1. giriiş
Korozyona dayanıklı alaşımlar kritik altyapıyı desteklemektedir-açık deniz platformlarından kimyasal işleme tesislerine kadar.
Servis ortamları daha agresif büyüdükçe, Doğru paslanmaz dereceyi seçmek hayati önem taşır.
Özellikle, dubleks 2205 (ABD S32205) ve süper-austenitik 254 Biz (ABD S31254) Klorürün önde gelen rollerini işgal edin, Asit veya ekşi gaz saldırısı varlık bütünlüğünü tehdit eder.
Sonuç olarak, Bu makale bir profesyonel sunar, Paslanmaz çelik S32205 vs S31254'ün veriye dayalı karşılaştırması,
Kimya yoluyla mühendislere ve spesifikasyonlara rehberlik edecek şekilde yapılandırılmış, mikroyapı, mekanik performans, korozyon davranışı, imalat, ısıl işlem, uygulamalar, ve ilgili standartlar.
2. Kimyasal Bileşim & Mikroyapı
| Öğe | S32205 (2205) | S31254 (254 Biz) |
|---|---|---|
| CR | 22.0Ağırlıkça% 23.0 | 20.0Ağırlıkça ".0 |
| İçinde | 4.5–6.5 ağırlık | 17.0–19.0 ağırlıkça% |
| Ay | 2.5Ağırlıkça% 3,5 | 6.0Ağırlıkça% 7.0 |
| N | 0.08Ağırlıkça% 0.20 | 0.24–0.32 ağırlıkça% |
| Cu | 0.50 maksimum | - |
| Mn | 2.00 maksimum | 2.00 maksimum |
| Ve | 1.00 maksimum | 1.00 maksimum |
| C | 0.03 maksimum | 0.02 maksimum |
Üstelik, S32205 kabaca bir 50/50 Ferrit - Austenit Dubleks Mikroyapı, yüksek güç ve iyi tokluk sağlar.
Tersine, S31254, yüksek nikeli ile stabilize edilen tamamen östenitik bir matris oluşturur (Ağırlık ) ve nitrojen (kadar 0.32 Ağırlık%).
Sonuç olarak, S31254'teki tahıl boyutları, ısı altında tek tip kalma eğilimindedir, 2205’in çift fazları lokalize deformasyona direnirken.
Dahası, S31254’ün Yüksek Molibden ve Azot Artırma Kontrolü ve Sigma-Faz Formasyonunu Bastırın, Uzun süreli korozyon direncinin arttırılması.
3. Mekanik Özellikler Karşılaştırması
| Mülk | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| Akma Dayanımı (RP0.2) | ~ 450 MPa | ~ 300 MPa |
| Çekme Dayanımı (RM) | ~ 650 MPa | ~ 650 MPa |
| Uzama (A%) | ≥25 % | ≥40 % |
| Alanın Azaltılması (% Z) | ≥50 % | ≥60 % |
| Darbe Dayanıklılığı (Charpy V) | ≥150 J @–40 ° C | ≥100 J @–20 ° C |
| Sürünme direnci | kadar 300 ° C Servis | kadar 350 ° C Servis |
Oda sıcaklığında, S32205, üstün verim gücü sağlar - 450 MPA'ya karşı S31254'ler 300 MPA - dubleks faz sertleşmesi için teşekkürler.
Yine de, Her iki alaşım da benzer gerilme mukavemetlerine ulaşır (~ 650 MPa). Ek olarak, S31254 daha yüksek sünekliğe sahiptir (40 % uzama) ve alanın azaltılması (60 %), derin çizim ve karmaşık şekillendirmeyi kolaylaştıran.
Yüksek sıcaklıklarda çalışırken, S31254, sürünme direncini sürdürür 350 °C, S32205 genellikle hizmeti etrafında sınırlarken 300 °C.
Nihayet, Klorür ortamlarındaki yorgunluk testleri karşılaştırılabilir S - N eğrilerini ortaya çıkarır, S31254, homojen östenitik matrisi nedeniyle yüksek döngü yorgunluğunda hafif bir kenar göstermesine rağmen.
4. S32205'e karşı korozyon direnci. S31254
| Korozyon modu | S32205 (Ahşap ≈ 35) | S31254 (Ahşap ≈ 49) |
|---|---|---|
| Çukurlaşma | Klorür eşiği ~ ağırlıkça% 0.8 NaCl | ~ Ağırlıkça% 3.5 NaCl |
| Çatlak | Ilıman | Harika |
| Klorür scc | 50–60 ° C | 70–80 ° C |
| Genel asidik korozyon (H₂so₄) | ~ 10 mm/yıl @ 20 °C | ~ 2 mm/yıl @ 20 °C |
| Oksitleyici asitler (Hno₃) | İyi | Üst |
| Sülfür scc (SSC) | H₂'lerde risk > 1 çubuk | Minimal 5 Bar h₂s |
Çünkü Pren (Çukurluk Direnci Eşdeğeri Numarası = Cr + 3.3 Ay + 16 N) lokalize - korozyon direnci ile ilişkilidir, S31254 (Ahşap ≈ 49) S32205'ten daha iyi performans (Ahşap ≈ 35).
