ASTM A240este specificația pentru plăcile, foile și benzile din oțel inoxidabil cu crom și crom-nichel pentru recipiente sub presiune și aplicații generale. Tipul 2507 din specificația respectivă se referă la un anumit grad: aotel inoxidabil super duplexînregistrată caUNS S32750în sistemul american şiEN 1.4410 (X2CrNiMoN25-7-4)în sistemul european. Numele comercial pe care majoritatea oamenilor îl recunosc esteSAF 2507, dezvoltat inițial de Sandvik (acum Alleima) în Suedia la începutul anilor 1970.
„Super” în super duplex înseamnă că aliajul se află peste un prag de 40 PREN (Număr echivalent rezistență la zâmburi). Gradele standard duplex, cum ar fi 2205 (UNS S32205), se află în jurul valorii de PREN 35-36. Super duplex 2507 se află la 42-43. Acel salt numeric nu este academic - este diferența dintre un material care supraviețuiește 20 de ani în apa de mare a Mării Nordului și unul care începe să se pipe în anul trei.
Un lucru care provoacă o adevărată confuzie în achiziții: numele „2507” este folosit în mod liber. Unii furnizori vândUNS S32760(comercializat și ca Zeron 100 sau F55) sub eticheta „2507”. S32760 este un grad super duplex înrudit, dar diferit -, conține wolfram (0,5-1,0%) și cupru (0,5-1,0%) pe care S32750 nu le are.
Formulare de produs
Bar & Rod
Farfurie & Foaie
Coil & Strip
Țevi și tuburi
Montare: Flanșă, T, Cot, Reductor etc.
Forjare: inel, arbore, cerc, bloc etc.
ASTM A240 Tip 2507 Compoziție chimică
| Element | Spec Min (%) | Specific Max (%) | Funcția în aliaj |
|---|---|---|---|
| Carbon (C) | - | 0.030 | Menținut scăzut pentru a preveni sensibilizarea și coroziunea intergranulară |
| Crom (Cr) | 24.00 | 26.00 | Element primar de rezistență la coroziune; stabilizează faza de ferită; formează peliculă pasivă de Cr₂O₃ |
| Nichel (Ni) | 6.00 | 8.00 | Stabilizează faza de austenită; oferă duritate; echilibrează raportul de ferită{0}}austenită |
| Molibden (Mo) | 3.00 | 5.00 | Rezistență la coroziune prin pitting și crevase în medii cu clorură; contribuabil cheie la PREN |
| azot (N) | 0.24 | 0.32 | Funcționează ca stabilizator de austenită și amplificator de rezistență la pitting; cel mai rentabil-amplificator PREN pe punct procentual |
| Mangan (Mn) | - | 1.20 | Dezoxidant; stabilizator minor de austenită |
| Siliciu (Si) | - | 0.80 | Dezoxidant |
| Fosfor (P) | - | 0.035 | Impuritatea - controlată pentru a evita fragilizarea |
| sulf (S) | - | 0.020 | Impuritatea - este menținută la un nivel scăzut pentru sudabilitate și rezistență la coroziune |
| Cupru (Cu) | - | 0.50 | Reziduu numai în S32750; intenționat în S32760 (o diferență cheie între cele două clase) |
ASTM A240 Tip 2507 Cerințe de proprietate mecanică
| Proprietate | Minim necesar | Metoda de testare | Note |
|---|---|---|---|
| Rezistența la tracțiune (UTS) | 795 MPa (115 ksi) | ASTM E8 / EN ISO 6892-1 | Aproximativ 1,5 × UTS de 316L |
| 0,2% Limita de curgere | 550 MPa (80 ksi) | ASTM E8 / EN ISO 6892-1 | Aproximativ 2 x randamentul de 316L; permite modele de pereți mai subțiri |
| Alungire în 2" (50 mm) | 15% | ASTM E8 | Ductilitatea mai mică decât gradele austenitice - este schimbată cu rezistență |
| Duritate | Mai mic sau egal cu 310 HBW | ASTM E10 / EN ISO 6506-1 | Capacul de duritate maximă previne intrarea în funcțiune a materialului fragil |
| Impact Charpy (dacă este specificat) | De obicei 40-70 J la -46 grade | ASTM E23 / EN ISO 148-1 | Nu este mandatat de A240, dar este cerut în mod obișnuit de specificațiile proiectului pentru servicii offshore și criogenice |
Avantajul puterii de curgere
Randamentul minim de 550 MPa este proprietatea cea mai semnificativă din punct de vedere economicPlaca tip 2507. În comparație cu 316L (randament ~205 MPa), permite proiectanților să reducă grosimea peretelui cu aproximativ 40-50% pentru aceeași presiune nominală. Pe un vas sub presiune mare sau un sistem de conducte de apă de mare, acea reducere a grosimii se traduce prin reduceri semnificative de greutate și costuri - chiar dacă prețul pe kilogram de 2507 este de 3-5 ori mai mare decât 316L. Costul total instalat poate fi mai mic.
