S31254 и S32760не были предназначены для конкуренции на всех фронтах. Они пришли из двух разных металлургических философий, и эта история происхождения до сих пор проявляется в том, как они ведут себя на местах.
S31254 - супераустенитный маршрут 6Mo.Идея состоит в том, чтобы начать с традиционной аустенитной структуры и увеличить содержание молибдена примерно до 6 процентов, добавить примерно 0,2 процента азота и сохранить содержание хрома около 20 процентов, а никеля - около 18 процентов. В результате получается однофазный аустенит, устойчивый к точечной коррозии и образованию щелей в горячих хлоридных средах, с которыми не справляются 316L и даже 904L. Этот сорт был фактически создан для замены титана в теплообменниках, охлаждаемых морской водой-, и по своему химическому составу он несет эту основу.
S32760 - супердуплексный маршрут.Философия дуплекса другая: разделить микроструктуру примерно 50/50 между аустенитом и ферритом, исключить дорогой никель, сохранить содержание хрома на уровне 25 процентов и молибдена на уровне около 3,5 процентов, затем добавить азот и небольшую добавку вольфрама. Вы получаете двухфазный сплав, который более прочный, дешевле за килограмм и,-по крайней мере, в нейтральных хлоридных средах,-такой же устойчивый к точечной коррозии-, как и марка 6Mo.
Поэтому выбор редко сводится к абстрактному вопросу «что более устойчиво к коррозии». Речь идет о том, какой режим отказа вы можете себе позволить меньше всего, как сваривает ваш производитель, что допускает ваш региональный кодекс и насколько ваш бюджет подвержен волатильности никеля.
Номинальный состав Рядом
| Элемент (%) | С31254 (254 СМО) | S32760 (F55 / 1.4501) |
|---|---|---|
| Хром | 19.5 – 20.5 | 24.0 – 26.0 |
| Никель | 17.5 – 18.5 | 6.0 – 8.0 |
| Молибден | 6.0 – 6.5 | 3.0 – 4.0 |
| Азот | 0.18 – 0.22 | 0.20 – 0.30 |
| вольфрам | - | 0.50 – 1.00 |
| Медь | 0.50 – 1.00 | 0.50 – 1.00 |
| Углерод (макс.) | 0.020 | 0.030 |
| Железо | баланс | баланс |
| Типичный ПРЕН | 43 – 46 | 40 – 43 |
Сразу бросается в глаза пара вещей. В S31254 содержится почти в три раза больше никеля, чем в S32760, что является одновременно его устойчивостью к коррозии-сверхсилой (высокие буферы никеля против коррозионного растрескивания под действием хлоридов) и его ценовой уязвимостью. S32760 окупает эту резку никеля более жестким окном обработки и более требовательной процедурой сварки. Вольфрам в S32760 не является декоративным-он улучшает стойкость к щелевой коррозии и замедляет выделение нежелательных фаз во время подвода тепла.
Почему PREN сам по себе вводит покупателей в заблуждение
Эквивалентное число сопротивления питтинговой коррозии, рассчитываемое как PREN=Cr + 3.3(Mo + 0.5W) + 16N, является сокращением, которое большинство спецификаций по закупкам используют для ранжирования сплавов. По этому единственному номеру,S31254 и S32760 выглядят практически взаимозаменяемыми, оба находятся в диапазоне от -до-середины 40-х годов.
Проблема в том, что PREN фиксирует только один вид отказа: устойчивость к образованию язв в чистом хлоридном электролите. Ничего не сказано о:
Щелевая коррозия под прокладками и отложениями, где доминируют геометрия и обеднение кислорода
Хлоридное коррозионное растрескивание под напряжением (SCC), где микроструктура имеет большее значение, чем объемный состав
Взлом кислого сервисасогласно NACE MR0175/ISO 15156, где решающими факторами являются твердость и микроструктурная стабильность.
Едкие и сильные окислители, где аустенит и высокий молибден ведут себя совсем иначе, чем феррит
Долгосрочная-термическая стабильность, который определяет, соответствует ли ваш материал техническим характеристикам через 10 лет при температуре 60 градусов.
