1. Кіріспе
Corrosion-resistant alloys underpin critical infrastructure—from offshore platforms to chemical-processing plants.
Сервистік орта агрессивті өседі, selecting the right stainless grade proves vital.
Сондай-ақ, дуфлекс 2205 (UNS S32205) and super-austenitic 254 БІЗ (UNS S31254) occupy leading roles where chloride, acid or sour-gas attack threatens asset integrity.
, Сорт, this article delivers a professional, S32205 және S31254 баспайтын болаттан жасалған деректерге негізделген салыстыру,
инженерлер мен спецификаторларды химия арқылы бағыттау үшін құрылымдалған, Микроқұрылым, Механикалық қойылым, Коррозияның мінез-құлқы, дайындық, Термиялық өңдеу, қолданбалар, және тиісті стандарттар.
2. Химиялық құрамы & Микроқұрылым
| Элемент | S32205 (2205) | S31254 (254 БІЗ) |
|---|---|---|
| Кр | 22.0–23,0 масса% | 20.0–22,0 масса% |
| -Да | 4.5–6,5 масса% | 17.0–19,0 масса% |
| Әзірлеу | 2.5-3,5 масса% | 6.0–7,0 масса% |
| N | 0.08-0.20 Вт% | 0.24–0,32 масса% |
| Друг | 0.50 Еңбек | - |
| М.на | 2.00 Еңбек | 2.00 Еңбек |
| Жіне | 1.00 Еңбек | 1.00 Еңбек |
| Б | 0.03 Еңбек | 0.02 Еңбек |
Сонымен қатар, S32205 шамамен көрсетеді 50/50 феррит-аустениттік дуплексті микроқұрылым, бұл жоғары беріктік пен жақсы беріктік береді.
Қайта, S31254 жоғары никельмен тұрақтандырылған толық аустениттік матрицаны құрайды. (≈18 салмақ%) және азот (дейін 0.32 wt%).
Болғандықтан, S31254 астық өлшемдері қызу кезінде біркелкі болып қалады, ал 2205 қос фазалары локализацияланған деформацияға қарсы тұрады.
Үстіне, S31254 жоғары молибден мен азот инклюзияны бақылауды күшейтеді және сигма-фазаның түзілуін басады., ұзақ мерзімді коррозияға төзімділігін арттыру.
3. Механикалық қасиеттерді салыстыру
| Мүлік | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| Бергі күш (Rp0.2) | ~ 450 mPA | ~300 МПа |
| Созылу күші (Шаққандағы) | ~650 МПа | ~650 МПа |
| Іуу (A%) | ≥25 % | ≥40 % |
| Ауданның қысқаруы (Z%) | ≥50 % | ≥60 % |
| Әсер ету қаттылық (Чарпи В) | ≥150 Дж @–40°C | ≥100 Дж @–20°C |
| Тұрақты төзімділік | Дейін 300 °C қызметі | Дейін 350 °C қызметі |
Бөлме температурасында, S32205 жоғары аққыштық күшін береді — шамамен 450 S31254-ке қарсы МПа 300 МПа — оның дуплексті фазалық қатаюының арқасында.
Дегенмен, екі қорытпа бірдей созылу күшіне жетеді (~650 МПа). Сонымен қатар, S31254 жоғары икемділікке ие (40 % іуу) және ауданның қысқаруы (60 %), терең сызуды және күрделі қалыптауды жеңілдетеді.
Жоғары температурада жұмыс істегенде, S31254 сусымалыға төзімділікті сақтайды 350 ° °, ал S32205 әдетте қызмет көрсетуді айналаға шектейді 300 ° °.
Соңында, Хлоридті ортадағы шаршау сынақтары салыстырмалы S-N қисықтарын көрсетеді, S31254 біртекті аустениттік матрицаға байланысты жоғары циклдегі шаршаудың аздап шегін көрсетеді.
4. Corrosion Resistance of S32205 vs. S31254
| Коррозия режимі | S32205 (Ағаш ≈ 35) | S31254 (Ағаш ≈ 49) |
|---|---|---|
| Шоқы | Хлорид шегі ~0,8 масса% NaCl | ~3,5 масса% NaCl |
| Жарық | Байсалды | Үздік |
| Хлоридті СКҚ | 50–60 °C | 70–80 °C |
| Жалпы қышқылдық коррозия (H₂so₄) | ~10 мм/жыл @ 20 ° ° | ~2 мм/жыл @ 20 ° ° |
| Тотықтырғыш қышқылдар (HNO₃) | Жақсы | Ең жақсы |
| Сульфидті СКҚ (SSC) | H₂S деңгейіндегі тәуекел > 1 төр | Минималды дейін 5 бар H₂S |
Өйткені ПРЕН (Шұңқырға төзімділіктің эквиваленттік саны = Кр + 3.3 Әзірлеу + 16 N) локализацияланған коррозияға төзімділікпен сәйкес келеді, S31254 (Ағаш ≈ 49) S32205-тен асып түседі (Ағаш ≈ 35).
