1. Giới thiệu
Hợp kim chống ăn mòn cơ sở hạ tầng quan trọng từ các nền tảng ngoài khơi đến các nhà máy xử lý hóa học.
Khi môi trường dịch vụ phát triển mạnh mẽ hơn, Chọn đúng lớp không gỉ chứng tỏ sự quan trọng.
Đặc biệt, hai mặt 2205 (Hoa Kỳ S32205) và siêu austenitic 254 Chúng tôi (Hoa Kỳ S31254) chiếm các vai trò hàng đầu nơi clorua, Axit hoặc tấn công khí chua đe dọa tính toàn vẹn tài sản.
Do đó, Bài viết này cung cấp một chuyên gia, So sánh dựa trên dữ liệu của thép không gỉ S32205 so với S31254,
có cấu trúc để hướng dẫn các kỹ sư và thiết kế thông qua hóa học, cấu trúc vi mô, Hiệu suất cơ học, hành vi ăn mòn, chế tạo, xử lý nhiệt, ứng dụng, và các tiêu chuẩn liên quan.
2. Thành phần hóa học & Cấu trúc vi mô
| Yếu tố | S32205 (2205) | S31254 (254 Chúng tôi) |
|---|---|---|
| Cr | 22.0–23.0% wt% | 20.0–22.0 wt% |
| TRONG | 4.5–66,5 wt% | 17.0–19,0 wt% |
| Mo | 2.5–3,5 wt% | 6.0–77.0 wt% |
| N | 0.08–0,20 wt% | 0.24–0,32 wt% |
| Củ | 0.50 tối đa | - |
| Mn | 2.00 tối đa | 2.00 tối đa |
| Và | 1.00 tối đa | 1.00 tối đa |
| C | 0.03 tối đa | 0.02 tối đa |
Hơn nữa, S32205 triển lãm gần như 50/50 Cấu trúc song công ferrite Ferrite Austenite, mang lại sức mạnh cao và độ bền tốt.
Ngược lại, S31254 tạo thành một ma trận austenitic hoàn toàn ổn định bởi niken cao của nó (≈18 wt%) và nitơ (lên đến 0.32 wt%).
Kết quả là, Kích thước hạt trong S31254 có xu hướng duy trì đồng nhất dưới nhiệt, Trong khi 2205 giai đoạn kép chống lại biến dạng cục bộ.
Hơn thế nữa, S31254 Tăng Molybden và Nitơ tăng cường kiểm soát bao gồm và ngăn chặn sự hình thành pha sigma, tăng cường khả năng chống ăn mòn lâu dài.
3. So sánh tính chất cơ học
| Tài sản | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| Sức mạnh năng suất (RP0.2) | ~ 450 MPa | ~ 300 MPa |
| Độ bền kéo (RM) | ~ 650 MPa | ~ 650 MPa |
| Độ giãn dài (MỘT%) | ≥25 % | ≥40 % |
| Giảm diện tích (Z%) | ≥50 % | ≥60 % |
| Độ bền va đập (Charpy v) | ≥150 J @THER40 ° C | ≥100 J @Hàng20 ° C |
| Khả năng chống creep | Lên đến 300 ° C dịch vụ | Lên đến 350 ° C dịch vụ |
Ở nhiệt độ phòng, S32205 mang lại sức mạnh năng suất vượt trội - gần đúng 450 MPA so với S31254 300 MPA - cảm ơn làm cứng pha song công của nó.
Tuy nhiên, Cả hai hợp kim đều đạt mức độ bền kéo tương tự (~ 650 MPa). Ngoài ra, S31254 tự hào có độ dẻo cao hơn (40 % kéo dài) và giảm diện tích (60 %), tạo điều kiện cho bản vẽ sâu và hình thành phức tạp.
Khi hoạt động ở nhiệt độ cao, S31254 duy trì khả năng chống leo lên đến 350 °C, Trong khi S32205 thường giới hạn dịch vụ 300 °C.
