S31254 Stainless Steel vs. S32205 Stainless Steel

1. Introduzzjoni

Ligi reżistenti għall-korrużjoni jirfdu l-infrastruttura kritika—minn pjattaformi offshore għal impjanti tal-ipproċessar kimiku.

Hekk kif l-ambjenti tas-servizz jikbru aktar aggressivi, għażla tal-grad li ma jissaddadx dritt juri vitali.

B'mod partikolari, duplex 2205 (US S32205) u super-awstenitiku 254 AĦNA (US S31254) jokkupaw rwoli ewlenin fejn il-klorur, attakk bl-aċidu jew bil-gass qares jhedded l-integrità tal-assi.

Konsegwentement, dan l-artikolu jagħti professjonist, paragun immexxi mid-dejta tal-istainless steel S32205 vs S31254,

strutturat biex jiggwida l-inġiniera u l-ispeċifikazzjonijiet permezz tal-kimika, mikrostruttura, prestazzjoni mekkanika, imġieba tal-korrużjoni, fabbrikazzjoni, trattament tas-sħana, applikazzjonijiet, u standards rilevanti.

2. Kompożizzjoni kimika & Mikrostruttura

Element	S32205 (2205)	S31254 (254 AĦNA)
Cr	22.0–23.0% wt	20.0–22.0% wt
Fi	4.5–6.5% wt	17.0–19.0% wt
Mo	2.5–3.5% wt	6.0–7.0% wt
N	0.08–0.20% wt	0.24–0.32% wt
Cu	0.50 massimu	-
Mn	2.00 massimu	2.00 massimu
U	1.00 massimu	1.00 massimu
Ċ	0.03 massimu	0.02 massimu

Barra minn hekk, S32205 juri bejn wieħed u ieħor 50/50 mikrostruttura duplex ferrite–austenite, li jagħti saħħa għolja u toughness tajba.

B'kuntrast, S31254 jifforma matriċi kompletament awstenitika stabbilizzata bin-nikil għoli tagħha (≈18% wt) u nitroġenu (sa 0.32 wt%).

Bħala riżultat, daqsijiet tal-qamħ f'S31254 għandhom tendenza li jibqgħu uniformi taħt is-sħana, filwaqt li l-fażijiet doppji ta '2205 jirreżistu deformazzjoni lokalizzata.

Barra minn hekk, Il-molibdenu u n-nitroġenu elevati ta' S31254 jagħtu spinta lill-kontroll tal-inklużjoni u jrażżnu l-formazzjoni tal-fażi sigma, ittejjeb ir-reżistenza għall-korrużjoni fit-tul.

3. Tqabbil tal-Propjetajiet Mekkaniċi

Proprjetà	S32205	S31254
Saħħa tar-rendiment (RP0.2)	~ 450 MPa	~ 300 MPa
Qawwa tat-tensjoni (Rm)	~650 MPa	~650 MPa
Titwil (A%)	≥25 %	≥40 %
Tnaqqis taż-Żona (Z%)	≥50 %	≥60 %
Impatt ebusija (Charpy V)	≥150 J @–40°C	≥100 J @–20°C
Reżistenza tal-creep	Sa 300 Servizz °C	Sa 350 Servizz °C

F'temperatura tal-kamra, S32205 jagħti saħħa ta 'rendiment superjuri—madwar 450 MPa kontra S31254’s 300 MPa—grazzi għat-twebbis tal-fażi duplex tagħha.

Madankollu, iż-żewġ ligi jilħqu saħħiet tat-tensjoni simili (~650 MPa). Barra minn hekk, S31254 tiftaħar ductility ogħla (40 % titwil) u tnaqqis taż-żona (60 %), li jiffaċilitaw it-tpinġija fil-fond u l-iffurmar kumpless.

Meta topera f'temperaturi elevati, S31254 iżomm reżistenza creep sa 350 ° C., filwaqt li S32205 tipikament jillimita s-servizz għal madwar 300 ° C..

