F51 prieš F53 prieš F55: Super Duplex šeimos medžio supratimas

Kuo skiriasi F51, F53 ir F55?

F51, F53 ir F55 pirmiausia skiriasi lydinio kiekiu ir atsparumo korozijai lygiu: F51 yra standartinė dvipusė klasė, o F53 ir F55 yra super dvipusės klasės, o F55 pasižymi didžiausiu atsparumu redukuojančioms rūgštims.

Visi trys yra dviejų -fazių (feritinis-austenitinis) nerūdijantis plienas, kuriam taikomas ASTM A182, kaltinių ir valcuotų jungiamųjų detalių, flanšų ir vožtuvų dalių specifikacijos. Šiai šeimai būdingas bendras dizaino principas: maždaug vienodos ferito ir austenito dalys suteikia dupleksiniam plienui beveik dvigubai didesnį nei standartinių austenitinių rūšių, pvz., 316L, takumo ribą, taip pat žymiai didesnį atsparumą chlorido įtempių korozijos įtrūkimams. Trys klasės skiriasi tuo, kiek chromo, molibdeno, azoto, vario ir volframo pridedama siekiant padidinti atsparumą korozijai.

F51 (UNS S31803, įprastas prekės ženklas 2205)yra standartinė dvipusė klasė, kurioje yra maždaug 22 % chromo, o PREN yra 34–35.

F53 (UNS S32750, įprastas prekės ženklas 2507)padidina chromo kiekį iki maždaug 25%, molibdeno iki 3–5%, o azoto iki 0,24–0,32%, padidina PREN iki 41 ar daugiau - slenksčio, paprastai laikomo „superduplekso“ įėjimo tašku.

F55 (UNS S32760, prekės ženklas Zeron® 100)Pradedama nuo panašios chromo -molibdeno-azoto bazės iki F53, bet prideda vario (0,5–1,0 %) ir volframo (0,5–1,0 %), o tai nedaug padidina apskaičiuotą PREN, tačiau iš esmės pagerina rūgščių, pvz., sieros ir druskos rūgšties, redukavimo efektyvumą.

Sudėties ir PREN duomenys pateikti iš ASTM A182/A182M ir gamintojo techninių duomenų lapų (Smith Metal, Langley Alloys, NeoNickel).

Ką iš tikrųjų reiškia "F" klasės numeriai?

„F“ priešdėlis tiesiog identifikuoja suklastotą gaminio klasę pagal ASTM A182; skaičius po jo yra savavališkas nuoseklus pavadinimas, o ne techninis kodas.

ASTM A182, „Standartinė kaltinio arba valcuoto lydinio ir nerūdijančio plieno vamzdžių flanšų, kaltinių jungiamųjų detalių ir vožtuvų bei dalių, skirtų aukštai temperatūrai, specifikacija“ kiekvienam kvalifikuotam lydiniui priskiria laipsnio raidžių -numerių derinį, nes į standartą įtraukiamos naujos cheminės medžiagos.

Raidė „F“ žymi gaminį kaip suklastotą elementą - flanšai, jungiamosios detalės, vožtuvų korpusai -, skirtingai nuo plokščių (A240), strypų (A276/A479) ar vamzdžių (A790) iš to paties pagrindinio lydinio. Kadangi inžinieriai dažnai turi nurodyti atitinkančią medžiagą įvairiose gaminių formose, tas pats lydinys turi lygiagrečius pavadinimus visose specifikacijose, kurios visos apibūdina identišką chemiją:

Kryžminiai{0}}nuorodos duomenys iš Langley Alloys ir Smith Metal techninių duomenų lapų.

Kaip cheminė sudėtis lemia našumo atotrūkį?

Tiek F53, tiek F55 padidina chromo, molibdeno ir azoto kiekį gerokai virš F51, o vien F55 prideda vario ir volframo - derinys, paaiškinantis, kodėl trijų rūšių eksploatacijoje taip skiriasi.