Cuối cùng, Các xét nghiệm mệt mỏi trong môi trường clorua cho thấy các đường cong STH N, Mặc dù S31254 cho thấy một cạnh nhẹ trong sự mệt mỏi có chu kỳ cao do ma trận austenitic đồng nhất của nó.
4. Kháng ăn mòn của S32205 VS. S31254
| Chế độ ăn mòn | S32205 (Gỗ 35) | S31254 (Gỗ 49) |
|---|---|---|
| rỗ | Ngưỡng clorua ~ 0,8 wt% NaCl | ~ 3,5 wt% NaCl |
| Kẽ hở | Vừa phải | Xuất sắc |
| Clorua SCC | 50Mạnh60 ° C. | 70Mùi80 ° C. |
| Ăn mòn axit tổng quát (H₂so₄) | ~ 10 mm/năm @ 20 °C | ~ 2 mm/năm @ 20 °C |
| Axit oxy hóa (Hno₃) | Tốt | Thượng đẳng |
| SCC sunfua (SSC) | Rủi ro tại H₂s > 1 thanh | Tối thiểu lên đến 5 thanh h₂s |
Vì pren (Đang rỗ số tương đương = CR + 3.3 Mo + 16 N) Tương quan với khả năng chống triệt địa cục bộ, S31254 (Gỗ 49) vượt trội so với S32205 (Gỗ 35).
Do đó, S31254 dung nạp các mức clorua lên đến 3.5 wt% ở nhiệt độ môi trường mà không cần rỗ, trong khi 2205 mũ ra xung quanh 0.8 wt%.
Hơn thế nữa, S31254 chống lại vết nứt clorua clorua (SCC) lên đến 80 °C, so với 60 ° C cho S32205.
Ngoài ra, Axit giảm tích cực (ví dụ., 10 wt% h₂so₄) Corrode S32205 ở mức ~ 10 mm/năm, nhưng chỉ có ~ 2 mm/năm tấn công S31254 trong cùng điều kiện.
Cuối cùng, Các bài kiểm tra khí chua tiết lộ hiệu suất vượt trội của S31254 trong dịch vụ H₂s cho đến 5 thanh, Trong khi S32205 cho thấy tính nhạy cảm của SSC ở trên 1 thanh.
5. chế tạo & Khả năng hàn của S32205 VS. S31254
| Diện mạo | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| Công việc lạnh | Lên đến 30% Giảm độ dày | Lên đến 50% |
| Tối thiểu. Bán kính uốn cong | 3 × độ dày (ràng buộc song công) | 2 × độ dày |
| Đầu vào nhiệt hàn | 0.5Mạnh1,5 kJ/mm; Nguy cơ của giai đoạn Sigma nếu >2 | 1.0Cấm2,5 kJ/mm; Duy trì austenite chống lại vết nứt |
| Ủ sau bạn bè | 1020 ° C × 30 phút | 1100 ° C × 15 phút |
| Khả năng gia công | 40 – 50 % của 304 SS; Công cụ mặc vừa phải | 30 – 40 % của 304 SS; Công cụ mặc cao hơn |
Trong thực tế, S31254 dung nạp các hoạt động lạnh nghiêm trọng hơn 50 % Giảm khu vực - do tính dẻo của nó, Trong khi S32205 làm việc cứng làm việc nhanh hơn, Giới hạn giảm 30 %.
Trong quá trình uốn cong, các kỹ sư duy trì bán kính tối thiểu 3 × độ dày cho 2205 Để tránh bị nứt ferrite; ngược lại, S31254 cho phép uốn cong chặt hơn tại 2 × độ dày.
Hàn 2205 yêu cầu đầu vào nhiệt giữa 0.5 Và 1.5 KJ/mm để bảo toàn cân bằng song công; Nhiệt quá mức (>2 KJ/mm) Rủi ro hình thành pha sigma.
Trong khi đó, 254 SMO, cấu trúc austenitic hoàn toàn dung nạp 2.5 KJ/mm mà không bị nứt.