Fl-aħħarnett, testijiet tal-għeja f'ambjenti tal-klorur jiżvelaw kurvi S–N komparabbli, għalkemm S31254 juri xifer żgħir f'għeja b'ċiklu għoli minħabba l-matriċi awstenitika omoġenja tiegħu.

4. Reżistenza għall-korrużjoni ta 'S32205 vs. S31254

Modalità ta 'Korrużjoni	S32205 (Injam ≈ 35)	S31254 (Injam ≈ 49)
Pitting	Limitu tal-klorur ~ 0.8 wt% NaCl	~ 3.5 wt% NaCl
Xquq	Moderat	Eċċellenti
Klorur SCC	50–60 °C	70–80 °C
Korrużjoni Aċidika Ġenerali (H₂so₄)	~10 mm/sena @ 20 ° C.	~2 mm/sena @ 20 ° C.
Aċidi Ossidanti (HNO₃)	Tajjeb	Superjuri
Sulfide SCC (SSC)	Riskju f'H₂S > 1 bar	Minimi sa 5 bar H₂S

Għax PREN (Numru Ekwivalenti tar-Reżistenza għall-Pitting = Cr + 3.3 Mo + 16 N) jikkorrelata mar-reżistenza għall-korrużjoni lokalizzata, S31254 (Injam ≈ 49) jissupera lil S32205 (Injam ≈ 35).

Konsegwentement, S31254 jittollera livelli ta 'klorur sa 3.5 wt% f'temperatura ambjentali mingħajr pitting, Billi 2205 brieret barra madwar 0.8 wt%.

Barra minn hekk, S31254 jirreżisti klorur stress-korrużjoni qsim (SCC) sa 80 ° C., meta mqabbla ma ' 60 °C għal S32205.

Barra minn hekk, aċidi li jnaqqsu aggressivi (E.g., 10 wt% H₂SO₄) jissaddad S32205 f'~10 mm/sena, iżda biss ~ 2 mm/sena jattakka S31254 taħt l-istess kundizzjonijiet.

Fl-aħħarnett, testijiet tal-gass qares jiżvelaw il-prestazzjoni superjuri ta 'S31254 fis-servizz H₂S sa 5 bar, filwaqt li S32205 juri suxxettibilità SSC hawn fuq 1 bar.

5. Fabbrikazzjoni & Weldability ta 'S32205 vs. S31254

Aspett	S32205	S31254
Xogħol Biesaħ	Sa 30% tnaqqis tal-ħxuna	Sa 50%
Min. Raġġ tal-liwja	3 × ħxuna (restrizzjonijiet duplex)	2 × ħxuna
Input tas-Sħana tal-Weldjatura	0.5–1.5 kJ/mm; riskju tal-fażi sigma jekk >2	1.0–2.5 kJ/mm; austenite miżmuma jirreżisti l-qsim
Ittemprar ta' wara l-Iwweldjar	1020 ° C × 30 min	1100 ° C × 15 min
Makkinabilità	40 - 50 % ta ' 304 SS; għodda xedd moderat	30 - 40 % ta ' 304 SS; għodda xedd ogħla

Fil-prattika, S31254 jittollera xogħol kiesaħ aktar qawwi—sa 50 % tnaqqis taż-żona—minħabba l-duttilità awstenitika tagħha, filwaqt li S32205 ix-xogħol jibbies aktar malajr, jillimitaw it-tnaqqis għal 30 %.

Waqt liwi, inġiniera jżommu raġġ minimu ta 3 × ħxuna għal 2205 biex jiġi evitat qsim tal-ferrite; b'kuntrast, S31254 jippermetti liwjiet aktar stretti fuq 2 × ħxuna.

Iwweldjar 2205 teħtieġ inputs tas-sħana bejn 0.5 u 1.5 kJ/mm biex tippreserva l-bilanċ duplex; sħana eċċessiva (>2 KJ / mm) jirriskja l-formazzjoni tal-fażi sigma.

Sadanittant, 254 L-istruttura kompletament awstenitika ta 'SMO tittollera sa 2.5 kJ/mm mingħajr qsim.

