ASTM A240е спецификацията за плочи, листове и ленти от неръждаема стомана от хром и хром-никел за съдове под налягане и общи приложения. Тип 2507 в тази спецификация се отнася до конкретен клас: aсупер дуплекс от неръждаема стоманарегистриран катоUNS S32750в американската система иEN 1.4410 (X2CrNiMoN25-7-4)в европейската система. Търговското наименование, което повечето хора познават еSAF 2507, първоначално разработен от Sandvik (сега Alleima) в Швеция в началото на 70-те години.
„Супер“ в супер дуплекс означава, че сплавта е над прага на PREN (еквивалентен номер на съпротивление на питинг) от 40. Стандартните степени на дуплекс като 2205 (UNS S32205) са около PREN 35-36. Супер дуплекс 2507 седи на 42-43. Този числен скок не е академичен - това е разликата между материал, който оцелява 20 години в морската вода на Северно море, и този, който започва да се разпада на третата година.
Едно нещо, което предизвиква истинско объркване при обществените поръчки: името "2507" се използва свободно. Някои доставчици продаватUNS S32760(продава се също като Zeron 100 или F55) под етикета "2507". S32760 е свързан, но различен супердуплексен клас - съдържа волфрам (0,5-1,0%) и мед (0,5-1,0%), които S32750 няма.
Продуктови форми
Бар и прът
Плоча и лист
Намотка и лента
Тръби и тръби
Монтаж: фланец, тройник, коляно, редуктор и др.
Коване: пръстен, вал, кръг, блок и др.
ASTM A240 Тип 2507 Химичен състав
| елемент | Минимална спецификация (%) | Макс. спецификация (%) | Функция в сплавта |
|---|---|---|---|
| Въглерод (C) | - | 0.030 | Поддържа се ниско, за да се предотврати сенсибилизация и междукристална корозия |
| хром (Cr) | 24.00 | 26.00 | Първичен елемент за устойчивост на корозия; стабилизира феритната фаза; образува пасивен Cr2O3 филм |
| Никел (Ni) | 6.00 | 8.00 | Стабилизира аустенитната фаза; осигурява издръжливост; балансира съотношението на ферит{0}}аустенит |
| Молибден (Mo) | 3.00 | 5.00 | Устойчивост на точкова и цепнатина корозия в хлоридни среди; ключов сътрудник на PREN |
| Азот (N) | 0.24 | 0.32 | Действа като стабилизатор на аустенит и подобрител на устойчивостта на питинг; най-разходно{0}}ефективният PREN бустер на процентен пункт |
| Манган (Mn) | - | 1.20 | Дезоксидант; незначителен аустенит стабилизатор |
| Силиций (Si) | - | 0.80 | Дезоксидант |
| Фосфор (P) | - | 0.035 | Примесите - се контролират, за да се избегне крехкост |
| Сяра (S) | - | 0.020 | Примесите - се поддържат ниски за заваряемост и устойчивост на корозия |
| Мед (Cu) | - | 0.50 | Остатък само в S32750; умишлено в S32760 (ключова разлика между двата класа) |
ASTM A240 Тип 2507 Изисквания за механични свойства
| Собственост | Задължителен минимум | Метод на изпитване | Бележки |
|---|---|---|---|
| Якост на опън (UTS) | 795 MPa (115 ksi) | ASTM E8 / EN ISO 6892-1 | Приблизително 1,5 пъти UTS на 316L |
| 0,2% граница на провлачване | 550 MPa (80 ksi) | ASTM E8 / EN ISO 6892-1 | Приблизително 2 пъти добива от 316L; позволява дизайн на по-тънки стени |
| Удължение в 2" (50 mm) | 15% | ASTM E8 | По-ниските от аустенитните класове - пластичност се разменят за здравина |
| твърдост | По-малко или равно на 310 HBW | ASTM E10 / EN ISO 6506-1 | Капачката за максимална твърдост предотвратява навлизането на чуплив материал в експлоатация |
| Въздействие на Шарпи (ако е посочено) | Обикновено 40-70 J при -46 градуса | ASTM E23 / EN ISO 148-1 | Не се изисква от A240, но обикновено се изисква от спецификациите на проекта за офшорни и криогенни услуги |
Предимство на якостта на провлачване
Минималният добив от 550 MPa е единственото икономически най-значимо свойство наТабелка тип 2507. В сравнение с 316L (добив ~205 MPa), той позволява на дизайнерите да намалят дебелината на стената с приблизително 40-50% за същото ниво на налягане. При голям съд под налягане или тръбопроводна система за морска вода, това намаляване на дебелината води до значителни икономии на тегло и разходи -, въпреки че цената на килограм от 2507 е 3-5 пъти по-висока от 316L. Общата инсталирана цена може да бъде по-ниска.