Forme de produs, dimensiuni și toleranțe
ASTM A240 acoperă plăcile, foile și benzile. Pentru tipul 2507, forma practică de produs pe care o veți întâlni cel mai des esteplacă-laminată la cald, deoarece aplicațiile primare ale aliajului (vase sub presiune, structuri offshore, foi de tuburi pentru schimbătoare de căldură) necesită material mai gros.
| Formular de produs | Interval de grosime | Lățimi tipice | Lungimi tipice |
|---|---|---|---|
| Foaie rulată-la rece | 0,5 – 4,0 mm | 1000, 1219, 1500 mm | 2000 – 6000 mm |
| Placă laminată la cald-(finisaj nr.1) | 3,0 – 80 mm | 1500 – 2500 mm | 3000 – 12000 mm |
| Farfurie quarto (tăiată din farfurie rulată) | 5 – 100 mm | Până la 2500 mm | Până la 12000 mm |
Toleranțele de grosime pentru placa ASTM A240 sunt definite în ASTM A480 (specificația cerințelor generale). Placa super duplex tinde să fie laminată la calibre mai grele decât clasele austenitice, deoarece rezistența ridicată a aliajului rezistă la reducerea laminare. Aceasta înseamnă căminus toleranța poate mușca mai tare- dacă comandați o placă de 10 mm și primiți material la 9,4 mm (în limita toleranței A480), iar designul dvs. are nevoie de un perete de minim 9,5 mm după prelucrare, aveți o problemă. Specificați o clasă de toleranță mai strânsă sau o comandă la nominal-plus dacă aplicația dvs. este critică-de grosime.
S32750 vs S32760: Confuzia care costă bani
Acesta este un subiect pe care conținutul online existent abia îl acoperă, dar provoacă probleme reale de achiziție. Două clase super duplex sunt vândute în mod obișnuit sub numele „2507”:
| Proprietate | UNS S32750 (Tip 2507) | UNS S32760 (Zeron 100 / F55) |
|---|---|---|
| Nume de grad ASTM A240 | Tip 2507 | Tip 32760 (listat separat) |
| Crom | 24-26% | 24-26% |
| Nichel | 6-8% | 6-8% |
| Molibden | 3-5% | 3-4% |
| Azot | 0.24-0.32% | 0.20-0.30% |
| Tungsten (W) | Nu este specificat | 0.50-1.00% |
| Cupru (Cu) | Mai mic sau egal cu 0,50% (reziduu) | 0,50-1,00% (intenționat) |
| PREN tipic | 42-43 | 42-43 |
| Dezvoltat de | Sandvik (Suedia) | Weir Materials (Marea Britanie) |
Cele două clase au rezistență la coroziune și proprietăți mecanice similare, iar în multe aplicații sunt interschimbabile funcțional. Dar ei suntnu acelasi material. Tungstenul din S32760 îmbunătățește rezistența la coroziunea în crăpături în anumite medii, dar poate accelera și precipitarea în fază sigma dacă tratamentul termic nu este controlat. Cuprul din S32760 îmbunătățește rezistența la acid sulfuric, dar este irelevant în serviciul cu apă de mare.