Wara l-iwweldjar, 2205 benefiċċji minn soluzzjoni ittemprar at 1020 ° C għal 30 minuti, billi S31254 jitlob 1100 ° C għal 15 minuti biex jinħall mill-ġdid in-nitruri.

Fl-aħħarnett, it-testijiet tal-magni tal-magni jikklassifikaw S32205 f'40-50% ta ' 304 Ir-rata tat-tneħħija tal-materjal tal-SS, filwaqt li S31254 jimxi ftit aktar bil-mod (30–40%) u taċċellera l-ilbies tal-għodda minħabba l-kontenut għoli tiegħu ta 'Mo.

6. Tqabbil ta 'Metodi ta' Trattament tas-Sħana

Trattament	S32205	S31254
Tnaqqis tas-soluzzjoni	1020 °C × 15–30 min → tifi tal-ilma	1100 °C × 10–20 min → it-tifi tal-ilma jew tal-arja
Serħan mill-istress	600–650 °C × 1 h	650–700 °C × 1 h
Tixjiħ	Evita hawn fuq 300 ° C. (Riskju tal-fażi σ)	Stabbli sa 400 ° C.; tixjiħ limitat

Biex tirrestawra l-aħjar bilanċ duplex f'S32205 wara l-iffurmar jew l-iwweldjar, metallurgists iwettqu soluzzjoni ittemprar fi 1020 °C għal 15–30 minuta, segwit minn quench tal-ilma.

B'kuntrast, S31254 teħtieġ temperatura soluzzjoni-anneal ogħla ta ' 1100 °C għal 10–20 minuta, jew bl-ilma jew bl-arja quenching biex iżomm l-istruttura awstenitika tiegħu.

Meta serħan mill-istress ikun meħtieġ (E.g., wara fabbrikazzjoni tqila), 2205 jitlob 600–650 °C għal siegħa, filwaqt li S31254 jittollera 650-700 °C mingħajr bidliet negattivi fil-fażi.

Fl-aħħarnett, studji ta 'tixjiħ juru li S32205 jista' jifforma fażi sigma ta 'ħsara jekk jinżammu hawn fuq 300 °C għal perjodi twal, billi S31254 jibqa' stabbli sa 400 ° C., titnaqqas il-ħtieġa għal ċikli li jtaffu l-istress b'temperatura baxxa.

7. Applikazzjonijiet Industrijali ta 'S32205 vs. S31254

Petrokimiċi & Pjattaformi Offshore:

L-inġiniera jispeċifikaw S32205 għal ġkieket u topsides meta espożizzjoni moderata għall-klorur u materja ta 'saħħa għolja.

Madankollu, pjattaformi li jiffaċċjaw salinità severa taż-żona tat-titjir jiddependu fuq ir-reżistenza superjuri tal-ħofor u l-SCC ta’ S31254.

Impjanti tad-desalinizzazzjoni & Immaniġġjar tal-Ilma Baħar:

F'membrani u pajpijiet ta 'reverse-osmosis, S31254's PREN (~49) jiflaħ kuntatt kontinwu mal-ilma baħar (3.5 wt% NaCl), billi S32205 (Injam ~ 35) jiffunzjona l-aħjar fl-istadji tal-għalf b'salinità aktar baxxa.

Tagħmir għall-Ipproċessar Kimiku:

Skambjaturi tas-sħana li jimmaniġġjaw H₂SO₄ sħun (10–20% wt) jiffavorixxi S31254 għar-rati baxxi ta 'korrużjoni tiegħu (~ 2 mm/sena).

Bil-maqlub, S32205 jixraq għal servizzi inqas aggressivi—bħal apparat li jkessaħ is-salmura—fejn is-saħħa ogħla tiegħu tnaqqas il-ħxuna tal-ħajt.

Prestazzjoni fid-Dinja Reali:

Retrofit tal-pjattaforma tal-Baħar tat-Tramuntana mibdul antikwat 2205 risers ma 254 AĦNA, qtugħ pitting tiswijiet minn 80%.

Sadanittant, impjant petrokimiku jirrapporta ħames snin ta’ servizz bla problemi fi 3 % HCl b'duplex 2205 kondensaturi.

