AL6XN vs 254SMO: divu superaustenīta nerūsējošā tērauda salīdzināšana jūras vajadzībām

Kad standarta316L nerūsējošais tēraudsnav pietiekami izturīgs pret jūras ūdeni, atklātā jūrā vai agresīviem hlorīdu pakalpojumiem, inženieri sasniedz nelielu "6% molibdēna" super-austenīta kategorijas - un AL6XN un 254SMO ir divi šīs saimes visizplatītākie pārstāvji. Abi nodrošina ievērojami labāku izturību pret punktveida un plaisu koroziju nekā standarta austenīta nerūsējošais tērauds, un abi ir patiesi konkurenti tiem pašiem jūras un atsāļošanas lietojumiem. Šajā rokasgrāmatā ir tiešā veidā salīdzināts - sastāvs, pretestība pret iedobēm, spriedzes korozijas plaisāšanas izturēšanās, vara loma un praktiskie atlases norādījumi -, lai noskaidrotu, kur abas kategorijas ir funkcionāli līdzvērtīgas un kur patiesībā pastāv būtiska atšķirība.

Kas ir AL6XN un 254SMO, un kāpēc tie tiek uzskatīti par "superaustenītu"?

Gan AL6XN, gan 254SMO ir super-austenīta nerūsējošie tēraudi, kas satur aptuveni 6% molibdēna un paaugstinātu slāpekļa saturu, tādējādi ierindojot tos veiktspējas līmenī, kas ievērojami pārsniedz standarta 300-sērijas kategorijas, piemēram, 316 L, un ir tieši paredzētas visprasīgākajām vidēm, kas īpaši bagātas ar hlorīdu.

"Super{0}}austenīts" ir neoficiāla, bet plaši izmantota nozares klasifikācija austenīta nerūsējošajiem tēraudiem, kuru sakausējuma saturs -, jo īpaši molibdēns un slāpeklis -, pārsniedz standarta 300-sērijas sastāvus, nodrošinot pakāpenisku{11}izmaiņu, nevis lokālas korozijas izturības uzlabojumu. Gan AL6XN (UNS N08367), gan 254SMO (UNS S31254) pieder šai kategorijai konkrētai “6% Mo” apakšgrupai, un šis apzīmējums atspoguļo to līdzīgo molibdēna saturu un, nejauši, līdzīgo augsto punktveida un plaisu korozijas izturību.

Abas kategorijas tika īpaši izstrādātas un tirgotas, lai konkurētu par vieniem un tiem pašiem prasīgiem lietojumiem - jūras ūdens sistēmām, atsāļošanas iekārtām, jūrā izmantotajām iekārtām -, tāpēc tās tik bieži tiek salīdzinātas tieši viena ar otru, nevis ar vairākām atšķirīgām kategorijām.

Kādas ir galvenās sastāva atšķirības starp AL6XN un 254SMO?

AL6XN un 254SMO ir gandrīz identisks molibdēna un slāpekļa saturs, taču tie atšķiras divos konkrētos veidos - AL6XN satur ievērojami lielāku niķeļa saturu, savukārt 254SMO ietver vara papildinājumu, ka AL6XN nav -, un šīs divas atšķirības, nevis kopējais sakausējuma saturs atšķiras no profila satura.

Kompozīcijas salīdzinājums{0}}pie-

1. tabula. Reprezentatīvie nominālā sastāva diapazoni AL6XN (UNS N08367) un 254SMO (UNS S31254). Vērtības ir ilustratīvi un noapaļotas; pirms izmantošanas iepirkuma vai projekta dokumentācijā apstipriniet precīzus ierobežojumus attiecībā pret pašreizējo ASTM A240/A480 izdevumu vai piemērojamo specifikāciju.

Ir vērts atzīmēt, cik tuvas šīs divas kategorijas ir savās kodola pretestības-ķīmijā -, hromam, molibdēnam un slāpeklim ir līdzīgā diapazonā -, un tieši tāpēc tās tiek uzskatītas par tuviem konkurentiem, nevis kategorijām, kas kalpo principiāli atšķirīgām nišām. Nozīmīgās atšķirības ir koncentrētas niķeļa saturā un vara klātbūtnē vai neesamībā, abas sīkāk aplūkotas turpmāk.