Problema fazei Sigma: de ce contează înregistrările de tratament termic
Faza Sigma este un compus intermetalic (FeCr) care precipită în oțel inoxidabil super duplex atunci când materialul este expus la temperaturi între 700 și 1000 de grade pentru prea mult timp. Precipitarea are loc în timpul răcirii lente de la temperatura de recoacere a soluției, în timpul menținerii prelungite la temperatură ridicată sau în timpul sudării cu aport excesiv de căldură. Odată ce se formează faza sigma, aceasta:
- Reduce drastic duritatea la impact - Valorile Charpy pot scădea de la 70J la sub 10J
- Reduce rezistența la coroziune -, în special rezistența la coroziune la zâmburi și la crăpături
- Nu poate fi inversat prin niciun tratament termic, altul decât o recoa{0}}cu soluție completă
Ce înseamnă acest lucru pentru achiziții: înregistrarea tratamentului termic de pe certificatul de testare al morii nu este doar documente. Este o dovadă că placa a fost stinsă suficient de rapid pentru a evita faza sigma. MTR-ul ar trebui să arate:
Temperatura de recoacere a solutiei:Ar trebui să fie 1025-1125 grade. Dacă prezintă o temperatură în afara acestui interval, este posibil ca materialul să nu îndeplinească cerințele microstructurale.
Metoda de racire:Ar trebui să fie „stingerea cu apă” sau „răcire rapidă cu apă”. Dacă scrie „răcire cu aer” pentru placa cu grosimea mai mare de 6 mm, este un semnal roșu - răcirea cu aer este prea lentă pentru super duplex la acea grosime.
Rezultatele testului ASTM A923:ASTM A923 este metoda de testare standard pentru detectarea fazelor intermetalice dăunătoare în oțelurile inoxidabile duplex. Metoda A (metalografie gravată), Metoda B (impact Charpy) sau Metoda C (test de coroziune cu clorură ferică). Dacă MTR nu include rezultatele A923, solicitați-le - în special pentru plăcile cu grosimea mai mare de 12 mm, unde riscul de fază sigma este cel mai mare din cauza răcirii mai lente la mijlocul-grosime.
Pentru plăci mai groase de 25 mm, luați în considerare specificarea ASTM A923 Metoda A sau C pe comanda de achiziție. Unele mori îl includ ca standard; alții nu fac decât dacă sunt rugați. Costul este minim - câteva sute de dolari per lot - dar verifică că materialul pe care îl primiți nu are faze intermetalice care ar compromite performanța serviciului.
Unde placa tip 2507 ajunge de fapt în serviciu
Instalații de desalinizare
Instalațiile de desalinizare cu osmoză inversă a apei de mare (SWRO) și cu flash multi-stage (MSF) folosescPlaca tip 2507pentru conducte de-înaltă presiune, carcase de pompe, corpuri de supape și componente ale schimbătorului de căldură expuse apei de mare clorurate calde. Pragul PREN mai mare sau egal cu 42 este ceea ce face ca 2507 materialul preferat - 316L gropi în apa de mare caldă în câteva luni și chiar și 2205 poate suferi coroziune în crăpături la suprafețele garniturii și sub depuneri. Orientul Mijlociu reprezintă aproximativ 48% din capacitatea globală de desalinizare, ceea ce îl face cea mai mare piață regională pentru plăci 2507 în serviciul de desalinizare.
Petrol și gaze - Upstream și Midstream
Distribuitoare submarine, linii de curgere, separatoare, schimbătoare de căldură și echipamente pentru capul puțului expuse la apă produsă care conține cloruri și H₂S. Placa de tip 2507 este calificată pentru service acru conform NACE MR0175 / ISO 15156, cu restricții privind duritatea (mai mică sau egală cu 28 HRC) și tratament termic. Pentru platformele offshore, în special în Marea Nordului și Golful Arabic, 2507 este un material standard pentru sistemele de manipulare a apei de mare, conductele de apă de incendiu și echipamentele de proces.
Prelucrare chimică și petrochimică
Recipiente sub presiune, schimbătoare de căldură, reactoare și rezervoare de stocare care manipulează fluxuri de proces-de clorură, acizi organici și fluide acide. Placa de tip 2507 este deosebit de eficientă în mediile în care atât cracarea prin coroziune sub tensiune, cât și coroziunea acidă uniformă sunt preocupări - o combinație care distruge oțelurile inoxidabile austenitice standard.