8. Standards ta' Referenza

• ASTM A240/A240M: "Speċifikazzjoni Standard għall-Kromju u l-Pjanċa tal-Azzar Stainless tal-Kromju-Nikil, Folja, u Strixxa għal Reċipjenti ta’ Pressjoni u għal Applikazzjonijiet Ġenerali”
• ASTM A182/A182M: “Speċifikazzjoni Standard għal Liga Falsifikata jew Irrumblata- u Stainless Steel Pipe Flanġis, Fittings falsifikati, u Valvoli u Partijiet għal Servizz ta’ Temperatura Għolja”
• Denominazzjonijiet UNS: S32205 (duplex 2205), S31254 (254 AĦNA)
• NACE MR0175 / ISO 15156: "Materjali għall-Użu f'Ambjenti li fihom H₂S fil-Produzzjoni taż-Żejt u tal-Gass"

9. Gradi ekwivalenti

Hawn taħt hawn lista miġbura ta 'ekwivalenti internazzjonali komuni għal UNS S32205 (Duplex 2205) u UNS S31254 (254 AĦNA), l-iffaċilitar ta' riferiment inkroċjat bejn il-korpi ewlenin tal-istandards.

Noti dwar Ekwivalenti

• Denominazzjoni DIN—per eżempju, "1.4462" għal 2205—jidher flimkien mas-simbolu kimiku tal-azzar (X2CrNiMoN22-5-3), fejn "22-5-3" tindika livelli nominali Cr-Ni-Mo-N.
• Afnor (Franċiż) il-gradi jużaw prefiss Z: “Z3CN22-05-03” tirrifletti 2205’s 22 % Cr, 5 % Fi, 3 % Mo.
• Huwa (Ġappuniż) u GOST (Russu) id-denominazzjonijiet jirriflettu sistemi ta' numerazzjoni nazzjonali; l-"L" mehmuża f'SUS329J4L jindika rekwiżiti ta' toughness għall-impatt f'temperatura baxxa.
• Ċiniż gradi—0Cr22Ni5Mo3N u 0Cr25Ni20Mo3CuN—allinjament mill-qrib mal-kompożizzjonijiet UNS, li tispeċifika l-karbonju (0), kromju, Nickel, kontenut ta' molibdenu u nitroġenu.

10. Tqabbil Komprensiv ta 'S32205 vs. S31254

Biex iġġib id-differenzi ewlenin kollha f'eżenzjoni qawwija, it-tabella hawn taħt tiġbor fil-qosor il-kimika, prestazzjoni, fabbrikazzjoni u metriċi tal-ispiża għal UNS S32205 (Duplex 2205) u UNS S31254 (254 AĦNA).

Kriterju	S32205 (Duplex 2205)	S31254 (254 AĦNA)
Struttura tal-Fażi	~50 % ferrite / 50 % Austenite	100 % awstenitiku
Kimika Cr–Ni–Mo–N	22 % Cr, 5 % Fi, 3 % Mo, 0.14 % N	20 % Cr, 18 % Fi, 6.5 % Mo, 0.28 % N
Injam	≈ 35	≈ 49
Saħħa tar-rendiment	450 MPA	300 MPA
Qawwa tat-tensjoni	650 MPA	650 MPA
Titwil	25 %	40 %
Toughness Charpy	≥ 150 D @ –40°C	≥ 100 J @ –20°C
Pitting Threshold	~ 0.8 % NaCl	~ 3.5 % NaCl
Reżistenza SCC	≤ 60 ° C.	≤ 80 ° C.
Limitu tas-Servizz tal-Creep	≤ 300 ° C.	≤ 350 ° C.
Limitu ta' Xogħol kiesaħ	30 % tnaqqis tal-ħxuna	50 % tnaqqis tal-ħxuna
Input tas-Sħana tal-Weldjatura	0.5–1.5 kJ/mm (evita > 2.0)	1.0–2.5 kJ/mm
Soluzzjoni Ittemprar	1 020 °C × 15–30 min → tifi tal-ilma	1 100 °C × 10–20 min → it-tifi tal-ilma jew tal-arja
Indiċi tal-Ispejjeż	1.0 (bażi)	~ 1.4 (≈ 40 % primjum)