Sonuç olarak, S31254, klorür seviyelerini tolere eder 3.5 Çukurlaşmadan ortam sıcaklığında ağırlıkça%, halbuki 2205 Çevreleri Çıkar 0.8 Ağırlık%.
Dahası, S31254, klorür gerilim korozyon çatlamasına direniyor (SCC) kadar 80 °C, nazaran 60 S32205 için ° C.
Ek olarak, agresif indirgeyici asitler (örneğin, 10 WT% h₂so₄) Corrode S32205 ~ 10 mm/yılda, ancak aynı koşullar altında sadece ~ 2 mm/yıl S31254.
Nihayet, Sour-Gas testleri, S31254’ün H₂s hizmetindeki üstün performansını ortaya koyuyor 5 çubuk, S32205 yukarıdaki SSC duyarlılığını gösterirken 1 çubuk.
5. imalat & S32205'e karşı kaynaklanabilirlik. S31254
| Bakış açısı | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| Soğuk iş | kadar 30% kalınlık azaltma | kadar 50% |
| Min. Bükülme yarıçapı | 3 × kalınlık (dubleks kısıtlamaları) | 2 × kalınlık |
| Kaynak ısı girişi | 0.5–1.5 kj/mm; Sigma aşaması riski >2 | 1.0–2.5 kj/mm; korunan östenitin çatlamaya direnmesi |
| Anlaşılan tavlama | 1020 ° C × 30 dk. | 1100 ° C × 15 dk. |
| İşlenebilirlik | 40 – 50 % ile ilgili 304 SS; Takım aşınması orta | 30 – 40 % ile ilgili 304 SS; Takım Giysisi Daha Yüksek |
pratikte, S31254, daha şiddetli soğuk çalışmayı tolere eder - 50 % Alan azaltma - östenitik sünekliğine bağlı, S32205 daha hızlı çalışırken, azaltmayı sınırlamak 30 %.
Bükme sırasında, Mühendisler minimum yarıçapı koruyor 3 × kalınlık 2205 ferrit çatlamasını önlemek için; tersine, S31254, 2 × kalınlık.
Kaynak 2205 arasında ısı girişleri gerektirir 0.5 Ve 1.5 dubleks dengesini korumak için kj/mm; aşırı ısı (>2 KJ/mm) Sigma-faz oluşumu riskleri.
Bu sırada, 254 SMO’nun tamamen östenitik yapısı tolere ediyor 2.5 çatlamadan kj/mm.
Kaynaktan sonra, 2205 Çözüm tavlamasından faydalar 1020 ° C için 30 dakikalar, oysa S31254 1100 ° C için 15 Nitrürleri yeniden düzenlemek için dakikalar.
Nihayet, İşlenebilirlik testleri S32205'in% 40-50'sinde 304 SS’nin malzeme giderme oranı, S31254 biraz daha yavaş çalışırken (30–40) ve yüksek MO içeriği nedeniyle alet aşınmasını hızlandırır.
6. Isı işlem yöntemlerinin karşılaştırılması
| Tedavi | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| Çözüm Tavlama | 1020 ° C × 15-30 dakika → Su söndürme | 1100 ° C × 10-20 dk → Su veya hava söndürme |
| Stres giderme | 600–650 ° C × 1 H | 650–700 ° C × 1 H |
| Yaşlanma | Yukarıdan kaçının 300 °C (σ-faz riski) | Kararlı 400 °C; sınırlı yaşlanma |
S32205'teki optimal dubleks dengesini yeniden kurmak veya kaynak yaptıktan sonra geri yüklemek için, Metalurjistler, 1020 ° C 15-30 dakika, ardından bir su söndürme.
Tersine, S31254 1100 10-20 dakika ° C, östenitik yapısını korumak için su veya hava söndürme ile.
Stres rahatlaması gerekli olduğunu kanıtladığında (örneğin, Ağır imalattan sonra), 2205 Bir saat boyunca 600-650 ° C talep ediyor, S31254, olumsuz faz değişiklikleri olmadan 650-700 ° C tolere edilir.