Sau khi hàn, 2205 lợi ích từ việc ủ giải pháp tại 1020 ° C cho 30 phút, trong khi S31254 kêu gọi 1100 ° C cho 15 phút để làm lại nitrides.
Cuối cùng, Kiểm tra khả năng máy móc xếp hạng S32205 ở mức 40% 50% 304 Tỷ lệ loại bỏ vật liệu SS, Trong khi S31254 chạy chậm hơn một chút (30–40%) và tăng tốc độ hao mòn công cụ do hàm lượng mo cao của nó.
6. So sánh các phương pháp xử lý nhiệt
| Sự đối đãi | S32205 | S31254 |
|---|---|---|
| Ủ giải pháp | 1020 ° C × 15 bóng30 phút | 1100 ° C × 10 Ném20 phút → nước hoặc không khí |
| Cứu trợ căng thẳng | 600Mạnh650 ° C × 1 h | 650Mạnh700 ° C × 1 h |
| Lão hóa | Tránh ở trên 300 °C (Rủi ro pha) | Ổn định lên đến 400 °C; Lão hóa hạn chế |
Để khôi phục số dư song công tối ưu trong S32205 sau khi hình thành hoặc hàn, Các nhà luyện kim thực hiện giải pháp ủ tại 1020 ° C trong 15 phút30, tiếp theo là một chất làm nguội nước.
Ngược lại, S31254 yêu cầu nhiệt độ giải pháp cao hơn của giải pháp 1100 ° C trong 10 phút20, với nước hoặc không khí để giữ lại cấu trúc austenitic của nó.
Khi giảm căng thẳng chứng minh cần thiết (ví dụ., Sau khi bị chế tạo nặng), 2205 Nhu cầu 600 Ném650 ° C trong một giờ, Trong khi S31254 dung nạp 650 nhiệt700 ° C mà không thay đổi pha bất lợi.
Cuối cùng, Các nghiên cứu lão hóa cho thấy S32205 có thể hình thành pha sigma có hại nếu được giữ ở trên 300 ° C trong thời gian dài, trong khi S31254 vẫn ổn định lên đến 400 °C, Giảm nhu cầu về chu kỳ giảm căng thẳng nhiệt độ thấp.
7. Ứng dụng công nghiệp của S32205 VS. S31254
hóa dầu & Nền tảng ngoài khơi:
Các kỹ sư chỉ định S32205 cho áo khoác và đỉnh khi phơi nhiễm clorua vừa phải và vật chất cao.
Tuy nhiên, Các nền tảng phải đối mặt với độ mặn của vùng giật gân nghiêm trọng dựa trên S31254, SCC Reting và SCC.
Nhà máy khử muối & Xử lý nước biển:
Trong màng và đường ống ngược, S31254S Pren (~ 49) chịu được tiếp xúc liên tục với nước biển (3.5 WT% NaCl), trong khi S32205 (Gỗ ~ 35) Chức năng tốt nhất trong các giai đoạn nước cấp có độ mặn thấp hơn.
Thiết bị xử lý hóa học:
Trao đổi nhiệt xử lý H₂so₄ nóng (10–20 wt%) ưu tiên S31254 cho tỷ lệ ăn mòn thấp (~ 2 mm/năm).
Ngược lại, S32205 phù hợp với các dịch vụ ít tích cực hơn, chẳng hạn như máy làm mát nước muối, nơi có độ bền cao hơn của nó làm giảm độ dày tường.
Hiệu suất trong thế giới thực:
Một nền tảng Biển Bắc đã thay thế được thay thế ở độ tuổi 2205 risers với 254 Chúng tôi, cắt giảm sửa chữa rỗ do 80%.
Trong khi đó, Một nhà máy hóa dầu báo cáo năm năm dịch vụ không gặp sự cố trong 3 % HCl với song công 2205 bình ngưng.