Продуктови форми, размери и допустими отклонения
ASTM A240 обхваща плоча, лист и лента. За тип 2507 практичната форма на продукта, която ще срещате най-често, егоре{0}}валцована плоча, тъй като основните приложения на сплавта (съдове под налягане, офшорни конструкции, тръбни листове на топлообменници) изискват по-дебел материал.
| Продуктова форма | Диапазон на дебелината | Типични ширини | Типични дължини |
|---|---|---|---|
| Студено{0}}валцована ламарина | 0,5 – 4,0 мм | 1000, 1219, 1500 мм | 2000 – 6000 мм |
| Горещо валцована плоча (финиш №1) | 3,0 – 80 мм | 1500 – 2500 мм | 3000 – 12000 мм |
| Кварто плоча (изрязана от валцована плоча) | 5 – 100 мм | До 2500 мм | До 12000 мм |
Допустимите отклонения на дебелината на плочата ASTM A240 са определени в ASTM A480 (спецификацията на общите изисквания). Супер дуплексната плоча има тенденция да се валцува до по-тежки габарити от аустенитните класове, тъй като високата якост на сплавта се съпротивлява на намаляването при търкаляне. Това означава, чеминус толеранс може да хапе по-силно- ако поръчате плоча от 10 mm и получите материал от 9,4 mm (в рамките на толеранс A480) и вашият дизайн се нуждае от минимум 9,5 mm стена след обработка, имате проблем. Посочете по-строг клас на толерантност или поръчайте номинален-плюс, ако дебелината ви-важи.
S32750 срещу S32760: Объркването, което струва пари
Това е тема, която съществуващото онлайн съдържание почти не покрива, но причинява реални проблеми при обществените поръчки. Две супер дуплексни степени обикновено се продават под името "2507":
| Собственост | UNS S32750 (Тип 2507) | UNS S32760 (Zeron 100 / F55) |
|---|---|---|
| Име на клас ASTM A240 | Тип 2507 | Тип 32760 (посочен отделно) |
| хром | 24-26% | 24-26% |
| никел | 6-8% | 6-8% |
| Молибден | 3-5% | 3-4% |
| Азот | 0.24-0.32% | 0.20-0.30% |
| Волфрам (W) | Не е посочено | 0.50-1.00% |
| Мед (Cu) | По-малко или равно на 0,50% (остатъчно) | 0,50-1,00% (умишлено) |
| Типичен PREN | 42-43 | 42-43 |
| Разработено от | Sandvik (Швеция) | Weir Materials (UK) |
Двата вида имат сходна устойчивост на корозия и механични свойства и в много приложения те са функционално взаимозаменяеми. Но те сане е същият материал. Волфрамът в S32760 подобрява устойчивостта на корозия в пукнатини в определени среди, но може също така да ускори утаяването на сигма фаза, ако термичната обработка не се контролира. Медта в S32760 подобрява устойчивостта на сярна киселина, но е неуместна при работа с морска вода.
