1. Kas yra 254SMO (RS-2) nerūdijantis plienas ir koks metalurgijos principas yra jo išskirtinis atsparumas korozijai?
254SMO, dažnai vadinamas prekės ženklu RS-2, yra „super austenitinis“ nerūdijantis plienas. Tai nėra nikelio pagrindu pagamintas superlydinys, bet yra aukščiausias atsparumo korozijai ešelonas nerūdijančio plieno šeimoje prieš pereinant prie nikelio lydinių. Jo kūrimą lėmė poreikis dirbti vis agresyvesnėje aplinkoje, ypač toje, kurioje yra chloridų.
Jo veikimo paslaptis slypi kruopščiai subalansuotoje cheminėje sudėtyje, sukurta maksimaliai padidinti atsparumo įdubimams ekvivalentinį skaičių (PREN). PREN formulė (PREN=%Cr + 3.3x%Mo + 16x%N) kiekybiškai įvertina atsparumą vietinei duobių ir plyšių korozijai.
Didelis chromo kiekis (Cr) - ~20 %: sudaro tvirtą ir stabilią pasyviojo chromo oksido (Cr₂O₃) plėvelę, užtikrinančią pagrindinį atsparumą oksidacijai ir bendrai korozijai.
Labai daug molibdeno (Mo) - ~6 %: tai pagrindinis elementas, apsaugantis nuo chlorido -sukeliamos duobių ir plyšių korozijos. Molibdenas padidina pasyviosios plėvelės stabilumą, ypač žemo-pH, chloridų{5}}turtingoje aplinkoje, ir padeda atkurti plėvelę, kai ji suyra.
Reikšmingas azotas (N) - ~0,20 %: azotas yra stiprus, daugiafunkcinis legiravimo priedas. Tai galingas kietas-tirpalo stipriklis, padidinantis lydinio takumo ribą neprarandant plastiškumo. Svarbiausia, kad jis sinergiškai padidina molibdeno atsparumo įdubimams poveikį, žymiai padidindamas PREN vertę.
Didelis nikelio kiekis (Ni) - ~18 %: stabilizuoja austenitinę mikrostruktūrą, užtikrina puikų kietumą (net esant kriogeninei temperatūrai) ir pagerina atsparumą įtempių korozijos įtrūkimams (SCC).
Kai įprastas PREN yra didesnis nei 43, 254SMO vamzdis yra atsparus korozijai, kuris užpildo atotrūkį tarp standartinio austenitinio plieno (pvz., 316L) ir nikelio -pagrindo lydinių (pvz., 625 lydinio), todėl tai yra ekonomiškas sprendimas sudėtingiausioms korozinėms reikmėms.
2. Kuriose konkrečiose pramonės šakose ir kuriose srityse 254SMO (RS-2) vamzdis laikomas pasirinkta medžiaga?
254SMO vamzdis yra skirtas tokioms agresyvioms aplinkoms, kad jie greitai sunaikintų standartinį nerūdijantį plieną, pvz., 316L ar net duplex 2205. Jo naudojimas pateisinamas dėl to, kad jis gali užtikrinti ilgą tarnavimo laiką ir patikimumą, taip sumažinant priežiūros prastovų ir gedimų riziką.
Pagrindinės programos apima:
Jūros nafta ir dujos:
Jūros vandens vamzdynų sistemos: Naudojamos gaisrinio vandens vamzdynams, aušinimo vandens sistemoms ir jūros vandens įpurškimo vamzdžiams. Jis atsparus duobių ir plyšių korozijai chloruotame, žaliame jūros vandenyje, net ir stovint.
Viršutinis proceso vamzdynas: tvarko korozinius gamybos skysčius, kuriuose yra CO₂, chloridų ir H₂S pėdsakų.
Cheminis ir naftos chemijos perdirbimas:
Rūgščių dujų valytuvai: vamzdynai, kuriais tvarkomos dujos, kuriose yra H₂S ir chloridų.
Rūgščių kondensatoriai ir šilumokaičiai: skirti tvarkyti sieros, fosforo ir organines rūgštis, ypač kai jos užterštos chloridais.
Plaušienos ir popieriaus pramonė: viryklėse, balinimo gamyklose ir skysčių perdirbimo linijose, kuriose yra labai oksiduojančių chloro junginių ir chloridų.
Išmetamųjų dujų desulfuravimo (FGD) sistemos: sugeriamųjų bokštų purškimo vamzdžiams, išleidimo kanalams ir sklendėms, kurios yra veikiamos karštų, šlapių, chloro{0}}prikrautų dujų, kurios itin ėsdina daugumą metalų.
