S32760 pret 6Mo sakausējumiem: superduplekss pret superaustenītu ārzonas augšējiem cauruļvadiem

Ārzonas augšējo cauruļvadu dizains ir saistīts ar patiesu{0}}izpārdošanu starp divām augstākās kvalitātes sakausējumu ģimenēm, kas nodrošina izcilu jūras ūdens un hlorīda izturību, taču iegūst šo pretestību, izmantojot ļoti atšķirīgus metalurģijas veidus:S32760 super duplekss(parasti pazīstams ar tirdzniecības nosaukumu Zeron 100) un 6% molibdēna super-austenīta klases, piemēram, 254SMO un AL6XN.

Abas tiek regulāri norādītas ārzonas platformās, un izvēle starp tām reti ir saistīta tikai ar izturību pret koroziju - tas ir saistīts ar svaru, metināmību, zemas-temperatūras veiktspēju un zemu pakalpojumu saderību. Šajā rokasgrāmatā ir salīdzinātas abas sakausējumu grupas tieši atkarībā no faktoriem, kas faktiski nosaka lēmumus par ārzonas augšējo cauruļvadu materiālu.

Kas ir S32760 Super Duplex un 6Mo superaustenīta sakausējumi?

S32760 nodrošina savu veiktspēju, pateicoties divējāda-fāzu austenīta-ferīta mikrostruktūrai, kas pastiprināta ar volframa un vara piedevām, savukārt 6Mo super-austenīta klases nodrošina salīdzinoši augstu hlorīdu noturību, pateicoties pilnībā austenīta struktūrai ar ievērojami lielāku niķeļa un molibdēna saturu, kas praktiski aptver šo fundamentālo atšķirību -.

S32760 ir superduplekss nerūsējošais tērauds, kas nozīmē, ka tajā ir apvienotas aptuveni vienādas proporcijas austenīta un ferīta fāzes, kas pastiprinātas ar volframu (īpašība, kas to atšķir no standarta dupleksa 2205 un nozīmīgi veicina tā noturību pret iedobumiem), kā arī hromu, molibdēnu un slāpekli. Turpretim 6Mo super-austenīta kategorijas ir pilnībā austenītas - bez ferīta fāzes -, tā vietā paļaujoties uz ļoti augstu niķeļa saturu (aptuveni 18–25%) apvienojumā ar molibdēnu un slāpekli, lai panāktu to izturību pret koroziju. Abas ģimenes sasniedz līdzīgu elitāro hlorīdu pretestības līmeni, taču pamatā esošā mikrostrukturālā atšķirība - divfāze- pret vienu-fāzi - ir galvenais iemesls to atšķirīgajai izturībai, metināmībai un zemai{14}}temperatūrai, kas tiek apspriesta tālāk.

Galveno īpašību-salīdzinājums-blakus:

1. tabula. Reprezentatīvs īpašību salīdzinājums starp S32760 superdupleksu un 6Mo super-austenīta pakāpēm. Vērtības ir ilustratīvās un noapaļotas no bieži publicētiem atsauces datiem; pirms izmantošanas projekta dokumentācijā apstipriniet precīzu sastāvu un mehānisko īpašību ierobežojumus saskaņā ar spēkā esošo ASTM/ASME specifikāciju pašreizējo izdevumu.

Kā S32760 un 6Mo sakausējumi salīdzina hlorīda korozijas izturību?

Gan S32760, gan 6Mo super-austenīta klases sasniedz punktveida pretestības ekvivalenta skaitli, kas ir ērti virs 40, ierindojot tos tajā pašā augstākās-līmeņa korozijas izturības kategorijā un padarot abas patiesi piemērotas pilnīgai iegremdēšanai jūras ūdenī, savukārt 6Mo austenīta kategorijas tiek publicētas vairumā populārāko PREN salīdzinājumu.