Проблемът със сигма фазата: Защо записите за термична обработка имат значение
Сигма фазата е интерметално съединение (FeCr), което се утаява в супердуплексна неръждаема стомана, когато материалът е изложен на температури между 700 градуса и 1000 градуса за твърде дълго време. Утаяването се случва при бавно охлаждане от температурата на отгряване на разтвора, при продължително задържане при повишена температура или при заваряване с прекомерно влагане на топлина. След като се формира сигма фаза, тя:
- Намалява драстично устойчивостта на удар - Стойностите на Шарпи могат да паднат от 70J до под 10J
- Намалява устойчивостта на корозия - особено устойчивостта на корозия на цепнатини и пукнатини
- Не може да бъде обърнато чрез каквато и да е топлинна обработка, различна от -отгряване с пълна разделителна способност
Какво означава това за доставките: записът за термична обработка в сертификата за изпитване на мелницата не е просто документация. Това е доказателство, че плочата е била закалена достатъчно бързо, за да се избегне сигма фазата. MTR трябва да показва:
Температура на отгряване на разтвора:Трябва да бъде 1025-1125 градуса. Ако показва температура извън този диапазон, материалът може да не отговаря на микроструктурните изисквания.
Метод на охлаждане:Трябва да е "водно охлаждане" или "бързо водно охлаждане". Ако пише „въздушно охлаждане“ за плоча с дебелина над 6 мм, това е червен флаг - въздушното охлаждане е твърде бавно за супер дуплекс при тази дебелина.
Резултати от теста ASTM A923:ASTM A923 е стандартният метод за изпитване за откриване на вредни интерметални фази в дуплексни неръждаеми стомани. Метод A (ецваща металография), метод B (удар на Шарпи) или метод C (тест за корозия на железен хлорид). Ако MTR не включва резултати от A923, поискайте ги - особено за пластина с дебелина над 12 mm, където рискът от сигма фаза е най-висок поради по-бавното охлаждане при средната-дебелина.
За плоча, по-дебела от 25 mm, помислете за указване на ASTM A923 метод A или C в поръчката за покупка. Някои мелници го включват като стандарт; други не, освен ако не са помолени. Цената е минимална - няколкостотин долара за партида -, но тя проверява дали материалът, който получавате, не съдържа интерметални фази, които биха компрометирали работата му.
Къде всъщност плоча тип 2507 завършва в експлоатация
Инсталации за обезсоляване
Използват се инсталации за обратна осмоза на морска вода (SWRO) и много{0}}етапно бързо обезсоляване (MSF)Табелка тип 2507за тръбопроводи с високо{0}}налягане, корпуси на помпи, тела на клапани и компоненти на топлообменник, изложени на топла хлорирана морска вода. Прагът на PREN, по-голям или равен на 42, е това, което прави 2507 предпочитаният материал - 316L, който се вкопава в топла морска вода в рамките на месеци и дори 2205 може да претърпи корозия по повърхностите на уплътненията и под отлаганията. Близкият изток представлява приблизително 48% от световния капацитет за обезсоляване, което го прави най-големият регионален пазар за 2507 плочи в услугата за обезсоляване.
Нефт и газ - нагоре и по средата на течението
Подводни колектори, тръбопроводи, сепаратори, топлообменници и оборудване на кладенеца, изложени на произведена вода, съдържаща хлориди и H₂S. Плоча от тип 2507 е квалифицирана за работа в кисело състояние съгласно NACE MR0175 / ISO 15156, с ограничения за твърдост (По-малко или равно на 28 HRC) и термична обработка. За офшорни платформи, особено в Северно море и Арабския залив, 2507 е стандартен материал за системи за обработка на морска вода, тръбопроводи за пожарна вода и технологично оборудване.
Химическа и нефтохимическа обработка
Съдове под налягане, топлообменници, реактори и резервоари за съхранение, обработващи потоци от процеси,-съдържащи хлорид, органични киселини и кисели течности. Плочата от тип 2507 е особено ефективна в среди, където има проблеми както с корозионното напукване чрез хлоридно напрежение, така и с равномерната киселинна корозия - комбинация, която разрушава стандартните аустенитни неръждаеми стомани.
