|
ตอบด่วน
316L ไม่ควรพึ่งพาคลอไรด์ที่สูงกว่าประมาณ 1,000 ppm เมื่ออุณหภูมิของโลหะเกินประมาณ 50–60 องศา (122–140 องศา F) ความล้มเหลวของสนามเกิดขึ้นที่ความเข้มข้นที่ต่ำกว่ามากในทุกที่ที่คลอไรด์สามารถรวมตัวได้โดยการระเหย
ปริมาณนิกเกิลและโมลิบดีนัมที่สูงกว่าของ 904L ช่วยให้มีความชัดเจนในช่วงองค์ประกอบที่ไวต่อ SCC- มากที่สุด ทำให้มีความทนทานต่อคลอไรด์สูงกว่า 316L อย่างมีสาระสำคัญ แต่เนื่องจากเกรดออสเทนนิติกอย่างสมบูรณ์ จึงไม่ได้รับการต้านทานและยังคงต้องมีการตรวจสอบรอยแยกและอุณหภูมิเป็นกรณีๆ ไป-ต่อ-
ซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 2507(UNS S32750) ได้รับการจัดอันดับสำหรับความเข้มข้นของคลอไรด์สูงถึงประมาณ 50,000 ppm - น้ำทะเลที่มีความเข้มข้นเต็มที่ - และเกินกว่า - ในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง เนื่องจากโครงสร้างจุลภาคของออสเทนไนต์-เฟอร์ไรต์คู่และ PREN ประมาณ 42 ขัดขวางกลไกการแตกร้าวที่จำกัดเกรดอีกสองเกรด |
อะไรทำให้เกิดการกัดกร่อนจากความเครียดจากคลอไรด์ในสแตนเลส
|
คลอไรด์ SCC ต้องการเงื่อนไขสามประการในคราวเดียว - ความเค้นแรงดึง โครงสร้างจุลภาคที่ไวต่อการสัมผัส และคลอไรด์-ที่มีน้ำสูงกว่าอุณหภูมิเกณฑ์ - และนำเงื่อนไขใดเงื่อนไขหนึ่งจากสามเงื่อนไขนี้ออกไปเพื่อหยุด การเลือกโลหะผสมเป็นวิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดในการลบอันที่สอง |
คลอไรด์ SCC ก่อตัวขึ้นเมื่อแรงดึง (ตกค้างจากการเชื่อมหรือการขึ้นรูป หรือนำไปใช้งาน) รวมกับอิเล็กโทรไลต์ที่มีคลอไรด์-ที่อุณหภูมิสูงขึ้นบนโครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติกที่ไวต่อแสง ไอออนคลอไรด์จะสลายฟิล์มโครเมียมแบบพาสซีฟ-เฉพาะที่ และในสเตนเลสออสเทนนิติกเฟสเดียว- ผลที่เกิดขึ้นจากขั้วบวกจะแพร่กระจายไปตามเส้นทางข้ามแกรนูลโดยแทบไม่มีการสูญเสียโลหะที่มองเห็นได้ ทำให้เกิดรอยแตกที่แตกแขนงซึ่งสามารถเจาะผนังได้ภายในไม่กี่สัปดาห์
เส้นโค้งคอปสันซึ่งเป็นความสัมพันธ์ที่มีมายาวนาน-ในโลหะวิทยาสแตนเลส แสดงให้เห็นว่าความไวต่อกลไกนี้ไม่คงที่ในทุกเกรดออสเทนนิติก โดยจะมีจุดสูงสุดในโลหะผสมที่มีนิกเกิลประมาณ 8–10% และตกลงไปเมื่อปริมาณนิกเกิลเพิ่มขึ้นอีก และในที่สุดก็เข้าใกล้ภูมิคุ้มกันในโลหะผสมนิกเกิลสูง- เนื่องจากปริมาณนิกเกิลของ 316L (10–14%) อยู่ใกล้กับแถบที่ไวต่อแสง ในขณะที่ 904L (23–28%) อยู่เหนือแถบนั้นมาก เกรดทั้งสองจึงเริ่มต้นจากตำแหน่งที่แตกต่างกันมากก่อนที่จะพิจารณาโมลิบดีนัม ไนโตรเจน หรือโครงสร้างจุลภาคด้วยซ้ำ
เกณฑ์คลอไรด์และอุณหภูมิใดบ้างที่ใช้กับ 316L
|
316L ควรถือเป็นคลอไรด์-ซึ่งถูกจำกัดไว้เหนือประมาณ 1,000 ppm และ 50–60 องศา และ-เกณฑ์ขั้นต่ำของโลกมักจะต่ำกว่าทุกที่ที่คลอไรด์สามารถรวมตัวได้ |