Structuri offshore și marine
Sisteme de apă de incendiu, conducte de apă de balast, cleme de ridicare, suporturi structurale și conducte de coloană pentru pompe pe platforme offshore. Limita de curgere mare permite proiecte structurale mai ușoare, ceea ce este semnificativ din punct de vedere economic pentru instalațiile offshore, unde fiecare kilogram de greutate în partea superioară are un multiplicator de cost.
Generare de energie
Vase absorbante de desulfurare a gazelor de ardere (FGD), sisteme de răcire cu apă din centralele electrice de coastă și schimbătoare de căldură în aplicații geotermale în care fluidele purtătoare de clorură-intră în contact cu suprafața metalică.
Verificarea calității: Lista de verificare MTR pentru placa Super Duplex
Citirea unui certificat de testare la moara pentruPlaca tip 2507necesită atenție la detaliile care sunt specifice gradelor super duplex. Iată lista de verificare, în ordinea priorităților:
Numărul căldurii și trasabilitatea:Verificați că numărul de căldură de pe MTR se potrivește cu marcajul șablon de pe pachetul de plăci. Nicio potrivire=respinsă.
Denumirea UNS:Confirmați că MTR indică în mod explicit S32750, nu doar „2507” sau „super duplex”. Dacă scrie S32760, ai o notă greșită.
Compozitia chimica:Fiecare element trebuie să se încadreze în limitele ASTM A240. Verificați Cr Mai mare sau egal cu 24,0%, Mo Mai mare sau egal cu 3,0%, N Mai mare sau egal cu 0,24%. Calculați PREN din valorile reale de căldură - ar trebui să fie Mai mare sau egal cu 41 pentru serviciul cu apă de mare, Mai mare sau egal cu 42 pentru serviciul critic.
Proprietăți mecanice:UTS Mai mare sau egal cu 795 MPa, randament Mai mare sau egal cu 550 MPa, alungire Mai mare sau egală cu 15%. Dacă alungirea este exact de 15%, solicitați testare suplimentară - recoaptă corespunzător 2507 ar trebui să arate 25% sau mai mult.
Înregistrare tratament termic:Soluție recoaptă la 1025-1125 grade, stinsă cu apă. Dacă metoda de răcire nu este specificată sau este „răcită cu aer” pentru placa > 6 mm, semnalați-o.
Duritate:Dacă este necesară conformitatea NACE MR0175, verificați duritatea reală Mai mică sau egală cu 28 HRC (272 HBW). Maximul ASTM A240 de 310 HBW nu este suficient pentru serviciul acru.
Conținut de ferită (dacă este specificat):Ținta 45 ± 5% (sau 40-55 FN). Unele specificații de proiect necesită măsurarea feritei pe MTR. Dacă lipsește, solicitați-l - în afara-ferita indică un dezechilibru chimic sau un tratament termic necorespunzător.
Rezultate ASTM A923 (dacă este specificat):Confirmați că rezultatele metodei A, B sau C nu arată faze intermetalice dăunătoare. Pentru placa > 12 mm, acest test este insistent recomandat chiar dacă nu este necesar în mod explicit.
Declarație NACE MR0175:MTR ar trebui să menționeze „conform NACE MR0175 / ISO 15156” sau „potrivit pentru service acru” cu valoarea durității listată.
Semnătura și ștampila autorizate:Certificatul trebuie să fie semnat și trasabil la sistemul de calitate al producătorului. Certificatele nesemnate sau fotocopiate sunt inacceptabile pentru aplicațiile critice.
Fabricare și sudare: disciplina Super Duplex cere
Placa de tip 2507 este furnizată în stare de soluție-recoacetă, gata pentru formare, sudare și prelucrare. Dar super duplex este mai puțin îngăduitor decât oțelul inoxidabil austenitic, iar producătorii care trec de la 316L trebuie să își ajusteze practicile.