Офшорни и морски структури
Системи за противопожарна вода, тръбопроводи за баластна вода, щрангови скоби, структурни скоби и тръби на помпени колони на офшорни платформи. Високата граница на провлачване позволява по-леки структурни конструкции, което е икономически значимо за офшорни инсталации, където всеки килограм тегло отгоре има множител на разходите.
Производство на електроенергия
Абсорбиращи съдове за десулфуризация на димни газове (FGD), системи за охлаждаща вода в крайбрежни електроцентрали и топлообменници в геотермални приложения, където флуидите, съдържащи хлорид, влизат в контакт с металната повърхност.
Проверка на качеството: Контролен списък на MTR за Super Duplex Plate
Разчитане на сертификат за изпитване на мелницаТабелка тип 2507изисква внимание към детайлите, които са специфични за класовете супер дуплекс. Ето контролния списък в приоритетен ред:
Топлинно число и проследимост:Уверете се, че номерът на топлината на MTR съвпада с шаблонната маркировка върху пакета пластини. Няма съвпадение=отхвърляне.
UNS обозначение:Потвърдете, че MTR изрично посочва S32750, а не само "2507" или "супер дуплекс". Ако пише S32760, имате грешен клас.
Химичен състав:Всеки елемент трябва да попада в границите на ASTM A240. Проверете Cr По-голямо или равно на 24,0%, Mo По-голямо или равно на 3,0%, N По-голямо или равно на 0,24%. Изчислете PREN от действителните топлинни стойности - тя трябва да бъде по-голяма или равна на 41 за морска вода, по-голяма или равна на 42 за критична работа.
Механични свойства:UTS По-голямо или равно на 795 MPa, добив По-голямо или равно на 550 MPa, удължение По-голямо или равно на 15%. Ако удължението е точно 15%, поискайте допълнително тестване - правилно загрят 2507 трябва да показва 25% или повече.
Запис за топлинна обработка:Разтворът се отгрява при 1025-1125 градуса, охлажда се с вода. Ако методът на охлаждане не е посочен или е "въздушно охлаждане" за плоча > 6 mm, маркирайте го.
Твърдост:Ако се изисква съответствие с NACE MR0175, проверете действителната твърдост По-малка или равна на 28 HRC (272 HBW). Максимумът на ASTM A240 от 310 HBW не е достатъчен за работа с киселини.
Съдържание на ферит (ако е посочено):Цел 45 ± 5% (или 40-55 FN). Някои спецификации на проекта изискват измерване на ферит на MTR. Ако липсва, поискайте го - извън-феритът извън диапазона показва химичен дисбаланс или неправилна топлинна обработка.
Резултати от ASTM A923 (ако са посочени):Потвърдете, че резултатите от метод A, B или C не показват вредни интерметални фази. За плоча > 12 mm този тест е силно препоръчителен, дори ако не е изрично необходим.
NACE MR0175 декларация:MTR трябва да посочва „съвместим с NACE MR0175 / ISO 15156“ или „подходящ за кисело обслужване“ с посочената стойност на твърдостта.
Упълномощен подпис и печат:Сертификатът трябва да бъде подписан и проследим до системата за качество на производителя. Неподписаните или фотокопирани сертификати са неприемливи за критични приложения.
Производство и заваряване: Дисциплината, която изисква супер дуплекс
Плоча тип 2507 се доставя в състояние-закалено, готово за формоване, заваряване и машинна обработка. Но супер дуплексът е по-малко прощаващ от аустенитната неръждаема стомана и производителите, които преминават от 316L, трябва да коригират своите практики.