8. Tiêu chuẩn tham khảo
- ASTM A240/A240M: Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho tấm thép không grom và crom-nickel, Tờ giấy, và dải cho các tàu áp lực và cho các ứng dụng chung ”
- ASTM A182/A182M: Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho hợp kim giả mạo hoặc cuộn- và mặt bích ống bằng thép không gỉ, Phụ kiện rèn, và các van và các bộ phận cho dịch vụ nhiệt độ cao ”
- Không chỉ định: S32205 (hai mặt 2205), S31254 (254 Chúng tôi)
- Sinh MR0175/ISO 15156: Các vật liệu để sử dụng trong môi trường chứa H₂s trong sản xuất dầu khí
9. Điểm tương đương
Dưới đây là danh sách biên dịch các tương đương quốc tế chung cho UNS S32205 (song công 2205) và UNS S31254 (254 Chúng tôi), tạo điều kiện cho việc tham chiếu chéo giữa các cơ quan tiêu chuẩn chính.
| Vật liệu | CHÚNG TA | Một/a din | Tên | TUYỆT VỜI | ANH TA | Gost | Trung Quốc |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| song công 2205 | S32205 | 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3) | X2CrNiMoN22-5-3 | Z3CN22-05-03 | SUS329J4L | 07X22n5m3 | 0Cr2ni5mo3n |
| Siêu austenitic 254 Chúng tôi | S31254 | 1.4547 (X1nicrmocu25-20-5) | X1nicrmocu25-20-5 | Z2CNCD25-20 | SUS3107 | 08H25N20M6 | 0CR25NI20MO3CUN |
Ghi chú về tương đương
- Chỉ định DIN-Ví dụ, "1.4462" cho 2205 "xuất hiện cùng với biểu tượng hóa học thép thép (X2CrNiMoN22-5-3), Trong đó, 22-5-5-3 biểu thị mức CR-NI-MO-N danh nghĩa.
- TUYỆT VỜI (Tiếng Pháp) Các lớp sử dụng Z-Prefix: Mùi Z3CN22-05-03 Gương 2205 22 % Cr, 5 % TRONG, 3 % Mo.
- ANH TA (Nhật Bản) Và Gost (Tiếng Nga) Chỉ định phản ánh hệ thống đánh số quốc gia; Các Lôi được thêm vào.
- Trung Quốc lớp, Chỉ định carbon (0), crom, niken, Hàm lượng molypden và nitơ.
10. So sánh toàn diện về S32205 VS. S31254
Để đưa tất cả những khác biệt chính vào sự nhẹ nhõm, Bảng dưới đây tóm tắt hóa học, hiệu suất, Chế tạo và số liệu chi phí cho UNS S32205 (song công 2205) và UNS S31254 (254 Chúng tôi).
| Tiêu chí | S32205 (song công 2205) | S31254 (254 Chúng tôi) |
|---|---|---|
| Cấu trúc pha | ~ 50 % ferit / 50 % austenit | 100 % austenit |
| Cr - Ni - MO - N Hóa học | 22 % Cr, 5 % TRONG, 3 % Mo, 0.14 % N | 20 % Cr, 18 % TRONG, 6.5 % Mo, 0.28 % N |
| Gỗ | ≈ 35 | ≈ 49 |
| Sức mạnh năng suất | 450 MPa | 300 MPa |
| Độ bền kéo | 650 MPa | 650 MPa |
| Độ giãn dài | 25 % | 40 % |
| Charpy dẻo dai | ≥ 150 J @THER40 ° C | ≥ 100 J @THER20 ° C |
| Ngưỡng rỗ | ~ 0.8 % NaCl | ~ 3.5 % NaCl |
| Kháng SCC | ≤ 60 °C | ≤ 80 °C |
| Giới hạn dịch vụ leo | ≤ 300 °C | ≤ 350 °C |
| Giới hạn làm việc lạnh | 30 % Giảm độ dày | 50 % Giảm độ dày |
| Đầu vào nhiệt hàn | 0.5Mạnh1,5 kJ/mm (tránh xa > 2.0) | 1.0Cấm2,5 kJ/mm |
| Giải pháp ủ | 1 020 ° C × 15 bóng30 phút | 1 100 ° C × 10 Ném20 phút → nước hoặc không khí |
| Chỉ số chi phí | 1.0 (căn cứ) | ~ 1.4 (≈ 40 % phần thưởng) |
Key Takeaways:
- Sức mạnh vs. Ăn mòn: S32205 mang lại sức mạnh năng suất cao hơn (≈ 450 MPa) và độ dẻo dai tuyệt vời, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các bộ phận chịu tải.
