Co je ASTM A790
ASTM A790/A790M je standardní specifikace pro bezešvé a svařované feriticko-austenitické (duplexní) trubky z nerezové oceli pro obecné korozivní provozy. Norma se vztahuje na bezešvé trubky a trubky vyrobené autogenním svařováním, do kterých se při svařování nepřidává žádný přídavný kov. Platí pro vnější průměry od NPS 1/8 (10,3 mm) do NPS 30 (762 mm) s tloušťkou stěny od 1,24 mm do 12,7 mm. Veškeré trubky jsou dodávány ve stavu rozpouštěcím žíháním a svarová zóna svařované trubky je tepelně zpracována jako základní kov.
Duplexní třídy jsou definovány vyváženou dvoufázovou mikrostrukturou zhruba stejného množství feritu a austenitu. Tato struktura dává duplexní nerezové oceli zhruba dvojnásobnou mez kluzu než běžné austenitické třídy 304 nebo 316, přičemž si zachovává dobrou houževnatost a mnohem lepší odolnost proti chloridovému koroznímu praskání.
Proč složení řídí výkon
Odolnost proti korozi a mechanická rovnováha duplexní třídy jsou dány poměry chrómu, molybdenu, niklu, dusíku a u některých jakostí wolframu a mědi. Odolnost proti důlkové a štěrbinové korozi pohonu na bázi chromu a molybdenu; dusík zvyšuje pevnost a odolnost proti důlkové korozi a zároveň stabilizuje austenitickou fázi; nikl řídí rovnováhu austenit/ferit; wolfram přidává další odolnost proti důlkové korozi u superduplexních tříd. Kombinovaný účinek je vyjádřen ekvivalentním číslem odolnosti proti důlkové korozi (PREN=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N, přičemž wolfram se v některých formulacích počítá jako 0,5 x W). Vyšší PREN znamená lepší odolnost proti chloridové důlkové korozi a je obvyklým prvním filtrem, když se konstruktér rozhoduje mezi standardním duplexem a super duplexem.
Chemické složení podle stupně
Níže uvedená tabulka uvádí specifikované rozsahy složení čtyř nejčastěji objednávaných duplexních tříd podle ASTM A790. Hodnoty jsou maximální procenta, pokud není zobrazen rozsah.
| Živel | UNS S31803 | UNS S32205 (2205) | UNS S32750 | UNS S32760 |
|---|---|---|---|---|
| Uhlík, max | 0.030 | 0.030 | 0.030 | 0.030 |
| Mangan, max | 2.00 | 2.00 | 1.20 | 1.00 |
| Fosfor, max | 0.030 | 0.030 | 0.035 | 0.030 |
| Síra, max | 0.020 | 0.020 | 0.020 | 0.010 |
| Silikon, max | 1.00 | 1.00 | 0.80 | 1.00 |
| Chrom | 21.0 - 23.0 | 22.0 - 23.0 | 24.0 - 26.0 | 24.0 - 26.0 |
| Nikl | 4.5 - 6.5 | 4.5 - 6.5 | 6.0 - 8.0 | 6.0 - 8.0 |
| Molybden | 2.5 - 3.5 | 3.0 - 3.5 | 3.0 - 5.0 | 3.0 - 4.0 |
| Dusík | 0.08 - 0.20 | 0.14 - 0.20 | 0.24 - 0.32 | 0.20 - 0.30 |
| Měď, max | - | - | 0.50 | 0.50 - 1.00 |
| Wolfram | - | - | - | 0.50 - 1.00 |
Standardní duplex vs super duplex
S31803 a S32205 jsou standardní duplexní třídy. S32205 byl představen, aby zpřísnil rozsahy S31803 - zejména chrom, molybden a dusík - tak, aby materiál spolehlivěji dosáhl cílové fázové rovnováhy 50/50 a PREN nad 34. To je důvod, proč se S32205 (2205) stal výchozí duplexní jakostí pro chemické, odsolovací a ropné a plynárenské služby.
S32750 a S32760 jsou superduplexní třídy se zhruba 25 % chrómu. Jejich vyšší obsah dusíku a molybdenu (plus wolfram v S32760) tlačí PREN na přibližně 40 nebo více, což jim dává odolnost proti důlkové a štěrbinové korozi blízkou odolnosti 6% molybdenových austenitických slitin, ale s vyšší pevností a nižšími náklady na slitinu na jednotku výkonu. Super duplex je normální volbou pro mořskou vodu, pobřežní povrchy a vysoce chlorované technologické proudy.