Kā AL6XN un 254SMO salīdzina punktveida un spraugas korozijas izturību?

AL6XN un 254SMO ir ļoti līdzīgi punktveida pretestības ekvivalentie skaitļi (PREN), kas ir ērti virs 40, kas nozīmē, ka abas kategorijas nodrošina būtībā salīdzināmu izturību pret hlorīda punktveida koroziju un plaisu koroziju -, kas ir vienīgā vissvarīgākā jūras ūdens un jūras pakalpojumu īpašība.

PREN aprēķina no sakausējuma hroma, molibdēna un slāpekļa satura:

PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N

Lietojot šo formulu ar reprezentatīviem sastāviem, AL6XN parasti nodrošina PREN aptuveni 45–46, savukārt 254SMO parasti nodrošina PREN aptuveni 43–45 -, un starpība ir pietiekami maza, lai vairumā ekspluatācijas apstākļu tā nebūtu nozīmīga praktiska atšķirība. Abas vērtības nosaka kategorijas krietni virs standarta 316L (PREN ≈ 24–26) un pat virs daudzām dupleksajām nerūsējošā tērauda kategorijām, kas ir galvenais iemesls, kāpēc gan AL6XN, gan 254SMO tiek uzskatīti par piemērotiem pilnai jūras ūdens iegremdēšanas pakalpojumam — nosacījumam, kuram standarta austenīta nerūsējošais tērauds nav ticami piemērots.

Praksē tas nozīmē, ka AL6XN un 254SMO pretkorozijas pretkorozijas pretestības salīdzinājums reti kad nosaka atlases lēmumu, - jo nozīmīgāki atšķirtāji ir niķeļa saturs un varš, kas aplūkots tālāk.

Kā niķeļa saturs ietekmē stresa korozijas izturību pret plaisāšanu katrā pakāpē?

AL6XN ievērojami augstāks niķeļa saturs - par aptuveni 24%, salīdzinot ar aptuveni 18% 254SMO -, dod tam priekšrocības, jo tas ir izturīgs pret hlorīda-izraisītas sprieguma korozijas plaisāšanu, padarot to par vēlamo izvēli īpaši karstā, sasprindzinātā hlorīda vidē, kur šis atteices veids ir nevis vispārīgs projektēšanas veids, bet gan regulējošs.

Hlorīda-izraisīta sprieguma korozijas plaisāšana ir labi-dokumentēts austenīta nerūsējošā tērauda atteices veids stiepes spriegumā karstā hlorīda vidē, un niķeļa saturam ir spēcīga, labi-noteikta saistība ar izturību pret to - lielāks niķeļa saturs parasti samazina uzņēmību. AL6XN niķeļa saturs ievērojami pārsniedz 254SMO, kas ir īsta, ķīmiska{7}}atšķirība starp abām kategorijām, nevis neliela atšķirība.

Tam ir vislielākā nozīme konkrētos ekspluatācijas apstākļos - paaugstinātas hlorīda iedarbības-temperatūras iedarbība kopā ar ilgstošu stiepes spriegumu, piemēram, noteiktas siltummaiņa caurules vai noslogoti komponenti karstā jūras ūdenī vai sālsūdenī -, kur AL6XN niķeļa priekšrocības var izpausties reālā kalpošanas laika atšķirībā, lai gan abām salīdzināmajām pakāpēm (PREN) ir būtiska pretestība.

Vai vara pievienošana 254SMO nodrošina nozīmīgu korozijas priekšrocību?

254SMO vara pievienošana nodrošina nelielu, mērķtiecīgu ieguvumu noteiktās reducējošās skābes un specifiskos procesa -ķīmiskos apstākļos -, kas principā ir līdzīgs vara lomai tādās kategorijās kā 904L -, taču tas būtiski nemaina 254SMO kodola pretestību punktveida izsitumiem, ko galvenokārt nosaka molibdēna saturs, kas ir cieši kopīgs ar trogēnu.