Jūrų ir laivų statyba: svarbioms laivų vamzdynų sistemoms, pvz., balastiniam vandeniui ir kitoms sistemoms, kurios nuolat liečiasi su jūros vandeniu.
Šiose programose 254SMO vamzdis dažnai pasirenkamas po gedimų naudojant žemesnės kokybės medžiagas, todėl užtikrinamas optimalus našumo ir sąnaudų balansas, todėl nereikia naudoti dar brangesnių nikelio -lydinių.
3. Kokios yra svarbiausios 254SMO vamzdžių suvirinimo ir gamybos gairės, siekiant užtikrinti, kad nepakenktų jo kaip-atsparumas korozijai?
Išskirtinis 254SMO atsparumas korozijai gali labai pablogėti dėl netinkamos suvirinimo praktikos. Tikslas yra pagaminti suvirinimo siūlę, kurios atsparumas korozijai atitiktų netauriojo metalo atsparumą korozijai.
Pagrindinės gairės apima:
Užpildo metalo pasirinkimas - Svarbiausias sprendimas:
NENAUDOKITE atitinkamo 254SMO užpildo. Dėl didelio Mo ir N kiekio suvirinimo baseinas tampa klampus ir linkęs į atsiskyrimą (sudaro Mo-turtingų mikrokomponentų), dėl kurių susidaro korozijai{3}} jautrios vietos.
Pramonės standartas yra naudoti legiruotą, nikelio{0}}pagrindo užpildą. Dažniausias ir rekomenduojamas pasirinkimas yra ERNiCrMo-3 (Lydinio 625 užpildas). Šis užpildas sudaro suvirinimo nuosėdas, kuriose yra didesnis Ni, Cr ir Mo kiekis, todėl suvirinimo metalo atsparumas duobėms yra lygus 254SMO netauriajam metalui arba didesnis. Jis taip pat išlieka lankstus ir atsparus karštam įtrūkimui.
Kruopšti švara: visi suvirinami paviršiai (netauriųjų metalų ir užpildų) turi būti visiškai be teršalų, tokių kaip alyva, riebalai, dažai ir žymėjimo junginiai. Sieros arba anglies buvimas gali sukelti trapumą ir sumažinti atsparumą korozijai.
Griežta šilumos tiekimo kontrolė:
Naudokite LOW šilumos įvestį. Didelis šilumos įvedimas padidina laiką, kurį suvirinimas praleidžia kritinėje temperatūros diapazone (1200 laipsnių F - 1650 laipsnio F / 650 laipsnių - 900 laipsnių), skatinant karbidų ir tarpmetalinių fazių nusodinimą.
Šios nuosėdos susidaro išilgai grūdelių ribų, išeikvodamos gretimus chromo ir molibdeno plotus, sukurdamos greitą korozijos poveikį, žinomą kaip suvirinimo irimo.
Tinkamas ekranavimas ir nugaros valymas:
Naudokite didelio-grynumo argoną ir degikliui, ir, svarbiausia, atraminėms dujoms šaknies eigoje. Nepakankamas atgalinis valymas sukels oksidaciją (cukravimą) šaknies pusėje, sunaikindama jos atsparumą korozijai.
Po-suvirinimo terminis apdorojimas (PWHT): 254SMO PWHT paprastai nebūtinas arba nerekomenduojamas. Medžiaga skirta naudoti tirpalu-atkaitintos ir atvėsintos būklės. Bet koks po-suvirinimo terminis apdorojimas gali sukelti kenksmingų fazių nusodinimą.
4. Kuo skiriasi 254SMO vamzdžio našumas ir ekonomiškumas, palyginti su Duplex 2205 vienoje pusėje ir nikelio lydinio 625 kitoje pusėje?
254SMO užima strateginę ir dažnai optimalią vietą korozinių paslaugų medžiagų parinkimo hierarchijoje.
palyginti su „Duplex 2205“ (PREN ~34–38):
Korozijos efektyvumas: 254SMO yra žymiai pranašesnis. Nors „Duplex 2205“ yra puikus lydinys daugeliui pritaikymų, jis gali būti jautrus plyšinei korozijai karštame, stovinčiame arba stipriai chloruotame jūros vandenyje. 254SMO užtikrina didelę saugos ribą ir dažnai pasirenkama, kai 2205 yra prie ribos arba sugedo.
Stiprumas: Duplex 2205 takumo riba yra didesnė nei 254SMO, todėl galima naudoti plonesnių sienelių vamzdžius ir sutaupyti svorio.