Chromas sudaro pasyvų oksido sluoksnį, kuris suteikia nerūdijančiam plienui atsparumą korozijai; molibdenas ir azotas sustiprina šį sluoksnį, ypač nuo chloro poveikio. Palyginus vardinius sudėties diapazonus, matomas standartinio ir superduplekso{1}}pakeitimas ir išskirtinė F55 cheminė sudėtis super duplekso pakopoje:

Sudėties diapazonai, sudaryti iš Smith Metal techninių duomenų lapų (UNS S31803, S32750, S32760) ir Intoco F53 specifikacijų lapo; atskirų gamyklų sertifikatai gali skirtis neviršijant šių ASTM/EN ribų.

Specifikacijų autoriams svarbios dvi detalės. Pirma, F53 molibdeno lubos (5,0 %) yra didesnės nei F55 (4,0 %), todėl F53 kai kuriose važiavimuose gali užfiksuoti šiek tiek didesnį PREN, nors abiems rūšims būdingas tas pats „PREN didesnis nei 40“ super dvipusis slenkstis. Antra, vien PREN neišnaudoja F55 vario ir volframo pranašumų -, o pranašumas pasireiškia būtent mažinant-atsparumą rūgštims, kaip aptariama toliau, o ne iš{11}}atsparumo įdubimų formulėje.

Kodėl PREN yra svarbi ir kaip lyginamos trys klasės?

PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) vertinamas kaip atsparumas chlorido taškinei korozijai, o maždaug 6–7 taškų tarpas tarp F51 ir F53/F55 yra pakankamai didelis, kad būtų galima pakeisti, kokias aptarnavimo aplinkas gali saugiai valdyti kiekviena klasė.

PREN apskaičiuojamas kaip PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N. Tai plačiai naudojamas atrankos indeksas, o ne garantija - faktinis lauko našumas taip pat priklauso nuo temperatūros, chlorido koncentracijos, plyšių geometrijos ir paviršiaus apdailos. Kaip praktinis vadovas:

PREN < 25 (pvz., 316 l, ≈ 24): įdubimų pavojus aplinkos jūros vandenyje; splash{5}}zoną naudokite tik atsargiai.

PREN 34–35 (F51/2205): tinka purslų zonoms ir vidutiniškai chloro{4}}apkrautiems proceso srautams.

PREN Didesnis arba lygus 40 (F53/2507, F55/Zeron 100): reikalingas norint visiškai panardinti jūros vandenį, atviroje jūroje esančioms konstrukcijoms, jūros vandens įpurškimo sistemoms ir povandeninei įrangai.

PREN slenksčiai ir formulė nurodytos iš Jiangsu Liangyi (jnmtforgedparts.com) techninių DUK ir Global Supply Line dvipusio nuorodų lapo.

Super dvipusėje pakopoje F53 ir F55 yra arti vienas kito PREN -, paprastai 41+ F53, palyginti su 40–42 F55 -, todėl PREN nėra lemiamas veiksnys tarp jų. Lemiamas veiksnys yra chemija, kurios PREN nematuoja: F55 volframo ir vario priedai praplečia jo naudingą diapazoną ir sudaro redukuojančias rūgštis, kur F53 neatitinka.

Kaip palyginamos mechaninės savybės?

F53 ir F55 pasižymi žymiai didesniu stiprumu nei F51, o F53 ir F55 yra pakankamai arti stiprumo, todėl reikėtų rinktis iš jų, atsižvelgiant į korozijos chemiją, o ne mechaninę ribą.

Mechaninių savybių duomenys iš Smith Metal techninių duomenų lapų (UNS S31803, S32750, S32760) ir Intoco F53 duomenų lapo, minimalios savybės kambario temperatūroje, tirpalo atkaitinimo būklė.