, Сорт, S31254 хлорид деңгейіне дейін шыдайды 3.5 шұңқырсыз қоршаған орта температурасында wt%, алақа 2205 айналасында қақпақтар 0.8 wt%.
Үстіне, S31254 хлоридті кернеу-коррозия крекингіне қарсы тұрады (Скр) дейін 80 ° °, салыстырғанда 60 S32205 үшін °C.
Сонымен қатар, агрессивті қалпына келтіретін қышқылдар (E.Г., 10 wt% H₂SO₄) ~10 мм/жылына S32205 тоттанады, бірақ бірдей жағдайларда тек ~2 мм/жыл S31254 шабуыл жасайды.
Соңында, шикі газ сынақтары S31254-тің H₂S қызметіндегі жоғары өнімділігін көрсетеді. 5 төр, ал S32205 жоғарыда SSC сезімталдығын көрсетеді 1 төр.
5. Дайындық & Weldability of S32205 vs. S31254
| Аспект | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| Суық жұмыс | Дейін 30% қалыңдығын азайту | Дейін 50% |
| Мин. Иілу радиусы | 3 × қалыңдығы (дуплексті шектеулер) | 2 × қалыңдығы |
| Дәнекерлеуге жылу кірісі | 0.5-1.5 kj / mm; сигма фазасының қаупі, егер >2 | 1.0–2,5 кДж/мм; сақталған аустенит крекингке қарсы тұрады |
| Дәнекерлеуден кейінгі күйдіру | 1020 ° C 30 мин | 1100 ° C 15 мин |
| Айналымдылық | 40 - 50 % -ден 304 SS; құралдың орташа тозуы | 30 - 40 % -ден 304 SS; құралдың тозуы жоғары |
Іс жүзінде, S31254 қаттырақ суыққа дейін жұмыс істейді 50 % ауданның қысқаруы — оның аустениттік икемділігіне байланысты, ал S32205 жылдамырақ жұмыс істейді, дейін азайтуды шектейді 30 %.
Иілу кезінде, инженерлер минималды радиусын сақтайды 3 × үшін қалыңдығы 2205 феррит крекингін болдырмау үшін; қайта, S31254 қаттырақ иілуге мүмкіндік береді 2 × қалыңдығы.
Дәнекерлеу 2205 арасындағы жылуды қажет етеді 0.5 жіне 1.5 дуплексті тепе-теңдікті сақтау үшін кДж/мм; шамадан тыс жылу (>2 kj / mm) сигма-фазаның қалыптасуына қауіп төндіреді.
Сол уақытта, 254 SMO толық аустениттік құрылымына дейін шыдайды 2.5 кДж/мм крекингсіз.
Дәнекерлеуден кейін, 2205 кезіндегі ерітінді күйдірудің пайдасы 1020 ° C үшін 30 минуттары, ал S31254 шақырады 1100 ° C үшін 15 нитридтерді қайта еріту үшін минут.
Соңында, өңдеуге қабілеттілік сынақтары 40–50% деңгейінде S32205 деңгейінде 304 SS материалды алу жылдамдығы, ал S31254 сәл баяуырақ жұмыс істейді (30-40%) және құрамындағы жоғары Mo мазмұнына байланысты құралдың тозуын тездетеді.
6. Comparison of Heat Treatment Methods
| Емдеу | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| Шешім | 1020 °C × 15–30 мин → суды сөндіру | 1100 °C × 10–20 мин → су немесе ауаны сөндіру |
| Стрессті жеңілдету | 600–650 °C × 1 н | 650–700 °C × 1 н |
| Қартаю | Жоғарыдан аулақ болыңыз 300 ° ° (Фазалық тәуекел) | Тұрақты 400 ° °; шектеулі қартаю |
Қалыптау немесе дәнекерлеуден кейін S32205 жүйесінде оңтайлы дуплексті балансты қалпына келтіру үшін, металлургтер ерітінді күйдіруді орындады 1020 °C 15-30 минут, кейін суды сөндіру.
Қайта, S31254 жоғарырақ ерітінді температурасын талап етеді 1100 °C 10-20 минут, аустениттік құрылымын сақтау үшін сумен немесе ауамен сөндіріледі.
Стресстен құтылу қажет болған кезде (E.Г., ауыр өндірістен кейін), 2205 бір сағат бойы 600–650 °C температураны талап етеді, ал S31254 жағымсыз фазалық өзгерістерсіз 650–700 °C температураға шыдайды.