Typické mechanické vlastnosti
Následují typické minimální hodnoty uváděné pro tyto druhy ve stavu rozpouštěcím žíháním; přesné akceptační hodnoty jsou definovány v objednávce podle platné normy.
| Vlastnictví | S31803 | S32205 | S32750 | S32760 |
|---|---|---|---|---|
| Mez kluzu, min (MPa) | 450 | 450 | 550 | 550 |
| Pevnost v tahu, min (MPa) | 620 | 655 | 795 | 750 |
| Prodloužení, min (%) | 25 | 25 | 15 | 25 |
| Tvrdost, max | 290 HBW | 293 HBW | 310 HBW | 300 HBW |
| PREN, typický | 30 - 34 | 34 - 36 | 40 - 42 | 40 - 42 |
ASTM A790 vs ASTM A928
ASTM A928 se vztahuje na duplexní trubku z nerezové oceli elektricky tavně svařované (EFW) vyrobenou s přídavným kovem přidaným během svařování a je rozdělena do pěti tříd, které definují úroveň radiografického vyšetření. ASTM A790 naproti tomu pokrývá bezešvé trubky a trubky svařované bez přídavného kovu. A928 je proto použitelný standard, když návrh vyžaduje svařovanou duplexní trubku s přídavným kovem a definovanou radiografií; A790 je standard pro bezešvé nebo autogenně svařované duplexní trubky. Kupující, kteří specifikují svařovanou duplexní trubku, by si měli u závodu potvrdit, která výrobní cesta a norma platí pro požadavky projektu.
Tepelné zpracování a testování
Všechny trubky ASTM A790 jsou žíhány v roztoku a poté rychle ochlazeny. Standardní duplexní třídy jsou obvykle žíhány v rozsahu 1020 - 1100 C a superduplexní třídy v rozsahu 1040 - 1120 C, po kterém následuje kalení vodou, aby se zabránilo vysrážení škodlivých sekundárních fází. Potrubí dodávané podle normy podléhá zkoušce tahem a svařovaná trubka je navíc zkoušena na zploštění; hydrostatické zkoušky nebo nedestruktivní elektrické zkoušky se provádějí podle požadavků specifikace.
Aplikace
Duplexní potrubí podle ASTM A790 se používá všude tam, kde by média obsahující chlorid napadala standardní austenitické třídy: chemické a petrochemické technologické linky, těžba ropy a plynu a horní potrubí, zařízení na chlazení a odsolování mořské vody, závody na bělení celulózy a papíru, tepelné výměníky a kondenzátory a konstrukční prvky v mořském prostředí. Typy Super duplex rozšiřují stejnou provozní obálku na vyšší teploty a agresivnější koncentrace chloridů.
FAQ
1. Jaký je rozdíl mezi UNS S31803 a UNS S32205?
S31803 je původní 22% chromová duplexní třída. S32205 je novější, přísnější specifikace stejné rodiny slitin s vyšším minimálním obsahem chrómu (22.0 - 23.0 %), molybdenu (3.0 - 3.5 %) a dusíku (0.14 - 0.20 %), díky čemuž je rovnováha 50/50 ferit-austenit lépe reprodukovatelná a zvyšuje se garantovaná PREN. Pro nové projekty je obvykle preferován S32205.
2. Co znamená PREN a co je PREN 2205?
PREN je ekvivalentní číslo odolnosti proti důlkové korozi, vypočtené jako Cr + 3.3 x (Mo + 0.5 x W) + 16 x N. Hodnotí odolnost vůči důlkové korozi. Typické hodnoty PREN jsou 30 - 34 pro S31803, 34 - 36 pro S32205 (2205) a 40 - 42 pro superduplexní třídy S32750 a S32760.
3. Je potrubí ASTM A790 bezešvé nebo svařované?
Obě. ASTM A790 pokrývá bezešvé duplexní trubky a trubky svařované autogenním procesem bez přídavného kovu. Svařovaná trubka musí být po svařování rozpouštěcím žíháním, aby oblast svaru měla odolnost proti korozi srovnatelnou se základním kovem.
4. Proč se do duplexní nerezové oceli přidává dusík?
Dusík je silný stabilizátor austenitu a silný posilovač. Kompenzuje snížený obsah niklu, pomáhá udržovat cílovou rovnováhu ferit/austenit a výrazně zlepšuje odolnost proti důlkové korozi, proto vzorec PREN dává dusíku váhu 16.
5. Lze potrubí ASTM A790 použít v provozu s mořskou vodou?
Ano. Standardní duplex S32205 je široce používán při manipulaci s mořskou vodou při okolních teplotách, zatímco super duplex S32750 a S32760 jsou určeny pro systémy s mořskou vodou, kde vyšší teploty, geometrie štěrbin nebo agresivní chlorace vyžadují PREN alespoň 40.
6. Jaké tepelné zpracování je vyžadováno pro potrubí ASTM A790?
Norma vyžaduje rozpouštěcí žíhání s následným rychlým ochlazením. Typické teploty žíhání jsou 1020 - 1100 C pro standardní duplexní třídy a 1040 - 1120 C pro superduplexní třídy s následným kalením vodou.