Praktinis pranašumas: F53, palyginti su F51, maždaug 20 % didesnis takumo riba, leidžia dizaineriams sumažinti sienelės storį dėl slėgio-išlaikančių komponentų, išlaikant tą pačią konstrukcijos ribą -, svorio ir sąnaudų kompensaciją, kuri iš dalies kompensuoja didesnę lydinio kainą už -kilogramą. F55 pakankamai stipriai seka F53, todėl perjungimas tarp jų vien dėl mechaninių priežasčių retai pateisinamas.

Kuri klasė laimi korozijos aplinkoje?

F51yra tinkamas vidutiniam chlorido poveikiui, F53 yra numatytasis chlorido -dominuojančiam jūros vandeniui ir rūgščiam vandeniui, o F55 veikia ypač redukuojant rūgščių ir mišrių rūgščių-chloridų aplinką.

Jūros vandens ir jūros purslų zonos

Visiškai panardinant į jūros vandenį, F53 ir F55 patogiai pranoksta F51, o kritinė duobių temperatūra paprastai viršija 50 laipsnių, palyginti su maždaug 25–35 laipsniais standartinio dvipusio formato atveju. F51 išlieka ekonomiškas-aptaškymo zonos vamzdynų, balastinių sistemų ir vidutiniškai druskingo proceso vandens pasirinkimas, kur pakanka 34–35 PREN.

Naftos ir dujų tarnyba

F53 yra aiškiai kvalifikuotas pagal NACE MR0175/ISO 15156 rūgščioms paslaugoms ir yra dažniausiai nurodytas jūrinių platformų vamzdynams, povandeniniams kolektoriams ir gręžinių komponentams, veikiamiems H₂S. F55 taip pat atitinka NACE{5}}kvalifikaciją, tačiau dėl šiek tiek didesnės F53 minimalios takumo ribos ir mažesnės sąnaudos jis čia dažniau naudojamas pagal numatytuosius nustatymus.

Redukuojančios rūgštys ir mišri terpė

Čia F55 uždirba savo premiją. Volframo ir vario priedai suteikia F55 žymiai didesnį atsparumą druskos ir sieros rūgšties - redukuojančioms- rūgštims sąlygoms, kai pasyvus sluoksnis ant F53 gali suirti. Dūmų-sieros šalinimo skruberiai, sieros rūgšties apdorojimo įranga ir celiuliozės-ir-popieriaus balinimo aplinka yra klasikinė F55 teritorija.

Aplinkosaugos veiksmingumo palyginimai pateikti iš Gnee (stainless{0}}sheets.com), Dongshang Stainless ir NeoNickel S32760 techninių išteklių.

Kur iš tikrųjų nurodytas kiekvienas laipsnis?

F51 apima bendruosius chlorido{1}}aptarnavimo vamzdynus ir konstrukcinius komponentus,F53dominuoja jūros naftos ir dujų bei jūros vandens sistemose, o F55 yra skirtas cheminio apdorojimo įrangai, tvarkančiai redukuojančias rūgštis.

Programos žemėlapis nurodytas iš NeoNickel S32760 duomenų lapo ir Sandmeyer Steel 2507 specifikacijų lapo.

Kiek kainuoja F51, F53 ir F55 ir ar verta atnaujinti?

Perėjus nuo F51 prie F53, paprastai atsiranda reikšmingų lydinio priemokų, atsirandančių dėl didesnio molibdeno ir nikelio kiekio, o pereinant nuo F53 prie F55 papildomai padidinamas vario ir volframo kiekis -, atnaujinimas vertas tik tada, kai dėl papildomos korozijos ribos pailgėja tarnavimo laikas arba išvengiama išjungimo.

Lydinio papildomi mokesčiai tiksliai nustato molibdeno ir nikelio kiekį, todėl F51 → F53 → F55 progresija taip pat yra žaliavų kainų augimas. Ekonominis atnaujinimo argumentas turėtų būti pagrįstas bendromis nuosavybės išlaidomis, o ne pirkimo kaina: super dvipusis komponentas, kuris pašalina vidutinį -tarnavimo laiką arba leidžia sumažinti sienelės storį esant didesniam projektiniam tvirtumui, dažnai atsiperka per visą turto eksploatavimo laiką.