Formare
2507 are aproximativ de două ori puterea de curgere a 316L, ceea ce înseamnă că formarea necesită mai multă forță. Rolele de îndoire a plăcilor și presele de frână au nevoie de 40-50% mai mult tonaj pentru aceeași grosime. Springback este, de asemenea, mai mare - așteptați cu 20-30% mai mult springback decât 316L. Pentru coturile cu rază strânsă, formarea la cald la 200-300 de grade poate reduce riscul de fisurare, dar nu depășește 300 de grade - peste această temperatură, precipitațiile în fază sigma devin o preocupare.
Sudare
Sudarea super duplex este o disciplină. Reguli cheie:
Metal de umplutură:Utilizați umplutură peste-aliat ER2594 (AWS A5.9) sau ER2593. Umplutura este supra-aliată cu nichel (9-12% față de. 6-8% în metalul de bază) pentru a se asigura că metalul sudat atinge echilibrul corect de ferită-austenită. Nu utilizați umplutură 2205 sau 316L - sudarea va fi bogată în ferită și fragilă.
Gaz de suport:Utilizați argon cu 2-3% azot sau azot pur. Azotul din gazul de suport promovează formarea de austenită în trecerea rădăcinii și previne pierderea de azot din bazinul de sudură. Argonul pur este insuficient pentru super duplex.
Aport de căldură:Control la 0,5-2,5 kJ/mm. Prea scăzut provoacă răcire rapidă și ferită excesivă. Prea mare determină răcirea lentă în intervalul 700-1000 de grade, invitând precipitarea în fază sigma. Folosiți mărgele stringer, nu tehnici de țesut.
Temperatura interpass:Păstrați sub 150 de grade. Folosiți-creioane colorate pentru indicarea temperaturii sau un pirometru de contact între treceri.
Inspecție post-sudură:Testarea ASTM A923 pe cupoane de testare de sudură de producție. Măsurarea feritei (FerriteScope sau metalografie). Inspecție lichid penetrant (LPI) pentru defecte de suprafață. Acestea sunt cerințe standard pentru aplicațiile offshore și care conțin presiune-.
Tratament termic post-sudare:În general, nu este necesar dacă aportul de căldură a fost controlat. Dacă se suspectează faza sigma (de exemplu, din cauza aportului excesiv de căldură), singurul remediu este o recoacere cu soluție completă la 1050-1100 de grade, urmată de stingerea apei.
Prelucrare
Mașinile 2507 ca alte tipuri de-rezistență, întărire la lucru-inoxidabil. Așteptați o durată de viață a sculei cu 30-40% mai scurtă decât 316L. Folosiți inserții de carbură acoperite (acoperire TiAlN sau AlTiN), viteze de tăiere moderate (40-60 m/min pentru strunjire) și lichid de răcire de-înaltă presiune. Rigiditatea este esențială - rezistența ridicată a materialului înseamnă că orice deformare a sculei provoacă șocuri, care întărește suprafața și accelerează uzura sculei.
Tăiere
Tăierea cu plasmă este acceptabilă cu parametrii corespunzători - utilizați azot sau argon-hidrogen gaz cu plasmă, nu plasmă cu aer, pentru a evita contaminarea cu azot a marginii tăiate. Tăierea cu laser produce o calitate excelentă a marginilor pentru plăcile subțiri. Tăierea cu jet de apă este ideală pentru plăcile groase și nu produce nicio zonă afectată de căldură-, dar este lentă. Pentru toate metodele de tăiere termică, șlefuiți înapoi marginea tăiată cu 1-2 mm înainte de sudare pentru a îndepărta zona afectată de căldură.
Întrebări frecvente
Care este diferența dintre ASTM A240 Tip 2507 și EN 10088-3 1.4410?
Sunt din același aliaj - UNS S32750 / EN 1.4410. ASTM A240 este standardul american pentru oțel inoxidabil laminat-plat; EN 10088-3 este echivalentul european. Cerințele de proprietăți chimice și mecanice sunt în esență identice. Diferențele sunt în sistemele de toleranță, definițiile de finisare a suprafeței și formatele de certificare. Comandați la orice standard la care se referă specificația proiectului dumneavoastră.
Placa de tip 2507 este magnetică?