Nihayet, Yaşlanma Çalışmaları, S32205'in yukarıda yapılırsa zararlı sigma aşaması oluşturabileceğini göstermektedir 300 Uzun süreler için ° C, oysa S31254, 400 °C, Düşük sıcaklık stresli döngülere olan ihtiyacı azaltmak.
7. S32205 vs endüstri uygulamaları. S31254
Petrokimya & Açık Deniz Platformları:
Mühendisler, orta klorür maruziyeti ve yüksek mukavemetli madde olduğunda ceketler ve üst taraflar için S32205'i belirtir.
Fakat, Şiddetli sıçrama bölgesi tuzluluğuna bakan platformlar S31254’ün üstün çukurlaşması ve SCC direncine yaslanın.
Tuzdan Arındırma Tesisleri & Deniz suyu kullanma:
Ters osmoz zarlarında ve borularda, S31254S Pren (~ 49) Deniz suyu ile sürekli temas kuruyor (3.5 WT% NaCl), oysa S32205 (Ahşap ~ 35) Daha düşük tuzluluklu besleme suyu aşamalarında en iyi işlev görür.
Kimyasal işleme ekipmanı:
Sıcak h₂so₄ ile ısı değiştiriciler (10Ağırlıkça ) Düşük korozyon oranları için S31254'ü lehine (~ 2 mm/yıl).
tersine, S32205, daha yüksek mukavemeti duvar kalınlığını azaltır, tuzlu su soğutucuları gibi daha az agresif hizmetlere uygun.
Gerçek Dünya Performansı:
Bir Kuzey Denizi Platformu Getirme Altındaki Bir Yaşlanmış 2205 ile yükselticiler 254 Biz, Çukur onarımlarını kesme 80%.
Bu sırada, Petrokimya tesisi, beş yıllık sorunsuz hizmeti bildirir 3 % Dubleks ile HCL 2205 kondansatörler.
8. Referans standartları
- ASTM A240/A240M: "Krom ve krom-nikel paslanmaz çelik plaka için standart spesifikasyon, Çarşaf, ve basınçlı kaplar ve genel uygulamalar için şerit ”
- ASTM A182/A182M: "Dövme veya haddelenmiş alaşım için standart spesifikasyon- ve paslanmaz çelik boru flanşları, Dövme Parçaları, ve yüksek sıcaklık hizmeti için vanalar ve parçalar ”
- UNTIMESS: S32205 (dubleks 2205), S31254 (254 Biz)
- MR0175/ISO doğumlu 15156: "Petrol ve Gaz Üretiminde H₂s içeren Ortamlarda Kullanım Malzemeleri"
9. Eşdeğer notlar
Aşağıda UNS S32205 için ortak uluslararası eşdeğerlerin derlenmiş bir listesi (Dubleks 2205) ve UNS S31254 (254 Biz), Büyük standart organları arasında çapraz referansın kolaylaştırılması.
| Malzeme | BİZ | Bir/bir din | Adıyla | AFNOR | O | Gost | Çince |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Dubleks 2205 | S32205 | 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3) | X2CrNiMoN22-5-3 | Z3CN22-05-03 | SUS329J4L | 07X22n5m3 | 0Cr2ni5mo3n |
| Süper 254 Biz | S31254 | 1.4547 (X1nicrmocu25-20-5) | X1nicrmocu25-20-5 | Z2CNCD25-20 | Sus3107 | 08H25N20M6 | 0Cr25ni20mo3cun |
Eşdeğerlerle ilgili notlar
- Din Ataması-Örneğin, 2205 için “1.4462” - çeliğin kimyasal sembolünün yanında görünümler (X2CrNiMoN22-5-3), burada “22-5-3” nominal CR-Ni-Mo-N seviyelerini gösterir.
- AFNOR (Fransızca) notlar bir z-prefix kullanır: “Z3CN22-05-03” 2205'leri yansıtıyor 22 % CR, 5 % İçinde, 3 % Ay.
- O (Japonca) Ve Gost (Rusça) Tanımlar ulusal numaralandırma sistemlerini yansıtır; SUS329J4L'de eklenen “L”, düşük sıcaklık etkisi tokluk gereksinimlerini gösterir.
- Çince Sınıflar - 0CR22ni5MO3N ve 0CR25ni20MO3cun - UNS kompozisyonlarıyla yakından uyumlu, Karbon Belirleme (0), krom, nikel, molibden ve azot içeriği.