Механическая прочность: где дуплекс выигрывает решительно
Это единственная область, где сравнение не является близким. Отожженный S32760 обычно обеспечивает 0,2-процентную предельную прочность около 550 МПа по сравнению с примерно 300 МПа для S31254. Это близко к удвоению предела текучести: предел прочности при растяжении составляет около 750–880 МПа для дуплекса по сравнению с 655–690 МПа для аустенита.
Практическим следствием является толщина стенок. Для заданного номинального давления и норм проектирования-ASME B31.3, EN 13480 или PED-совместные расчеты-дуплексная труба или фланец могут быть значительно тоньше. В компонентах,-удерживающих давление для подводных, надводных работ и работы под высоким-давлением, это означает:
- Меньший общий вес, что важно на морских платформах со строгим балансом нагрузки.
- Меньшие фланцевые конверты (ASME B16.5, B16.47) при ограниченном пространстве
- Уменьшенный размер фундамента и опорной стали на берегу
- Снижение стоимости доставки при дальних-экспортных перевозках в Персидский залив или в европейские порты.
Коррозионная стойкость: ни для того, ни для другого нет однозначного результата
Здесь сравнение перестает быть таблицей и становится деревом решений.
Устойчивость к питтингу.Критические температуры питтинга согласно ASTM G150 для правильно-отожженного материала находятся в диапазоне 70–80 градусов для обеих марок, причем S32760 часто немного выше благодаря содержанию в нем азота и вольфрама. В чистой, газированной морской воде при температуре окружающей среды оба практически невосприимчивы к точечной коррозии. Раскол появляется только в жарких, кислых или сильно хлорированных условиях.
Щелевая коррозия.Критические температуры щели согласно ASTM G48, метод F, как правило, находятся в диапазоне 35–45 градусов для обоих. Это тип отказа, который фактически убивает системы морской воды, поскольку он начинается под поверхностями прикрученных фланцев, под отложениями и морскими зарослями. Здесь помогает вольфрам S32760, но настоящая защита - это дизайн: сварные швы с полным проваром, гладкий канал, отсутствие резьбовых щелей и катодная защита, если это позволяют спецификации.
Хлоридное коррозионное растрескивание под напряжением.Именно здесь дуплексная структура имеет свое значение. Аустенитная нержавеющая сталь, даже марки 6Mo, может растрескиваться в горячем хлориде под действием растягивающего напряжения. Дуплексные марки гораздо лучше противостоят хлоридному SCC, поскольку граница раздела феррит-аустенит блокирует распространение трещин. Для всего, что работает при температуре выше 60 градусов в хлоридной среде с приложенным или остаточным напряжением,S32760обычно является более безопасным металлургическим выбором, хотя S31254 остается намного лучше, чем аустениты серии 300.
Кислый сервис.Оба класса указаны в NACE MR0175/ISO 15156 для нефтегазовых сред, содержащих H2S, но с ограничениями. Твердость ограничена (обычно 22 HRC для S32760, аналогичные ограничения применяются к S31254 большинством конечных пользователей), и материал должен находиться в состоянии -отожженного раствора без холодной обработки за пределами согласованных пределов. Для поставок высокосернистого газа на Ближнем Востоке-Саудовской Аравии, ОАЭ, Катара и Кувейта-это не является-обсуждаемым, и в сертификате завода должны быть четко указаны условия термообработки.
Едкие и окислительные среды.Это тот поворот, в котором S31254 часто выигрывает. Аустениты с высоким-никелем выдерживают горячую щелочь, серную кислоту и окисляющие хлоридные среды лучше, чем дуплексные, где ферритная фаза уязвима. Именно по этой причине целлюлозно-бумажная промышленность, щелок ДДГ и некоторые нефтехимические пошлины в Европе по-прежнему указывают S31254.
Реалии сварки и изготовления
Сварка — это то место, где на самом деле принимаются многие решения о закупках, потому что трудозатраты, связанные с неправильным выполнением сварки, затмевают разницу в цене на материал.