Формиране
2507 има приблизително два пъти по-голяма граница на провлачване от 316L, което означава, че формоването изисква повече сила. Ролките за огъване на плочи и пресите се нуждаят от 40-50% повече тонаж за същата дебелина. Пружинното връщане също е по-голямо - очаквайте 20-30% повече пружинно връщане от 316L. За огъвания с тесен радиус, топло формоване при 200-300 градуса може да намали риска от напукване, но не надвишавайте 300 градуса - над тази температура утаяването на сигма фазата става проблем.
Заваряване
Супер дуплексното заваряване е дисциплина. Ключови правила:
Допълнителен метал:Използвайте върху-легиран пълнител ER2594 (AWS A5.9) или ER2593. Пълнежът е над-легиран с никел (9-12% спрямо. 6-8% в основния метал), за да се гарантира, че заваръчният метал постига правилния феритно-аустенитно равновесие. Не използвайте 2205 или 316L пълнител - заваръчният шев ще бъде богат на ферити и ще бъде крехък.
Поддържащ газ:Използвайте аргон с 2-3% азот или чист азот. Азотът в поддържащия газ насърчава образуването на аустенит в кореновия проход и предотвратява загубата на азот от заваръчната вана. Чистият аргон е недостатъчен за супер дуплекс.
Входяща топлина:Контрол до 0,5-2,5 kJ/mm. Твърде ниското причинява бързо охлаждане и прекомерен ферит. Твърде високото причинява бавно охлаждане в диапазона 700-1000 градуса, предизвиквайки утаяване на сигма фаза. Използвайте стринг мъниста, а не техники за тъкане.
Междупроходна температура:Съхранявайте под 150 градуса. Използвайте-температурни пастели или контактен пирометър между преминаванията.
Проверка след-заваряване:ASTM A923 тестване на купони за тестване на производствени заварки. Измерване на ферити (FerriteScope или металография). Течен проникващ контрол (LPI) за повърхностни дефекти. Това са стандартни изисквания за офшорни приложения и-съдържащи налягане.
Термична обработка след{0}}заваряване:Обикновено не се изисква, ако входът на топлина е контролиран. Ако се подозира сигма фаза (напр. от прекомерно входяща топлина), отгряването с пълна разделителна способност при 1050-1100 градуса, последвано от закаляване с вода, е единственото решение.
Машинна обработка
2507 машини като други високо{1}}якостни,-работно втвърдяващи се видове неръждаема стомана. Очаквайте 30-40% по-кратък живот на инструмента от 316L. Използвайте твърдосплавни пластини с покритие (TiAlN или AlTiN покритие), умерени скорости на рязане (40-60 m/min за струговане) и охлаждаща течност под високо-налягане. Твърдостта е от решаващо значение - високата якост на материала означава, че всяко отклонение на инструмента причинява тракане, което втвърдява повърхността и ускорява износването на инструмента.
Нарязване
Плазменото рязане е приемливо с правилни параметри - използвайте азот или аргон-водородна плазма, а не въздушна плазма, за да избегнете замърсяване на рязания ръб с азот. Лазерното рязане осигурява отлично качество на ръбовете за тънка плоча. Водоструйното рязане е идеално за дебела плоча и не произвежда зона,-засегната от топлина, но е бавно. За всички методи на термично рязане, шлайфайте срязания ръб с 1-2 mm преди заваряване, за да премахнете зоната, засегната от топлината.
Често задавани въпроси
Каква е разликата между ASTM A240 тип 2507 и EN 10088-3 1.4410?
Те са една и съща сплав - UNS S32750 / EN 1.4410. ASTM A240 е американският стандарт за плосковалцована неръждаема стомана; EN 10088-3 е европейският еквивалент. Изискванията за химия и механични свойства са по същество идентични. Разликите са в системите за толерантност, определенията за покритие на повърхността и форматите за сертифициране. Поръчайте към който и да е стандарт, към който се отнася вашата спецификация на проекта.
Магнитна ли е плоча тип 2507?