Vara ieguvums no korozijas nerūsējošā tērauda metalurģijā ir specifisks, nevis vispārīgs: tam ir tendence uzlabot veiktspēju noteiktos reducējošās skābes un sērskābes-skābes-blakus apstākļos, nevis nodrošināt plašu uzlabojumu visos korozijas mehānismos. Tas nozīmē, ka 254SMO vara pievienošana ir patiesa, reāla atšķirības īpašība -, un viens no iemesliem, kāpēc tas bieži tiek norādīts celulozes un papīra balinātāju iekārtu iekārtās un noteiktos dūmgāzu atsērošanas apstākļos, uz kuriem attiecas šis konkrētais ķīmijas ieguvums -, taču tas nav jāuzskata par 254SMO kategoriski pārāku.

AL6XN visās jomās. Tīrā hlorīda punktveida un plaisu korozijas pretestībā abas kategorijas joprojām ir tuvi konkurenti, kā liecina to līdzīgās PREN vērtības; vara priekšrocība ir konkrētam stāvoklim-nevis universāla.

Kā abas pakāpes salīdzina mehāniskās īpašības un izgatavošanas iespējas?

AL6XN un 254SMO ir gandrīz līdzīgas mehāniskās īpašības un ražošanas raksturlielumi kā augstas -slāpekļa super-austenīta nerūsējošajiem tēraudiem, un abiem ir lielāka izturība nekā standarta 316L slāpekļa stiprināšanas dēļ, un metināšanai nepieciešama rūpīga siltuma ievades kontrole un pildmetāla izvēle abās pakāpēs, lai saglabātu koroziju.

Abas kategorijas gūst labumu no slāpekļa cietā -šķīduma stiprināšanas efekta, nodrošinot tām ievērojami augstāku tecēšanas robežu nekā standarta austenīta šķirnēm, piemēram, 316 L, vienlaikus saglabājot labu elastību un stingrību, tostarp zemā temperatūrā. Izgatavošanas apsvērumi ir arī lielā mērā līdzīgi abiem: abiem metināšanas laikā jāpievērš uzmanība siltuma ievadīšanai, lai izvairītos no kaitīgu starpmetālu fāžu veidošanās, kas var lokāli pasliktināt izturību pret koroziju, un abas parasti tiek metinātas ar atbilstošu vai pārleģētu pildmetālu, lai nodrošinātu, ka metinājuma nogulsnes saglabā atbilstošu korozijas veiktspēju attiecībā pret parasto metālu.

Nevienai kategorijai nav izšķirošas praktiskas priekšrocības salīdzinājumā ar otru vispārējās izgatavošanas spējas ziņā - abas ir prasīgākas, lai pareizi metinātu nekā standarta 316L, kas atbilst to lielākajam sakausējuma saturam, un abas atalgo pieredzējušus ražotājus, kuri pārzina augstas-sakausējuma super-austenīta metināšanas praksi.

Kura kategorija ir piemērotāka īpašiem jūras un atsāļošanas pielietojumiem?

Lielākajai daļai jūras ūdens cauruļvadu, vispārēju jūras un atsāļošanas lietojumu AL6XN un 254SMO ir funkcionāli aizstājamas izvēles iespējas, un praktisko izvēli biežāk nosaka reģionālā pieejamība un specifiska procesa ķīmija, nevis izšķiroša veiktspējas atšķirība - AL6XN niķeļa mala dod priekšroku karstā spriedzes hlorīda pievienošanas procesam, savukārt varšs54 samazina savienojumus}MO's25. nosacījumiem.

Tipiskās piemērotības salīdzinājums parastajiem jūras un procesu lietojumiem:

2. tabula. Reprezentatīvās piemērotības salīdzinājums, AL6XN un . 254SMO, parastajiem jūras un procesu lietojumiem.

Kā salīdzina AL6XN un 254SMO pieejamību un izmaksas?

Gan AL6XN, gan 254SMO ir īpaši, mazāka apjoma produkti salīdzinājumā ar standarta austenīta kategorijām, un to izmaksas un pieejamība ir lielā mērā salīdzināmas, lai gan reģionālie krājumu modeļi un specifisku produktu formu pieejamība var dot priekšroku vienai kategorijai salīdzinājumā ar otru noteiktā tirgus vai projekta laika skalā.