S32760 PREN aprēķinos ir iekļauts volframa ieguldījums, kas nav iekļauts standarta formulā, ko izmanto tikai molibdēna sakausējumiem:

PREN=%Cr + 3.3 × (%Mo + 0.5 × %W) + 16 × %N

Lietojot šo formulu ar reprezentatīvu S32760 sastāvu, PREN parasti tiek iegūts aptuveni 40–41 diapazonā, savukārt 6Mo super-austenīta pakāpes parasti tiek aprēķinātas līdz aptuveni 43–46, izmantojot standarta formulu. Šī atšķirība ir reāla, taču pieticīga salīdzinājumā ar daudz lielāko atstarpi, ko abām ģimenēm ir virs standarta 316L (PREN ≈ 24–26), un praktiski gan S32760, gan 6Mo klases tiek uzskatītas par piemērotām pilnīgai jūras ūdens iegremdēšanai un agresīvai hlorīda izmantošanai -, kas nozīmē, ka izturība pret koroziju reti tiek atrisināta, ņemot vērā labāko pielietojumu. Nozīmīgākās atšķirības, kas aplūkotas tālāk, slēpjas mehāniskajās un ražošanas īpašībās, nevis neapstrādātajā pretestībā pret bedri.

Kāpēc S32760 lielākai izturībai ir nozīme, lai samazinātu svaru ārzonā?

S32760 minimālā tecēšanas robeža ir aptuveni 1,8 līdz 2 reizes lielāka nekā 6Mo super-austenīta šķirnēm, kas ļauj projektēt cauruļvadus un konstrukciju komponentus ar ievērojami plānāku sieniņu biezumu ar tādu pašu spiedienu -, kas ir ievērojams, tiešs svara samazinājums, kas rada lielu vērtību ārzonas augšpusē, kur ietekmē katru konstrukcijas platformas tonnu un konstrukcijas slodzes.

Jūras augšdaļas konstrukcijas ir -jutīgas pret svaru tādā veidā, kādās ir tikai dažas sauszemes apstrādes rūpnīcas: platformas konstrukciju tērauds, atbalsta sistēmas un celtspēja ir aptuveni vienāda ar kopējo augšējo sānu svaru, tāpēc cauruļvadu, kuģu un cita aprīkojuma svara samazināšanai ir izmaksu un inženierijas priekšrocības, kas sniedzas daudz tālāk par pašu cauruļvadu.

Tā kā spiedienu-noturošās sienas biezums noteiktam konstrukcijas spiedienam un diametram mainās apgriezti ar materiāla pieļaujamo spriegumu -, kas ir tieši saistīts ar tecēšanas izturību -, S32760 ievērojami augstāka izturība nozīmē patiesi plānāku un vieglāku cauruļvadu, salīdzinot ar līdzvērtīgu 6Mo austenīta konstrukciju ar tādu pašu spiediena pakāpi. Tas bieži vien ir vienīgais lielākais praktiskais iemesls, kāpēc superduplekss tiek izvēlēts, nevis 6Mo ​​super-austenīta klases, īpaši ārzonas augšējiem cauruļvadiem, pat gadījumos, kad abu sakausējumu izturība pret koroziju būtu vairāk nekā pietiekama.

Kā divas sakausējumu ģimenes salīdzina metināmību un izgatavošanu?

6Mo super-austenīta klases parasti ir vienkāršāk uzticami metināt mērogā, jo tām nav jāpārvalda fāzes līdzsvars, savukārt S32760 ir nepieciešama stingrāka siltuma ievades, caurlaides temperatūras un pildvielas metāla izvēles kontrole, lai uzturētu pareizu austenīta-ferīta attiecību visā metināšanas un siltuma{4}}zonā.