10. S32205 vs kapsamlı karşılaştırması. S31254
Tüm önemli farklılıkları keskin bir rahatlama haline getirmek için, Aşağıdaki tablo kimyayı özetlemektedir, performans, UNS S32205 için imalat ve maliyet metrikleri (Dubleks 2205) ve UNS S31254 (254 Biz).
| Kriter | S32205 (Dubleks 2205) | S31254 (254 Biz) |
|---|---|---|
| Aşama yapısı | ~ 50 % ferrit / 50 % ostenit | 100 % östenitik |
| Cr - ni - mo - n kimya | 22 % CR, 5 % İçinde, 3 % Ay, 0.14 % N | 20 % CR, 18 % İçinde, 6.5 % Ay, 0.28 % N |
| Odun | ≈ 35 | ≈ 49 |
| Akma Dayanımı | 450 MPa | 300 MPa |
| Çekme Dayanımı | 650 MPa | 650 MPa |
| Uzama | 25 % | 40 % |
| Ahlaksızlık | ≥ 150 J @ –40 ° C | ≥ 100 J @ -20 ° C |
| Çukur eşiği | ~ 0.8 % NaCl | ~ 3.5 % NaCl |
| SCC direnci | ≤ 60 °C | ≤ 80 °C |
| Sürünme Servis Sınırı | ≤ 300 °C | ≤ 350 °C |
| Soğuk çalışma sınırı | 30 % kalınlık azaltma | 50 % kalınlık azaltma |
| Kaynak ısı girişi | 0.5–1.5 kj/mm (kaçınmak > 2.0) | 1.0–2.5 kj/mm |
| Çözüm tavlama | 1 020 ° C × 15-30 dakika → Su söndürme | 1 100 ° C × 10-20 dk → Su veya hava söndürme |
| Maliyet endeksi | 1.0 (temel) | ~ 1.4 (≈ 40 % prim) |
Kilit çıkarımlar:
- Güç vs. Korozyon: S32205 daha yüksek verim mukavemeti sağlar (≈ 450 MPa) ve mükemmel dayanıklılık, yük taşıyan parçalar için ideal.
Fakat, Çukurlaşma direnci (Ahşap ≈ 35) klorür hizmetini sınırlar ~ 0.8 % NaCl. - Üstün Korozyon Direnci: S31254’ün Yükseltilmiş MO ve N Boost Pren 49, Deniz suyunu tolere etmek (3.5 % NaCl) ve SCC'ye direnmek 80 °C, olsa da 40 % daha yüksek malzeme maliyeti.
- İmalat Kolaylığı: Tamamen östenitik S31254, daha derin soğuk çalışmayı destekler (50 % kesinti) ve daha geniş kaynak pencereleri (kadar 2.5 KJ/mm),
Dubleks derecesi, faz dengesini korumak için daha hassas ısı girişi gerektirir. - Termal Kararlılık: S31254'ü orta derecede yüksek sıcaklıklarda çalıştırabilirsiniz (kadar 350 °C) Yaşlanan Riskler Olmadan, S32205 yaklaşık olarak sabit kalırken 300 °C.
11. Sonuç
S32205 ve S31254 her biri farklı avantajlar sağlar. Kimyalarını anlayarak, mikroyapı, mekanik davranış, korozyon performansı, imalat nüansları, ve ısı tedavi pencereleri, Mühendisler bilgilendirebilir, yetkili kararlar.
BU Yüksek kaliteye ihtiyacınız varsa üretim ihtiyaçlarınız için mükemmel bir seçimdir paslanmaz çelik döküm.
Bugün bizimle iletişime geçin!
SSS
S32205 ile S31254 arasındaki seçimi hangi birincil faktörler yönetir??
pratikte, Mühendisler tartı Korozyon direncine karşı güç. S32205 daha yüksek verim mukavemeti sağlar (~ 450 MPa) daha düşük bir maliyetle,
S31254 üstün çukur direnci sunarken (Ahşap ≈ 49) ve klorür-scc direnci 80 °C.
S31254'ü S32205'ten daha agresif olabilir miyim?
Evet. S31254'ün tamamen östenitik yapısı 50% kalınlık azaltma, oysa S32205, daha hızlı çalışır ve tipik olarak soğuk azaltmayı sınırlar 30% çatlamayı önlemek için.
Bu notlar için hangi kaynak önlemleri geçerlidir??
S32205 için, Aralarında ısı girişini koruyun 0.5–1.5 kj/mm ve çözüm tavlama yapmak 1 020 Dubleks dengesini geri yüklemek için ° C.
Tersine, S31254 Tolerans 1.0–2.5 kj/mm ve bir 1 100 ° C Çözelti - Nitrürleri yeniden düzenlemek için.
Hangi alaşım ekşi gaz ortamlarında daha iyi performans gösterir?
H₂s hizmetinde, S31254 5 çubuk, S32205 yukarıdaki SSC duyarlılığını gösterirken 1 çubuk.
Öyleyse, 254 SMO genellikle ekşi gaz uygulamaları için tercih edilen seçim haline gelir.