Соңында, қартаю зерттеулері жоғарыда сақталса, S32205 зиянды сигма фазасын құра алатынын көрсетеді 300 °C ұзақ уақыт бойы, ал S31254 дейін тұрақты болып қалады 400 ° °, reducing the need for low-temperature stress-relief cycles.
7. Industry Applications of S32205 vs. S31254
Мұнай-химия & Теңіз платформалары:
Engineers specify S32205 for jackets and topsides when moderate chloride exposure and high strength matter.
Дегенмен, platforms facing severe splash-zone salinity lean on S31254’s superior pitting and SCC resistance.
Тұзсыздандыру қондырғылары & Seawater Handling:
In reverse-osmosis membranes and piping, S31254’s PREN (~49) withstands continuous contact with seawater (3.5 wt% NaCl), whereas S32205 (PREN ~35) functions best in feedwater stages with lower salinity.
Chemical-Processing Equipment:
Heat exchangers handling hot H₂SO₄ (10–20 wt%) favor S31254 for its low corrosion rates (~2 mm/year).
Керісінше, S32205 suits less aggressive services—such as brine coolers—where its higher strength reduces wall thickness.
Real-World Performance:
A North Sea platform retrofit replaced aged 2205 бар көтергіштер 254 БІЗ, арқылы шұңқырларды жөндеу 80%.
Сол уақытта, мұнай-химия зауыты бес жыл ақаусыз қызмет еткенін хабарлайды 3 % Дуплексті HCl 2205 конденсфераторлар.
8. Reference Standards
- ASTM A240/A240M: «Хром және хром-никель баспайтын болаттан жасалған пластиналардың стандартты сипаттамасы, Парақ, және қысымды ыдыстарға арналған жолақ және жалпы қолданбалар»
- ASTM A182/A182M: «Соғылған немесе илектелген қорытпаға арналған стандартты спецификация- және тот баспайтын болаттан жасалған құбыр фланецтері, Орталған арматура, және жоғары температурада қызмет көрсетуге арналған клапандар мен бөлшектер»
- UNS белгілеулері: S32205 (дуфлекс 2205), S31254 (254 БІЗ)
- Nace mr0175 / iso 15156: «Мұнай және газ өндіруде H₂S бар орталарда қолдануға арналған материалдар»
9. Балама бағалар
Төменде UNS S32205 үшін жалпы халықаралық баламалардың жинақталған тізімі берілген (Дуфлекс 2205) және UNS S31254 (254 БІЗ), негізгі стандарттар органдары арасындағы өзара сілтемелерді жеңілдету.
| Материал | Бізді | СЕНІҢ | KK Аты | Афнор | Ол | Хост | қытай |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Дуфлекс 2205 | S32205 | 1.4462 (X2crnimon22-5-3) | X2crnimon22-5-3 | Z3CN22-05-03 | Sus329j4l | 07Х22Н5М3 | 0Cr22Ni5Mo3N |
| Супер-аустениттік 254 БІЗ | S31254 | 1.4547 (X1Nicrmocu25-20-5) | X1Nicrmocu25-20-5 | Z2CNCD25-20 | SUS3107 | 08H25N20M6 | 0Cr25Ni20Mo3CuN |
Notes on Equivalents
- DIN белгісі-мысалы, 2205 үшін «1,4462» болаттың химиялық белгісінің жанында пайда болады (X2crnimon22-5-3), мұндағы «22-5-3» номиналды Cr-Ni-Mo-N деңгейлерін білдіреді.
- Афнор (француз) бағалар Z-префиксін пайдаланады: «Z3CN22-05-03» 2205 айнасы 22 % Кр, 5 % -Да, 3 % Әзірлеу.
- Ол (Жапон) жіне Хост (орыс) белгілеулер ұлттық нөмірлеу жүйесін көрсетеді; SUS329J4L қосымшасындағы «L» төмен температурадағы соққыға төзімділік талаптарын көрсетеді.
- қытай сорттары — 0Cr22Ni5Mo3N және 0Cr25Ni20Mo3CuN — UNS композицияларымен тығыз сәйкес келеді, көміртекті анықтау (0), хромий, никель, молибден және азот мөлшері.