Да, частично. Феритната фаза (приблизително 45% от микроструктурата) е феромагнитна, така че2507 плочаще привлече магнит -, макар и по-малко от въглеродната стомана. Това всъщност е полезно за разграничаването му от аустенитни класове като 316L, които не са-магнитни. Въпреки това PMI проверката все още трябва да използва XRF оборудване за потвърждаване на съдържанието на Mo.
Може ли плоча тип 2507 да се използва за киселинна среда (H₂S среда)?
Да, при определени условия. NACE MR0175 / ISO 15156 изброява UNS S32750 като приемлив материал за работа в кисело състояние, при условие че твърдостта не надвишава 28 HRC и материалът е в разтвор-закалено състояние. Стандартът също така налага ограничения за температурата и парциалното налягане на H₂S в зависимост от приложението. Проверете специфичните условия на експлоатация спрямо NACE MR0175 Таблица A.4, преди да посочите материала.
Каква е максималната работна температура за плоча тип 2507?
Препоръчителната горна граница за непрекъснато обслужване е приблизително 250-300 градуса. Над 300 градуса утаяването на сигма фаза се превръща в риск при дълго време на излагане. За периодично обслужване при по-високи температури, общото време при температура над 300 градуса трябва да бъде ограничено. Материалът също не се препоръчва за криогенно обслужване под -50 градуса, тъй като феритната фаза претърпява преход от пластичност към крехкост.
Как се сравнява Тип 2507 с 6% молибденови супер-аустенитни класове като 254SMO?
И двете са „супер“ устойчиви на корозия-неръждаеми стомани, но постигат своята производителност чрез различни механизми. 2507 е дуплексна степен (45% ферит, 55% аустенит) с PREN ~42 и граница на провлачване ~550 MPa. 254SMO е напълно аустенитна степен с PREN ~43 и граница на провлачване ~300 MPa. 2507 предлага по-висока якост (позволяваща по-тънки дизайни) и по-добра устойчивост на напукване от корозия под напрежение. 254SMO предлага по-добра заваряемост и по-висока якост при криогенни температури. За повечето услуги с морска вода и хлорид, 2507 е по-рентабилният-избор поради предимството на здравината.
Какъв добавъчен метал за заваряване трябва да използвам с плоча тип 2507?
Използвайте над-легиран дуплексен пълнител ER2594 (класификация AWS A5.9, продаван също като 2507P или 25.10.4.L). Пълнителят съдържа приблизително 9-12% никел (срещу . 6-8% в основния метал), за да се гарантира, че заваръчният метал постига правилния баланс от 45-55% ферит след бързо втвърдяване. За различни заварки към въглеродна стомана или аустенитна неръждаема стомана може да се използва пълнител ER309LMo или ERNiCrMo-3 (Inconel 625). Винаги използвайте азотсъдържащ поддържащ газ (аргон + 2-3% N₂ или чист N₂).
Как да проверя дали пластината 2507 на моя доставчик не съдържа сигма фаза?
Поискайте тестване ASTM A923 в поръчката за покупка. Метод А (ецваща металография) е най-директният - той визуално идентифицира интерметалните фази в микроструктурата. Метод B (удар на Шарпи при -40 градуса) е косвен индикатор - ниската енергия на удар предполага сигма фаза. Метод C (тест за корозия на железен хлорид) измерва скоростта на корозия, която се увеличава, когато е налице сигма фаза. За плоча с дебелина над 12 mm се препоръчва метод A или C, тъй като сигма утаяването е най-вероятно в средата на дебелината, където охлаждането е най-бавно.
Какво е минималното количество за поръчкаASTM A240 тип 2507 табела?
За складови материали в сервизен център или дистрибутор често се предлагат изрязани-до-размери без минимална поръчка. За мел-директно производство на не-складови размери минимумът обикновено е 1-3 метрични тона за плоча. Поръчките на малки количества от наличност носят допълнителна такса за рязане и обработка от 20-40%. За проектни количества (5+ тона), директното ценообразуване на мелница е значително по-икономично.
