25Cr Super Duplex Stainless Steel (SDSS) je vysoce výkonná - slitina charakterizovaná smíšenou mikrostrukturou přibližně 50 % austenitu a 50 % feritu. Tato struktura poskytuje vynikající kombinaci vysoké pevnosti a vynikající odolnosti proti korozi, zejména v agresivním prostředí obsahujícím chloridy, CO₂ a H2S.
Je definován normami jako napřASTM A789 / A790pro bezešvé a svařované trubky. Nejběžnější stupeň jeUNS S32750.
Klíčové vlastnosti a výhody
Výjimečná odolnost proti korozi:Lepší než standardní duplexní oceli 316L a 22Cr, zejména proti důlkové korozi, štěrbinové korozi a praskání pod napětím (SCC).
Vysoká mechanická pevnost:Zhruba dvojnásobná mez kluzu než běžné austenitické nerezové oceli (např. 304, 316), což umožňuje tenčí tloušťku stěny a lehčí struktury.
Vynikající odolnost proti{0}}erozi a oděru.
Dobrá odolnost proti praskání sulfidovým stresem (SSC):Vhodné pro použití v kyselých službách (obsahujících H₂S-) za specifických podmínek definovaných normami jako ISO 15156 / NACE MR0175.
Chemické složení (typické % hmotnosti)
Následující tabulka uvádí standardní požadavky na chemické složení pro UNS S32750.
Tabulka 1: Chemické složení (ASTM A789/A790)
| Živel | Obsah (%) | Poznámky |
|---|---|---|
| Chrom (Cr) | 24.0 - 26.0 | Poskytuje základní odolnost proti korozi. |
| nikl (Ni) | 6.0 - 8.0 | Stabilizuje fázi austenitu. |
| molybden (Mo) | 3.0 - 4.0 | Zvyšuje odolnost proti důlkové a štěrbinové korozi. |
| mangan (Mn) | Menší nebo rovno 1,2 | - |
| dusík (N) | 0.24 - 0.32 | Rozhodující pro posílení a vyvážení fázové struktury. |
| uhlík (C) | Menší nebo rovno 0,030 | Nízký obsah uhlíku, aby se zabránilo senzibilizaci. |
| křemík (Si) | Menší nebo rovno 0,80 | - |
| fosfor (P) | Menší nebo rovno 0,035 | - |
| síra (S) | Menší nebo rovno 0,020 | - |
| měď (Cu) | Menší nebo rovno 0,50 | - |
| Wolfram (W) | Menší nebo rovno 0,50 | Některé verze obsahují W pro zvýšenou odolnost proti korozi. |
| železo (Fe) | Váhy | - |
Mechanické a fyzikální vlastnosti
V následující tabulce jsou uvedeny standardní mechanické vlastnosti trubkových výrobků při-pokojové teplotě a klíčové fyzikální vlastnosti.
Tabulka 2: Mechanické a fyzikální vlastnosti
| Vlastnictví | Typická hodnota / požadavek | Standardní / Stav |
|---|---|---|
| Mez kluzu (Rp0,2), min | 550 MPa (80 ksi) | ASTM A789/A790 |
| Pevnost v tahu (Rm), min | 795 MPa (115 ksi) | ASTM A789/A790 |
| Tažnost (A), min | 15 % | ASTM A789/A790 |
| Tvrdost, max | 32 HRC | ASTM A789/A790 (typické) |
| Rázová houževnatost (Charpy V-zářez) | Větší nebo rovno 45 J @ -46 stupňů (-50 stupňů F) | Typicky velmi vysoká |
| Hustota | 7,8 g/cm³ | - |
| Koeficient tepelné roztažnosti | 13,0 x 10⁻⁶ /K (20-100 stupňů) | - |
| Tepelná vodivost | 14 W/m·K (20 stupňů) | - |
| Rozsah tavení | 1425 - 1475 stupeň | - |
Parametry odolnosti proti korozi
Korozní odolnost duplexních ocelí je často kvantifikována pomocíEkvivalentní číslo odolnosti proti pittingu (PREN).
PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N
Pro UNS S32750:
Typické PREN: 40 - 45
Kritická důlková teplota (CPT):Obvykle větší nebo rovno 50 stupňům (122 stupňů F) podle metody A ASTM G48.
Produktová řada a standardy
Trubky 25Cr SDSS jsou vyráběny jako bezešvé i svařované výrobky pro různé aplikace.
Tabulka 3: Společné produktové standardy a aplikace
| Typ produktu | Standardní číslo | Standardní název | Běžné aplikace |
|---|---|---|---|
| Bezešvé trubky a potrubí | ASTM A789 / A790 | Standardní specifikace pro bezešvé a svařované trubky z feritické/austenitické nerezové oceli pro obecný servis | Tlakové nádoby, výměníky tepla, technologické linky. |
| Svařované trubky a trubky | ASTM A789 / A790 | (Stejné jako výše) | Procesní potrubí většího průměru, průtokové potrubí. |
| Tubulární zboží pro ropný průmysl (OCTG) | API 5CRA | Specifikace bezešvých trubek z nerezové slitiny- pro použití jako pouzdro, potrubí a spojka | Výroba trubek, pouzder a spojekve vysoce korozivních ropných a plynových vrtech. |
Srovnání s jinými slitinami odolnými proti korozi- (přehled)
| Stupeň materiálu | Číslo UNS | Typické PREN | Minimální mez kluzu (MPa) | Klíčové vlastnosti |
|---|---|---|---|---|
| 316L austenitické | S31603 | ~25 | 170 | Dobrá obecná odolnost proti korozi, nízká pevnost. |
| 22Cr Duplex | S31803 / S32205 | ~35 | 450 | Dobrá pevnost a odolnost proti korozi; tažný kůň CRA. |
| 25Cr Super Duplex | S32750 | >40 | 550 | Vyšší pevnost a odolnost proti korozi než 22Cr. |
| Slitina niklu 825 | N08825 | ~32 | 240 | Vynikající odolnost proti praskání korozí pod napětím. |
Klíčové oblasti použití
Ropný a plynárenský průmysl:
Výrobní potrubí a pažnice pro korozivní vrty (s vysokým obsahem CO₂, chloridů a středního H₂S).
Průtoková vedení, hlavičky a rozdělovače.
Podmořské systémy a umbilikálie.
Chemické a petrochemické zpracování:Tepelné výměníky, reaktory a potrubí manipulující s agresivními chemikáliemi.
Systémy odsolování a mořské vody:Vysokotlaké-membrány RO, chladicí potrubí mořské vody a ohřívače solanky.
Celulózový a papírenský průmysl:Komponenty digestoru a bělícího systému.
Námořní a pobřežní inženýrství.
Důležité úvahy
Tepelné zpracování:Všechny produkty 25Cr musí býtroztok-žíhanýpři ~1040-1100 stupních s následným rychlým kalením pro dosažení správné fázové rovnováhy a odolnosti proti korozi.
Výroba:Vyžaduje pečlivou kontrolu přívodu tepla během svařování, aby se zabránilo vysrážení škodlivých intermetalických fází (např. fáze sigma), které mohou drasticky snížit houževnatost a odolnost proti korozi.
Kyselá služba:Jeho použití v kyselém prostředí podléhá přísným limitům na tvrdost, aplikované napětí a parciální tlak H₂S podle ISO 15156/MR0175.