Ir atvirkščiai, nurodant F55 tik chloridinėje-aplinkoje, kurioje nemažinamas -rūgšties poveikis, paprastai padidėja sąnaudos, nepridedant naudojamos korozijos ribos, palyginti su F53.

Naudokite F51kai chlorido poveikis yra vidutinis, o biudžeto disciplina yra prioritetas.

Naudokite F53kai aplinkoje vyrauja chloridas -(jūros vanduo, rūgščios dujos) ir reikalingas PREN didesnis nei 40 arba lygus jam.

NaudokiteF55 tik tada, kai yra redukuojančių rūgščių arba mišrių rūgščių -chlorido terpių ir padidintas atsparumas yra inžinerinis-pagrįstas.

Kainos{0}}vairuotojo komentaras, nurodytas iš Jiangsu Liangyi (jnmtforgedparts.com) F53 techninių DUK.

Kokie standartai ir sertifikatai taikomi kiekvienai klasei?

Visoms trims klasėms taikoma bendra ASTM, NORSOK ir NACE standartų šeima, todėl taikomas specifikacijų rinkinys yra beveik identiškas - skirtumas yra tas, kokio lygio reikalaujama tam tikroje projekto specifikacijoje.

Standartų kryžminė nuoroda{0}}, sudaryta iš Smith Metal, Intoco ir NeoNickel techninių duomenų lapų.

Dažnai užduodami klausimai

Q: Ar F53 galima pakeisti F55, ar atvirkščiai?

A: Ne automatiškai. Jie yra valdomi skirtingais UNS numeriais ir cheminėmis medžiagomis. F53 yra ekonomiškesnis numatytasis chloro ir rūgščių{3} dujų paslaugų teikimas; F55 turėtų būti pakeistas tik tada, kai redukuojančioje -rūgšties aplinkoje ypač reikalingas vario ir volframo kiekis arba kai projekto specifikacijose aiškiai nurodytas Zeron® 100.

Q: Ar F55 visada geresnis už F53, nes jame yra didesnis lydinio kiekis?

A: Nr. F53 ir F55 sutampa PREN diapazonai (F53 didesnis arba lygus 41, F55 didesnis arba lygus 40), o F53 iš tikrųjų turi didesnę mažiausią takumo ribą. F55 pranašumas yra specifinis atsparumo rūgštims mažinimas, o ne bendras F53 atnaujinimas.

Q: Ar F51 gali būti naudojamas jūros vandens tarnyboje?

A: Tik esant ribotoms sąlygoms, pvz., purslų zonose arba esant pertraukiamam poveikiui. Norint nuolat teikti visiškai panardintą jūros vandenį, pramonės praktika reikalauja, kad PREN būtų didesnis nei 40 arba lygus jam, o tai reiškia F53 arba F55, o ne F51.

Q: Ar F51, F53 ir F55 reikalingos specialios suvirinimo procedūros?

A: Taip. Visoms dvipusėms rūšims reikalingas kontroliuojamas šilumos įvedimas ir tarpinė temperatūra (paprastai ribojama apie 100–150 laipsnių), kad būtų išsaugota subalansuota ferito-austenito mikrostruktūra ir išvengta kenksmingų tarpmetalinių fazių. Tinkamas užpildas ir daugeliu atvejų atkaitinimas po-suvirinimo tirpalu yra standartiniai reikalavimai visoje šeimoje.

Q: Koks šių lydinių UNS{0}}į-ASTM klasės santykis?

A: F51=UNS S31803 (2205); F53=UNS S32750 (2507); F55=UNS S32760 (Zeron® 100). ASTM „F“ klasė taikoma specialiai suklastotų gaminių formoms, o UNS numeris nurodo bazinio lydinio chemiją visose gaminių formose.