Kā detalizēti aprakstīts citās tehniskajās rokasgrāmatās par duplekso metināšanu, atbilstoša līdzsvara saglabāšana starp austenītu un ferītu gan metinātajā metālā, gan karstuma -ietekmētajā zonā ir galvenā problēma dupleksajā un superdupleksajā ražošanā, jo tam ir nepieciešams slāpekļa-palielināts pildmetāls, kontrolēta siltuma padeve un bieži vien tikai mehānisko īpašību līdzsvarošana, kas drīzāk tiek pārbaudīta tikai metināšanas procedūras fāzē.

6Mo super-austenīta kategorijas nerada šīs īpašās bažas, jo nav nevienas ferīta fāzes, kuras līdzsvars ir jāsaglabā, - to metināšanas uzdevumi ir vērsti uz pārmērīgas siltuma ievades novēršanu, lai ierobežotu starpmetālu fāzu veidošanos un kontrolētu molibdēna mikrosegregāciju, ko parasti uzskata par mazāk prasīgu vispārējo ražošanas izaicinājumu nekā dupleksā fāze ar konsekventu vadību{3}}. dažādi metinātāji un apstākļi ir patiess praktisks jautājums.

Kurš sakausējums darbojas labāk zemas{0}}temperatūras vai Arktikas jūrā?

6Mo super-austenīta klases parasti nodrošina uzticamāku zemas-temperatūras stingrību nekā S32760 superduplekss, jo to pilnībā austenīta virsmas-centrētā kubiskā struktūra neuzrāda kaļamās -uz-trauslās pārejas izturēšanos, kāda var būt pietiekami ferīta fāzei zemā temperatūrā dupleksā.

Korpusa-centrētas kubiskās struktūras, tostarp ferīta fāze, kas atrodas dupleksajos un superdupleksajos nerūsējošajos tēraudos, temperatūrai pazeminoties var tikt pakļauta elastīgai-uz-trauslajai pārejai, kur triecienizturība ievērojami pazeminās zem raksturīgās pārejas temperatūras - labi-dokumentēta materiāla izvēle, lai ņemtu vērā zemu temperatūru{5} dupleksajā apkalpošanā. Sejas-kubiskām austenīta struktūrām, tostarp 6Mo super-austenīta šķirnēm, nav tādas pašas pārejas īpašības, un tās parasti saglabā labu izturību līdz pat ļoti zemām temperatūrām.

Šis ir īsts, praktisks apsvērums jūras platformām, kas darbojas aukstā klimatā vai Arktikas apstākļos, kur minimālā projektētā metāla temperatūra kļūst par noteicošo atlases kritēriju - šādos projektos, zemas-temperatūras triecientesti (Charpy V-notch testēšana pie vadošās projektēšanas temperatūras) ir standarta kvalifikācijas prasība, kas tiek veikta mazāk kritiskiem materiāliem, lai gan bieži vien ir adekvāta atkārtota pārbaude, lai apstiprinātu materiālus. 6Mo austenīta pakāpēm pēc savas būtības stabilākas temperatūras-.

Kā Sour Service (H2S) iedarbība ietekmē izvēli starp dupleksu un 6Mo austenītu?

Skābs pakalpojums, kas satur sērūdeņradi, bieži dod priekšroku 6Mo super-austenīta kategorijām, nevis S32760, jo nozares skābie-pakalpojumu standarti, piemēram, NACE MR0175/ISO 15156, nosaka stiprības un cietības ierobežojumus, kas var ierobežot to, cik lielu daļu no superdupleksa stiprības priekšrocībām var faktiski izmantot{-izņemot}svēruma ietaupījumu.

Sērūdeņraža vidē pastāv sulfīda spriegumu plaisāšanas risks, kas ir ūdeņraža{0}}palīdzinātas plaisāšanas veids, kas palielinās, palielinoties materiāla stiprībai un cietībai; Atzītie skābie-apkalpošanas standarti attiecīgi nosaka maksimālās cietības un dažos gadījumos maksimālās stiprības ierobežojumus materiāliem, ko izmanto kvalificētā skābā servisā, jo īpaši dupleksajiem un superdupleksajiem materiāliem, kur sakausējuma pilnas stiprības sasniegšana parasti nozīmē arī cietības līmeni, kas var tuvoties vai pārsniegt šīs robežas.