Key Takeaways:

1. Saħħa vs. Korrużjoni: S32205 jagħti saħħa ta 'rendiment ogħla (≈ 450 MPA) u toughness eċċellenti, jagħmilha ideali għal partijiet li jġorru t-tagħbija.
   Madankollu, ir-reżistenza tal-pitting tagħha (Injam ≈ 35) jillimita s-servizz tal-klorur għal ~ 0.8 % NaCl.
2. Reżistenza superjuri għall-korrużjoni: Mo u N elevati ta 'S31254 jagħtu spinta lil PREN għal ≈ 49, jittollera l-ilma baħar (3.5 % NaCl) u jirreżistu SCC biex 80 ° C., għalkemm fi a 40 % spiża materjali ogħla.
3. Fabbrikazzjoni Faċilità: L-S31254 kompletament awstenitiku jappoġġja xogħol kiesaħ aktar profond (50 % tnaqqis) u twieqi tal-welding usa ' (sa 2.5 KJ / mm),
   billi l-grad duplex jeħtieġ input tas-sħana aktar preċiż biex iżomm il-bilanċ tal-fażi tiegħu.
4. Stabbiltà Termali: Tista 'taħdem S31254 f'temperaturi moderatament ogħla (sa 350 ° C.) mingħajr riskji ta’ tixjiħ, filwaqt li S32205 jibqa 'stabbli sa madwar 300 ° C..

11. Konklużjonijiet

S32205 u S31254 kull wieħed jagħti vantaġġi distinti. Billi jifhmu l-kimika tagħhom, mikrostruttura, imġieba mekkanika, prestazzjoni tal-korrużjoni, sfumaturi tal-fabbrikazzjoni, u twieqi għat-trattament tas-sħana, inġiniera jistgħu jagħmlu infurmati, deċiżjonijiet awtorevoli.

Dan hija l-għażla perfetta għall-bżonnijiet tal-manifattura tiegħek jekk għandek bżonn ta 'kwalità għolja Azzar li ma jissaddadx ikkastjar.

Ikkuntattjana llum!

 

FAQs

Liema fatturi primarji jirregolaw l-għażla bejn S32205 vs S31254?

Fil-prattika, inġiniera jiżnu saħħa kontra reżistenza għall-korrużjoni. S32205 jagħti saħħa ta 'rendiment ogħla (~ 450 MPa) bi spiża aktar baxxa,

filwaqt li S31254 joffri reżistenza superjuri tal-pitting (Injam ≈ 49) u chloride-SCC reżistenza għal 80 ° C..

Nista 'niksaħ S31254 b'mod aktar aggressiv minn S32205?

IVA. L-istruttura kompletament awstenitika ta 'S31254 tappoġġja sa 50% tnaqqis tal-ħxuna, billi S32205 xogħol-jibbies aktar malajr u tipikament jillimita tnaqqis kiesaħ għal 30% biex jiġi evitat qsim.

Liema prekawzjonijiet tal-iwweldjar japplikaw għal dawn il-gradi?

Għal S32205, iżommu input tas-sħana bejn 0.5–1.5 kJ/mm u twettaq ittemprar tas-soluzzjoni fuq 1 020 °C biex jirrestawra l-bilanċ duplex.

B'kuntrast, S31254 jittollera 1.0–2.5 kJ/mm u jitlob għal a 1 100 °C soluzzjoni-anneal biex jinħall mill-ġdid nitruri.

Liema liga taħdem aħjar f'ambjenti tal-gass qares?

Fis-servizz H₂S, S31254 jirreżisti l-istress-cracking tas-sulfid sa madwar 5 bar, filwaqt li S32205 juri suxxettibilità SSC hawn fuq 1 bar.

Għalhekk, 254 SMO ħafna drabi ssir l-għażla preferuta għall-applikazzjonijiet tal-gass qares.