Tuy nhiên, sức đề kháng của nó (Gỗ 35) giới hạn dịch vụ clorua là ~ 0.8 % NaCl. - Khả năng chống ăn mòn vượt trội: S31254 Tăng MO và N Boost Pren đến ≈ 49, dung nạp nước biển (3.5 % NaCl) và chống lại SCC để 80 °C, mặc dù tại a 40 % Chi phí vật liệu cao hơn.
- Dễ dàng chế tạo: S31254 Austenitic hoàn toàn hỗ trợ làm việc lạnh hơn (50 % sự giảm bớt) và cửa sổ hàn rộng hơn (lên đến 2.5 KJ/mm),
trong khi lớp song công đòi hỏi đầu vào nhiệt chính xác hơn để duy trì sự cân bằng pha của nó. - Ổn định nhiệt: Bạn có thể chạy S31254 ở nhiệt độ cao hơn vừa phải (lên đến 350 °C) không có rủi ro lão hóa, trong khi S32205 vẫn ổn định cho đến khoảng 300 °C.
11. Kết luận
S32205 và S31254 mỗi mang lại lợi thế khác biệt. Bằng cách hiểu hóa học của họ, cấu trúc vi mô, hành vi cơ học, hiệu suất ăn mòn, Cây cảnh bịa đặt, và cửa sổ xử lý nhiệt, Các kỹ sư có thể hiểu được, quyết định có thẩm quyền.
CÁI NÀY là lựa chọn hoàn hảo cho nhu cầu sản xuất của bạn nếu bạn cần chất lượng cao thép không gỉ đúc.
Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay!
Câu hỏi thường gặp
Những yếu tố chính chi phối sự lựa chọn giữa S32205 so với S31254?
Trong thực tế, kỹ sư cân sức mạnh so với khả năng chống ăn mòn. S32205 mang lại sức mạnh năng suất cao hơn (~ 450 MPa) với chi phí thấp hơn,
Trong khi S31254 cung cấp khả năng chống rỗ vượt trội (Gỗ 49) và khả năng kháng clorua-SCC đối với 80 °C.
Tôi có thể cảm lạnh S31254 mạnh hơn S32205 không?
Đúng. Cấu trúc austenitic hoàn toàn của S31254 hỗ trợ 50% Giảm độ dày, trong khi S32205 làm việc cứng làm việc nhanh hơn và thường giới hạn giảm lạnh đối với 30% Để tránh nứt.
Những biện pháp phòng ngừa hàn nào áp dụng cho các lớp này?
Cho S32205, duy trì đầu vào nhiệt giữa 0.5Mạnh1,5 kJ/mm và thực hiện giải pháp ủ tại 1 020 ° C để khôi phục cân bằng song công.
Ngược lại, S31254 dung nạp 1.0Cấm2,5 kJ/mm và kêu gọi một 1 100 ° C dung dịch - thực sự để làm lại nitrides.
Hợp kim nào hoạt động tốt hơn trong môi trường Sour - Gas?
Trong dịch vụ H₂s, S31254 chống lại căng thẳng sunfua cho đến khoảng 5 thanh, Trong khi S32205 cho thấy tính nhạy cảm của SSC ở trên 1 thanh.
Vì thế, 254 SMO thường trở thành lựa chọn ưa thích cho các ứng dụng khí chua.