Tas rada īstu, dažreiz pretintuitīvu konstrukcijas spriegumu: S32760 galvenā priekšrocība salīdzinājumā ar 6Mo austenīta pakāpēm ir tā lielāka izturība, taču skābā-pakalpojuma lietojumā, ko regulē stingri cietības ierobežojumi, šī stiprība var būt apzināti jāierobežo, izmantojot termiskās apstrādes nosacījumus un kontrolētu apstrādi, lai saglabātu atbilstību prasībām. duplekss citādi piedāvātu. Īpaši ārzonas pakalpojumu gadījumā projekta komandām ir jānovērtē atbilstība piemērojamajam skābā-pakalpojuma standartam kā agrīns, potenciāli izšķirošs faktors, nevis jāuzskata, ka dupleksa vispārējās stiprības priekšrocības radīs tādu pašu svara ietaupījumu, kāds tiek novērots saldā (ne{7}}skābā) pakalpojumā.

Kā salīdzina S32760 un 6Mo sakausējumus izejvielu izmaksās?

S32760 parasti ir zemākas izejmateriālu izmaksas par kilogramu nekā 6Mo super-austenīta šķirnēm, jo tajā ir ievērojami mazāks niķeļa saturs - par aptuveni 6–8% salīdzinājumā ar aptuveni 18–25% -, un niķelis ir viens no dārgākajiem izplatītākajiem nerūsējošā tērauda elementiem, lai gan šī sakausējuma priekšrocība ir jāņem vērā. dupleksās sienas{10}}biezuma ietaupījums patiesam uzstādīšanas{11}}izmaksu salīdzinājumam.

Tā kā augstas veiktspējas nerūsējošajos tēraudos niķelis veido tik lielu daļu no saturošā sakausējuma vērtības, S32760 daudz mazāks niķeļa saturs salīdzinājumā ar 6Mo super-austenīta tēraudiem parasti nodrošina ievērojamu izmaksu priekšrocību uz vienu -kilogramu neatkarīgi no iepriekš apspriestās sienas-samazināšanas un papildus tam.

Tas nozīmē, ka dupleksa izmaksu priekšrocība salīdzinājumā ar 6Mo austenīta pakāpēm uzstādītās cauruļvadu sistēmās bieži vien ir saistīta ar - zemākām izmaksām par materiāla kilogramu, kas tiek piemērota mazākai kopējā kilograma prasībai plānāku sienu dēļ -, kas ir nozīmīgs iemesls, kāpēc superduplekss ir kļuvis par noklusējuma izvēli jūrā esošajiem augšējiem cauruļvadiem daudzos projektos, kur nav spēkā slikto pakalpojumu apsvērumi. Šī izmaksu attiecība jāuzskata par vispārīgu virzienu, nevis precīzu, stabilu attiecību, jo gan niķeļa, gan molibdēna tirgi ir patiesi nepastāvīgi un laika gaitā var mainīt abu sakausējumu ģimeņu relatīvās izmaksas.

Kuru sakausējumu izvēlēties ārzonas augšpusē esošajiem cauruļvadiem?

S32760 superduplekss parasti ir vēlamā izvēle ārzonas augšējiem cauruļvadiem, kur svara samazināšana un izmaksu efektivitāte saldā (ne-skābā) hlorīda servisā ir galvenais virzītājspēks, savukārt 6Mo super-austenīta markas parasti ir priekšroka, ja rūgtās lietošanas cietības robežas, ļoti zemas temperatūras stingrības prasības vai vienkāršotas augstas tilpuma prasības ir noteiktas.

Tiešs parasto dizaina draiveru un to sakausējumu saimes salīdzinājums:

2. tabula. Ārzonas augšējās konstrukcijas draiveru reprezentatīvs salīdzinājums un to, kurai sakausējumu saimei tie dod priekšroku.