10. Comprehensive Comparison of S32205 vs. S31254
Барлық негізгі айырмашылықтарды өткір рельефке келтіру, төмендегі кесте химияны қорытындылайды, орындау, UNS S32205 үшін өндіру және шығындар көрсеткіштері (Дуфлекс 2205) және UNS S31254 (254 БІЗ).
| Критериция | S32205 (Дуфлекс 2205) | S31254 (254 БІЗ) |
|---|---|---|
| Фазалық құрылым | ~ 50 % феррит / 50 % ауулениттер | 100 % аустениттік |
| Cr–Ni–Mo–N химиясы | 22 % Кр, 5 % -Да, 3 % Әзірлеу, 0.14 % N | 20 % Кр, 18 % -Да, 6.5 % Әзірлеу, 0.28 % N |
| Орман | ≈ 35 | ≈ 49 |
| Бергі күш | 450 МПа | 300 МПа |
| Созылу күші | 650 МПа | 650 МПа |
| Іуу | 25 % | 40 % |
| Өмірлік қаттылық | ≥ 150 D @ –40°C | ≥ 100 J @ –20°C |
| Питинг шегі | ~ 0.8 % Торң у | ~ 3.5 % Торң у |
| SCC кедергісі | ≤ 60 ° ° | ≤ 80 ° ° |
| Тығыздау қызметінің шегі | ≤ 300 ° ° | ≤ 350 ° ° |
| Суық жұмыс шегі | 30 % қалыңдығын азайту | 50 % қалыңдығын азайту |
| Дәнекерлеуге жылу кірісі | 0.5-1.5 kj / mm (болдырмау > 2.0) | 1.0–2,5 кДж/мм |
| Шешім | 1 020 °C × 15–30 мин → суды сөндіру | 1 100 °C × 10–20 мин → су немесе ауаны сөндіру |
| Шығындар индексі | 1.0 (база) | ~ 1.4 (≈ 40 % премиум) |
Негізгі жолдар:
- Күш VS. Коррозия: S32205 жоғары аққыштықты қамтамасыз етеді (≈ 450 МПа) және керемет қаттылық, оны жүк көтергіш бөлшектер үшін өте қолайлы етеді.
Дегенмен, оның шұңқырға төзімділігі (Ағаш ≈ 35) хлорид қызметін ~ дейін шектейді 0.8 % Торң у. - Керемет коррозияға төзімділік: S31254 жоғары Mo және N PREN мәнін ≈ дейін арттырады 49, теңіз суына төзімді (3.5 % Торң у) және SCC-ге қарсы тұру 80 ° °, а кезінде болса да 40 % материалдың жоғары құны.
- Жеңілдік: Толығымен аустениттік S31254 тереңірек суықта жұмыс істеуді қолдайды (50 % кішірею) және кеңірек дәнекерлеу терезелері (дейін 2.5 kj / mm),
ал дуплексті сорт фазалық тепе-теңдікті сақтау үшін дәлірек жылу енгізуін қажет етеді. - Жылу тұрақтылығы: S31254 құрылғысын орташа жоғары температурада іске қосуға болады (дейін 350 ° °) қартаю қаупінсіз, ал S32205 шамамен дейін тұрақты болып қалады 300 ° °.
11. Тұжырымдар
S32205 және S31254 әрқайсысы ерекше артықшылықтар береді. Олардың химиясын түсіну арқылы, Микроқұрылым, Механикалық мінез-құлық, коррозия өнімділігі, құрастыру нюанстары, және термиялық өңдеу терезелері, инженерлер ақпарат бере алады, беделді шешімдер.
Осы Егер сізге сапалы қажеттілік қажет болса, сіздің өндіріс қажеттіліктеріңіз үшін тамаша таңдау Тот баспайтын болат құймалар.
ЖҚС
What primary factors govern the choice between S32205 vs S31254?
Іс жүзінде, инженерлер таразылайды беріктікке қарсы коррозияға төзімділік. S32205 жоғары аққыштықты қамтамасыз етеді (~ 450 mPA) төмен бағамен,
ал S31254 жоғары шұңқырға төзімділікті ұсынады (Ағаш ≈ 49) және хлорид-СКК қарсылығы 80 ° °.
Can I cold-form S31254 more aggressively than S32205?
Иә. S31254 толық аустениттік құрылымы дейін қолдайды 50% қалыңдығын азайту, ал S32205 жұмысы тезірек қатаяды және әдетте суықты азайтуды шектейді 30% сынуды болдырмау үшін.
What welding precautions apply to these grades?
S32205 үшін, арасындағы жылуды сақтау 0.5-1.5 kj / mm және ерітінді күйдіруді орындаңыз 1 020 дуплексті тепе-теңдікті қалпына келтіру үшін °C.
Қайта, S31254 шыдайды 1.0–2,5 кДж/мм және шақырады 1 100 °C ерітінді – нитридтерді қайта еріту үшін жылтыр.
Which alloy performs better in sour‐gas environments?
H₂S қызметінде, S31254 сульфидтік стресс-крекингке шамамен дейін төзімді 5 төр, ал S32205 жоғарыда SSC сезімталдығын көрсетеді 1 төр.
Сондықтан, 254 SMO жиі шикі газды қолдану үшін таңдаулы таңдау болады.