S32760 требует дисциплины.Тепловложение должно оставаться в пределах определенного интервала-слишком низким, и вы получите чрезмерный феррит и плохую ударную вязкость; слишком большое количество тепла приведет к риску образования интерметаллических осадков, которые подорвут коррозионную стойкость. Межпроходной контроль температуры является обязательным, обычно он поддерживается ниже 150 градусов. Для сохранения коррозионной стойкости корня требуется азот-содержащий поддерживающий газ, а для компенсации потерь азота используется сверхлегированный наполнитель (обычно расходный материал на основе 6Mo или никеля-). Фазовый баланс необходимо проверять, часто с помощью магнитных измерений, на производственных образцах.
S31254 более снисходителен, но не беззаботен.Аустенитную структуру можно сваривать стандартными процессами, при этом используется соответствующий наполнитель из 6Mo или сверхлегированный никелевый наполнитель (например, типа 625-). Реальный риск для тяжелых сечений – это выделение сигма- и хи-фаз в зоне воздействия тепла-если охлаждение происходит слишком медленно-это та же самая ловушка, которая улавливает 904L и другие аустениты с высоким-Мо. Толщина сечения более 12–15 мм начинает требовать контролируемого охлаждения или отжига после сварки, что увеличивает стоимость и может деформировать изготовленные сборки.
Экономия затрат: за пределами цены за-килограмм
Указание марки нержавеющей стали по цене за килограмм упускает из виду большую часть истории. Три уровня затрат фактически решают, какой класс дешевле для данной работы.
1. Летучесть надбавки к сплаву. S31254имеет доступ к рынкам никеля и молибдена. Поскольку никель составляет примерно 18 процентов, каждое изменение цены на никель на LME в долларах заметно меняет его надбавку.S32760, содержащий около 7 процентов никеля, гораздо менее подвержен воздействию никеля, но более подвержен колебаниям вольфрама и хрома. Если ваш проект рассчитан на несколько-месяцев и ваш контракт не фиксирует дополнительные сборы, S31254 — более рискованная строка бюджета.
2. Экономия веса дуплекса.Двукратный предел текучести S32760 позволяет конструкциям, рассчитанным на давление-, снизить толщину стенок, часто на 30–40 процентов в зависимости от кода и диаметра. На трубопроводах для морской воды большого-диаметра-, обычно встречающихся в системах опреснения воды в Персидском заливе и централизованном охлаждении в Европе,-это может сократить закупочный тоннаж настолько, что более чем компенсирует более высокую цену дуплексной системы за-килограмм. Мы видели случаи, когда S32760 обходился на 15–25 процентов дешевле по установленной-стоимости, несмотря на более высокую стоимость за килограмм.
3. Стоимость изготовления и проверки.Дуплексная сварка медленнее, требует большей квалификации процедуры, большего количества неразрушающих испытаний и более строгого контроля качества. При небольших партиях или сложных производствах затраты на рабочую силу могут свести на нет экономию веса. На больших прямых участках труб или стандартных фланцевых катушках издержки изготовления невелики, и преимущество имеет дуплекс.
Как компания HUITONG поставляет оба сорта
Являясь поставщиком труб, фитингов и фланцев из высоколегированной нержавеющей стали для экспорта B2B, компания HUITONG предлагает бесшовные и сварные трубы, пластины и прутки S31254 и S32760 с фланцами по ASME B16.5 и фитингами по ASME B16.9 и B16.11. Материал поставляется со стандартами EN 10204 3.1 или 3.2 MTC, в зависимости от требований, с указанием химических, механических и коррозионных испытаний (ASTM G48 для дуплекса и по запросу для 6Mo) для каждой плавки.
Для покупателей мы регулярно предоставляем:
- Сертификация двух-сортов, где химические составы совпадают (некоторые плавки соответствуют как S31254, так и аустенитному эквиваленту 6Mo).
- Документация о соответствии NACE MR0175 / ISO 15156 для кислых продуктов.
- Соответствие PED 2014/68/EU для европейского оборудования, работающего под давлением
- Нестандартная длина, скошенные концы и пластина, отрезанная-по-размеру для изготовления.
- Проверка третьей стороной-(SGS, Bureau Veritas, TÜV, DNV) по запросу
Наличие запасов и цены колеблются в зависимости от рынков никеля и молибдена, поэтому мы указываем текущие цены завода, а не прейскурантные цены.-Это особенно важно для S31254, где колебания надбавки могут существенно изменять котировку от недели к неделе.
