضة إلى متوسطة. يمكن أن يسبب مدخلات الحرارة المفرطة:
التجميع الدقيق: توزيع غير متساو لعناصر صناعة السبائك في معدن اللحام.
هطول الأمطار للمراحل الثانوية: مثل مراحل CHI (χ) و Sigma (σ) في الحرارة - المنطقة المتأثرة (HAZ) ، والتي تستنفد الكروم والموليبدينوم من المصفوفة المحيطة وخلق مسارات للتآكل السريع.
درجة حرارة interpass: يجب أن تكون خاضعة للسيطرة صارمة والاحتفاظ بها أقل من 100 درجة (212 درجة واو). هذه معلمة حرجة لمنع هطول الأمطار الضارة للمراحل الثانوية في HAZ.
تطهير الظهر: الحماية الكاملة مع غاز دعم الأرجون إلزامي على الجانب الجذر من اللحام لمنع الأكسدة (السكر) وتشكيل المقياس المستنفد للكروم - ، والذي سيكون موقع بدء شديد للتآكل.
4. كيف يمكن مقارنة أداء وتكلفة 254 SMO مع سبائك مزدوجة 2205 وسبائك النيكل مثل Hastelloy C-276؟
254 SMO تحتل أرضية استراتيجية في كل من الأداء والتكلفة.
| ملكية | Duplex 2205 | 254 SMO | Hastelloy C-276 |
|---|---|---|---|
| برين | ~34-36 | >43 | ~ 69 (ni - mo - cr على أساس) |
| قوة العائد | ~ 65 KSI (450 ميجا باسكال) | ~ 44 KSI (300 ميجا باسكال) | ~ 52 KSI (360 ميجا باسكال) |
| سائق التكلفة | متوسط (ني ، كر ، مو) | عالية (عالية MO ، ن) | عالية جدا (عالية ني ، مو) |
| ميزة رئيسية | نسبة القوة/التكلفة ممتازة | Superior Cl - المقاومة مقابل SS | مقاومة التآكل النهائية |
مقابل Duplex 2205: 254 يوفر SMO مقاومة أفضل بكثير للتآكل وتآكل الشق في بيئات كلوريد بسبب ارتفاعه. ومع ذلك ، فإن Duplex 2205 لديه قوة عائد أعلى بكثير وغالبًا ما تكون أكثر تكلفة - فعالة للتطبيقات التي يكون فيها pren ~ 35 كافيًا (على سبيل المثال ، مياه البحر الأقل عدوانية).
مقابل سبائك النيكل (C-276 ، C-22): توفر السبائك مثل C-276 المقاومة النهائية لمجموعة أوسع من الوسائط المسببة للتآكل ، بما في ذلك تقليل الأحماض والكلوريد المؤكسد الشديد. ومع ذلك ، فإنها تأتي بتكلفة أعلى بكثير بسبب ارتفاع محتوى النيكل والموليبدينوم . 254 غالبًا ما يكون SMO هو الخيار الأكثر اقتصادًا للتطبيقات التي يكون فيها مقاومته المحددة والممتازة لحفر كلوريد هو المتطلبات الأساسية ، مما يوفر استخدام سبائك النيكل لظروف أكثر خطورة.
5. ما هي اختبارات الجودة المحددة المطلوبة لضمان سلامة 254 SMO أنبوب؟
إلى جانب الاختبارات الميكانيكية والأبعاد القياسية ، يركز QC لـ 254 SMO بشكل مكثف على التحقق من مقاومة التآكل وضمان صحة بنية المجهرية.
شهادة التحليل الكيميائي: التحقق عبر تحليل ICP - OES لضمان أن جميع العناصر ، وخاصة MO و N ، هي ضمن النطاقات المحددة الضيقة.
الاختبار الميكانيكي: اختبارات الشد والصلابة لتأكيد المادة تلبي متطلبات القوة في الحل - حالة الصلب.
اختبار غير- المدمرة (NDT):
الاختبار الشعاعي بنسبة 100 ٪ (RT) أو اختبار الموجات فوق الصوتية الآلية (UT) لتماس اللحام للأنابيب الملحومة لضمان التحرر من العيوب.
اختبار اختراق الصبغة (PT) على قبعات اللحام والمناطق الحرجة.
اختبار التآكل (الأكثر أهمية QC):
طريقة ASTM G48 A (اختبار حفر كلوريد الحديديك): هذا هو اختبار القبول القياسي. تتعرض عينة من مادة الأنابيب لمحلول كلوريد الحديديك 6 ٪ لفترة محددة (عادة 24 ساعة). يجب ألا تظهر المواد أي علامات على التخلص من النقل. يتحقق الاختبار من أن المعالجة الحرارية كانت صحيحة وأن مقاومة التآكل المتأصلة موجودة.
تحديد درجة حرارة الحفر الحرجة (CPT): للحصول على أقصى قدر من التأكيد ، يمكن تحديد CPT لكل ASTM G 150. 254 SMO عادةً ما يكون CPT فوق 50 درجة (122 درجة F) ، وغالبًا ما يكون أعلى بكثير.
فحص البنية المجهرية:
ASTM A923 الطريقة C: يستخدم هذا الاختبار اختبارًا لتأثير الشق charpy v- للكشف عن وجود مراحل ضارة intermetallic (مثل مرحلة sigma). تشير قيمة الطاقة المنخفضة للتأثير إلى التضمين بسبب المعالجة الحرارية غير الصحيحة . 254 يجب أن تظهر SMO طاقة عالية التأثير.
تصوير المعادن: يتم فحص عينة تحت المجهر لتأكيد بنية أوستنيكية بالكامل ، خالية من المراحل الثانوية والضوائر المفرطة.
يضمن هذا QC الصارم ، - QC المركّز أن يؤدي كل طول من 254 أنبوب SMO كما هو متوقع في البيئات المسببة للتآكل الشديد التي تم تصميمها من أجلها.