Tā kā abām kategorijām ir līdzīgi augsts sakausējuma saturs -, jo īpaši dārgais 6% molibdēna un paaugstināts niķeļa vai vara piedevas -, nevienai no tām nav skaidras, vispārīgas izmaksu priekšrocības salīdzinājumā ar citām, pamatojoties uz līdzīgu-par-līdzīgu principu; Projekta-konkrētās cenas biežāk atspoguļo dzirnavu attiecības, pasūtījuma apjomu un produkta formu pieejamību, nevis būtisku izmaksu atšķirību sakausējuma ķīmijā. Šis ir praktisks, ne-metalurģisks faktors, kuru ir vērts apstiprināt jau projekta sākumā: pārbaudīt, kuras kategorijas vēlamā piegādātāja krājumi ir vajadzīgajā produkta formā (plāksne, caurule, veidgabali, caurules) un izpildes laiks, var būt tikpat noteicošais atlases faktors kā iepriekš apspriestās pieticīgās tehniskās atšķirības, ņemot vērā to, cik cieši sakrīt abas kategorijas korozijas veiktspējas ziņā.

Praktiskās atlases kopsavilkums

• Noklusējuma pieņēmums: AL6XN un 254SMO ir tuvi tehniski konkurenti standarta jūras ūdens un jūras hlorīda pakalpojumam.
• Dodiet priekšroku AL6XN, kad karsti, sasprindzināti hlorīda apstākļi padara noturību pret sprieguma koroziju par galveno problēmu.
• Dodiet priekšroku 254SMO, ja procesa vide ietver īpašu reducējošu-skābi vai balinātāju-iekārtu ķīmiju, uz kuru attiecas vara priekšrocības.
• Ja neviens no nosacījumiem nepārprotami nav spēkā, galīgo lēmumu pamatojiet ar piegādātāja pieejamību, izpildes laiku un projekta izmaksām, nevis nelielu PREN atšķirību.

Bieži uzdotie jautājumi

Vai lielākajā daļā jūras specifikāciju AL6XN un 254SMO ir savstarpēji aizstājami?

Daudzos vispārīgos jūras ūdens un jūras hlorīda lietojumos, jā, - to līdzīgās PREN vērtības nozīmē, ka tās nodrošina salīdzināmu punktveida un plaisu korozijas izturību, lai gan projekta specifikācijas, metināšanas procedūras kvalifikācija vai specifiska sprieguma korozijas plaisāšana vai procesa -ķīmija var padarīt vienu pakāpi par piemērotāku vai pieprasītāko izvēli.

Vai kāda no kategorijām tiek uzskatīta par duplekso nerūsējošo tēraudu?

Nē. Gan AL6XN, gan 254SMO ir pilnībā austenīta, vienas -fāzes super-austenīta kategorijas, nevis dupleksais (austenīta-ferīta) nerūsējošais tērauds; to augstā izturība pret koroziju rodas no paaugstināta molibdēna, slāpekļa, niķeļa un (254SMO gadījumā) vara satura austenīta struktūrā.

Vai AL6XN un 254SMO var metināt viens ar otru vienā sistēmā?

Jā, pārejas šuves starp abām kategorijām parasti ir iespējamas ar atbilstošu super-austenīta pildvielu, un tā nav nekas neparasts projektos, kuros vienā sistēmā tiek norādītas dažādu piegādātāju sastāvdaļas vai produktu formas.

Vai abas kategorijas labi darbojas pilnā jūras ūdens iegremdēšanas pakalpojumā?

Jā, gan AL6XN, gan 254SMO tiek plaši uzskatīti par piemērotiem pilnīgai iegremdēšanai jūras ūdenī, atšķirībā no standarta 316L, kas parasti nav ieteicams nepārtrauktai pilnīgai iegremdēšanai jūras ūdenī, jo tam ir salīdzinoši zemāks PREN un augstāks bedru veidošanās risks.

Vai augstāks niķeļa saturs AL6XN arī uzlabo tā vispārējo pretestību punktos, salīdzinot ar 254SMO?

Nenozīmīgs ar - niķeļa primāro koroziju saistītais ieguvums- ir spriedzes korozijas plaisāšanas izturība, nevis punktveida izturība, tāpēc AL6XN augstākais niķeļa saturs neizraisa ievērojami lielāku PREN nekā 254SMO; pretestību abās kategorijās galvenokārt nosaka to ļoti līdzīgais hroma, molibdēna un slāpekļa saturs.