Kaina: 254SMO yra brangesnis žaliavų sąnaudų atžvilgiu dėl didesnio nikelio ir molibdeno kiekio. Tačiau dėl ilgesnio eksploatavimo agresyvioje aplinkoje jis dažnai tampa ekonomiškesnis-ilgalaikėje perspektyvoje.
palyginti su nikelio lydiniu 625 (UNS N06625):
Atsparumas korozijai: 625 lydinys paprastai pasižymi dar didesniu atsparumu korozijai, ypač esant labai stiprioms rūgštims ir labai oksiduojančioms sąlygoms. Jis taip pat atsparus chlorido įtempių korozijos įtrūkimams (SCC) platesniame temperatūrų diapazone.
Stiprumas ir temperatūra: 625 lydinys yra stipresnis ir gali būti naudojamas žymiai aukštesnėje temperatūroje nei 254SMO.
Kaina: tai yra pagrindinis skirtumas. 625 lydinys yra daug brangesnis nei 254SMO. Todėl 254SMO yra ekonomiškai efektyvesnis pasirinkimas tais atvejais, kai jo specifinis, nors ir išskirtinis, atsparumas korozijai yra pakankamas, pvz., jūros vandenyje ir daugelyje proceso srautų, kuriuose yra chlorido. Pasirinkus 254SMO išvengiama nereikalingų nikelio lydinio išlaidų.
Santrauka: 254SMO yra pasirinkta medžiaga, kai nepakanka Duplex 2205, tačiau nereikia visų Alloy 625 pajėgumų ir išlaidų.
5. Kokie galimi 254SMO vamzdžio gedimo mechanizmai ir kaip juos galima sumažinti projektuojant, eksploatuojant ir tikrinant?
Nors 254SMO yra labai atsparus, jis nėra nenugalimas. Norint jų išvengti, labai svarbu suprasti jo gedimo būdus.
1. Plyšių korozija: tai išlieka labiausiai tikėtinas gedimo režimas, net ir 254SMO. Jis atsiranda po tarpinėmis, vamzdžių atramomis, suvirinimo taškeliais ar nuosėdomis, kur gali susidaryti sustingęs koncentruotas chlorido tirpalas.
Sušvelninimas:
Dizainas: Venkite įtrūkimų. Jei įmanoma, naudokite suvirintas jungtis, o ne sriegines ar flanšus. Užtikrinkite gerą drenažą.
Naudojimas: Reguliariai valydami ir prižiūrėdami, neleiskite kauptis nuosėdoms ar biologiniam užteršimui.
Patikra: Reguliarus vizualinis žinomų plyšių patikrinimas, ar nėra nuotėkio ar korozijos požymių.
2. Mikrobiologiškai paveikta korozija (MIC): tam tikros bakterijos gali pagreitinti duobių ir plyšių koroziją, ypač stovinčiose jūros vandens sistemose.
Sušvelninimas: išlaikykite srauto greitį, viršijantį sustingusį lygį. Įgyvendinti apdorojimo biocidais programas. Reguliariai valykite, kad pašalintumėte bioplėveles.
3. Galvaninė korozija: jei 254SMO vamzdis yra prijungtas prie ne tokio tauriojo metalo (pvz., anglinio plieno), tai pagreitins kito metalo koroziją.
Sušvelninimas: naudokite izoliacinius flanšo rinkinius, kad nutrauktumėte elektros grandinę. Venkite tiesioginio kontakto su skirtingais metalais.
4. Netinkamas gaminimas (suvirinimo irimas): kaip aptarta, bloga suvirinimo praktika yra pagrindinė priešlaikinio gedimo priežastis.
Sušvelninimas: laikykitės griežtų suvirinimo procedūrų specifikacijų (WPS), naudokite tinkamą užpildo metalą (Ni-Cr-Mo) ir atlikite griežtą kokybės kontrolę bei NDT (skysčio prasiskverbimo ir radiografinį bandymą) po pagaminimo.
5. Stress Corrosion Cracking (SCC): While 254SMO has better resistance to chloride stress corrosion cracking than 304/316 stainless steels, it is not immune, especially at elevated temperatures (>60 laipsnių), esant dideliam tempimo įtempiui.
Sušvelninimas: sumažinkite liekamuosius įtempius tinkamai suprojektuodami ir, jei reikia, apdorodami įtempius{0}}termiškai (nors tai sudėtinga). Venkite aukštos temperatūros, chloridų ir tempimo įtempių derinio.
Proaktyviai sprendžiant šiuos galimus gedimo būdus pasitelkus išmanų dizainą, kontroliuojamą gamybą ir disciplinuotą tikrinimo režimą, galima pasiekti visą 254SMO vamzdžio tarnavimo laiką ir ekonominę naudą.