Da, parțial. Faza de ferită (aproximativ 45% din microstructură) este feromagnetică, deci2507 placava atrage un magnet -, deși mai puțin puternic decât oțelul carbon. Acest lucru este de fapt util pentru a o deosebi de clasele austenitice precum 316L, care sunt ne-magnetice. Cu toate acestea, verificarea PMI ar trebui să folosească în continuare echipamente XRF pentru a confirma conținutul Mo.
Placa de tip 2507 poate fi utilizată pentru servicii acru (medii H₂S)?
Da, în anumite condiții. NACE MR0175 / ISO 15156 listează UNS S32750 ca un material acceptabil pentru service acru, cu condiția ca duritatea să nu depășească 28 HRC și materialul să fie în stare de soluție-recoace. Standardul impune, de asemenea, restricții privind temperatura și presiunea parțială a H₂S în funcție de aplicație. Verificați condițiile specifice de service față de NACE MR0175 Tabelul A.4 înainte de a specifica materialul.
Care este temperatura maximă de serviciu pentru placa tip 2507?
Limita superioară recomandată pentru serviciul continuu este de aproximativ 250-300 de grade . Peste 300 de grade, precipitarea în fază sigma devine un risc pe perioade lungi de expunere. Pentru serviciul intermitent la temperaturi mai ridicate, timpul total la temperaturi peste 300 de grade ar trebui limitat. De asemenea, materialul nu este recomandat pentru serviciul criogenic sub -50 de grade, deoarece faza de ferită suferă o tranziție de la ductil la fragilă.
Cum se compară tipul 2507 cu clasele super-austenitice de molibden 6% precum 254SMO?
Ambele sunt oțeluri inoxidabile „super” rezistente la coroziune, dar își ating performanța prin mecanisme diferite. modele mai subțiri) și o rezistență mai bună la coroziune sub tensiune. 254SMO oferă o sudabilitate mai bună și o rezistență mai mare la temperaturi criogenice. Pentru majoritatea serviciilor cu apă de mare și clorură, 2507 este alegerea-mai rentabilă datorită avantajului de rezistență.
Ce metal de umplutură de sudură ar trebui să folosesc cu placa tip 2507?
Utilizați umplutură duplex peste-aliat ER2594 (clasificare AWS A5.9, vândută și ca 2507P sau 25.10.4.L). Umplutura conține aproximativ 9-12% nichel (față de. 6-8% în metalul de bază) pentru a se asigura că metalul de sudură atinge echilibrul corect de 45-55% ferită după solidificare rapidă. Pentru suduri diferite cu oțelul carbon sau inoxidabil austenitic, se poate folosi umplutură ER309LMo sau ERNiCrMo-3 (Inconel 625). Utilizați întotdeauna un gaz de suport care conține azot (argon + 2-3% N₂ sau N₂ pur).
Cum verific dacă placa 2507 a furnizorului meu nu are faza sigma?
Solicitați testarea ASTM A923 pe comanda de achiziție. Metoda A (metalografia gravată) este cea mai directă - care identifică vizual fazele intermetalice din microstructură. Metoda B (impact Charpy la -40 de grade) este un indicator indirect - energia de impact scăzut sugerează faza sigma. Metoda C (testul de coroziune cu clorură ferică) măsoară viteza de coroziune, care crește atunci când este prezentă faza sigma. Pentru plăcile cu grosimea mai mare de 12 mm, se recomandă metoda A sau C, deoarece precipitația sigma este cel mai probabil la mijlocul grosimii, unde răcirea este cea mai lentă.
Pentru ce este cantitatea minimă de comandăPlacă ASTM A240 tip 2507?
Pentru materialul stocat la un centru de service sau un distribuitor, bucățile tăiate-la-măsuri sunt adesea disponibile fără o comandă minimă. Pentru producția directă-morii de dimensiuni ne-de stoc, minimul este de obicei de 1-3 tone metrice pentru plăci. Comenzile în cantități mici din stoc implică o suprataxă de tăiere și manipulare de 20-40%. Pentru cantitățile de proiect (5+ tone), prețul direct la fabrică este mult mai economic.