Praksē daudzos ārzonas projektos selektīvi tiek izmantotas abas sakausējumu grupas vienā un tajā pašā objektā - S32760 lielākajai daļai saldo-pakalpojuma augšējo cauruļvadu, kur to izturības un izmaksu priekšrocības tiek izmantotas tīri, un 6Mo super-austenīta kategorijas noteiktām skābām-servisa līnijām, kur ir zema temperatūra{6}. metinājuma apjoms un vienkāršība ir dominējošās praktiskās problēmas. Šī selektīvā, uz draiveri{9}}balstītā specifikācijas pieeja, nevis uz vienu iekārtu{10}}plaša noklusējuma, parasti ir uzticamākā inženiertehniskā prakse, ņemot vērā to, cik šīs divas sakausējumu saimes ir patiesi tuvas kopējās korozijas veiktspējas ziņā.

Bieži uzdotie jautājumi

Vai S32760 ir tāds pats sakausējums kā dupleksais 2205?

Nē - S32760 nav superdupleksa klase ar ievērojami augstāku hroma, molibdēna un slāpekļa saturu nekā standarta dupleksais 2205 (S32205), kā arī volframa papildinājums, kas nav standarta 2205, nodrošinot S32760 ievērojami augstāku PREN un lielāku izturību nekā standarta duplekss.

Vai S32760 un 6Mo super-austenīta cauruļvadus var sametināt vienu ar otru vienā sistēmā?

Jā, atšķirīgu metināšanu starp abām sakausējumu saimēm ir iespējams veikt ar atbilstoši izvēlētu pildmetālu, un tas nav nekas neparasts projektos, kuros katrs sakausējums tiek selektīvi norādīts pēc atrašanās vietas, lai gan metināšanas procedūrā ir jāņem vērā gan dupleksās fāzes -līdzsvara prasība vienā savienojuma pusē, gan austenīta -specifiskie apsvērumi otrā pusē.

Vai 6Mo super-austenīta cauruļvadiem ir nepieciešamas biezākas sienas nekā S32760, lai veiktu to pašu pakalpojumu?

Parasti jā, ar tādu pašu konstrukcijas spiedienu un diametru, jo spiedienu{0}}noturošās sienas biezuma skalām ar pieļaujamo spriegumu un 6Mo austenīta šķirnēm ir ievērojami zemāka tecēšanas robeža nekā S32760; tas ir tiešs mehāniskais pamats dupleksa augšējās puses svara priekšrocībām, kas aplūkotas šajā rokasgrāmatā.

Kurš sakausējums ir biežāk sastopams esošajās ārzonas iekārtās?

Abas tiek plaši izmantotas, taču superdupleksās kategorijas, tostarp S32760, ir kļuvušas par arvien biežāk izmantotu augšējo cauruļvadu noklusējumu daudzos nesenos ārzonas projektos, jo īpaši šeit apspriesto svara un izmaksu priekšrocību dēļ, savukārt 6Mo super-austenīta kategorijas joprojām ir izplatītas rūgtā ekspluatācijā, zemas-temperatūras-kritiskām sistēmām, kas noteiktas pirms duplekso zāģu izmantošanas.

Vai S32760 ir piemērots šļakatu zonām vai zemūdens pakalpojumiem, nevis tikai cauruļvadiem?

Super dupleksās klases, tostarp S32760, tiek izmantotas arī šļakatu zonās un zemūdens lietojumos, lai gan šīm vidēm ir savi īpaši apsvērumi -, piemēram, katodaizsardzības mijiedarbība un ūdeņraža trausluma risks no pārmērīgas aizsardzības -, kas atšķiras no salīdzinājuma, kas šajā rokasgrāmatā ir vērsts uz augšpusi-, un ir jānovērtē atsevišķi.