คำแนะนำทางอุตสาหกรรมมักอ้างถึงคลอไรด์ 1,000 ppm เป็นเพดานในทางปฏิบัติสำหรับการบริการที่ไม่เป็นกรด-อย่างต่อเนื่องโดยมีอุณหภูมิ 316/316L สูงกว่าอุณหภูมิปานกลาง เนื่องจากความล้มเหลวในการให้บริการที่บันทึกไว้ได้เกิดขึ้นที่ระดับคลอไรด์ต่ำกว่าตัวเลขนั้นเมื่อมีกลไกการมุ่งเน้น
คำแนะนำที่เป็นอิสระเกี่ยวกับคลอไรด์ SCC ตั้งข้อสังเกตว่าเกรดออสเทนนิติก เช่น 316L เป็นที่ทราบกันว่าแตกร้าวที่ความเข้มข้นของคลอไรด์ต่ำเมื่ออุณหภูมิสูงเกินประมาณ 55 องศา ซึ่งเป็นตัวเลขที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นกฎ-ของ-เพดานนิ้วหัวแม่มือสำหรับกลุ่มเกรดนี้
ความเสี่ยงที่จะเกิดความล้มเหลวนั้นประกอบขึ้นด้วยความเข้มข้นของการระเหย: ส่วนต่อประสานแบบเปียก/แห้ง รอยแยกของปะเก็น หรือฉนวนที่กักความชื้นไว้กับโลหะร้อน สามารถเพิ่มระดับคลอไรด์จำนวนมากเป็นสองสามร้อย ppm ให้เป็นหมื่น ppm ที่พื้นผิวโลหะ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมความล้มเหลวของ 316L จึงมักเกิดจากท่อหุ้มฉนวน รอยแยกของการเชื่อม หรือบริเวณที่นิ่ง แทนที่จะเกิดจากของเหลวในกระบวนการเทกองเอง
แหล่งที่มา: โลหะผสมแบบรีด "การแคร็กการกัดกร่อนจากความเครียดคืออะไร"; Stainless Steel World, "Duplex stainless steel และ chloride SCC - มีความทนทานแค่ไหน?"
ปริมาณนิกเกิลและโมลิบดีนัมที่สูงขึ้นของ 904L เปลี่ยนเกณฑ์ได้อย่างไร
|
904L ทนต่อคลอไรด์และความร้อนได้ดีกว่า 316L อย่างมากเนื่องจากมีปริมาณนิกเกิลที่สูงกว่าจะเคลื่อนผ่านจุดสูงสุดของเส้นโค้ง Copson แต่ยังคงเป็นเกรดออสเตนิติกเฟสเดียว-และไม่มีภูมิคุ้มกัน |
904L ได้รับการพัฒนาให้เป็นเกรดซุปเปอร์ออสเทนนิติกโดยเฉพาะเพื่อเพิ่มความต้านทานให้เกินกว่า 316/317 ในการให้บริการกรดคลอไรด์ที่เข้มข้น- และนิกเกิล 23–28% โมลิบดีนัม 4–5% และการเติมทองแดง 1–2% ทั้งหมดทำงานในทิศทางเดียวกัน: นิกเกิลระงับกลไก SCC โดยตรงโดยการเคลื่อนโลหะผสมผ่าน-ช่วงองค์ประกอบที่อ่อนแอที่สุด ในขณะที่ โมลิบดีนัมและทองแดงเพิ่มความต้านทานต่อการโจมตีแบบรูพรุนและรอยแยกซึ่งมักจะทำให้เกิดรอยแตกร้าวของคลอไรด์ SCC ในตอนแรก
ผู้ผลิตของ 904L ระบุอย่างชัดเจนว่านี่คือการปรับปรุงในระดับ ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงในรูปแบบ: 904L ให้ "ความต้านทานที่ดีต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นคลอไรด์ แม้ว่าจะไม่ได้ต้านทานทั้งหมดก็ตาม" ตามที่แสดงให้เห็นโดยการทดสอบในห้องปฏิบัติการแมกนีเซียมคลอไรด์ที่เดือดอย่างรุนแรง ในทางปฏิบัติ หมายความว่า 904L เป็นเส้นทางการอัพเกรดที่แข็งแกร่งจาก 316L สำหรับหน้าที่คลอไรด์ที่ไม่ต้องใช้ประสิทธิภาพดูเพล็กซ์หรือซูเปอร์-ดูเพล็กซ์ - น้ำทะเล-แผ่นท่อแลกเปลี่ยนความร้อนและเยื่อกระดาษระบายความร้อนด้วยความเย็น-อุปกรณ์ฟอกขาวเป็นการใช้งานทั่วไป - แต่ไม่มีความทนทานต่อคลอไรด์แบบครอบคลุมที่ใกล้-แบบเดียวกับที่เกรดดูเพล็กซ์และซูเปอร์ดูเพล็กซ์ทำ และรอยแยก รูปทรงเรขาคณิต ความเค้นที่ใช้ และอุณหภูมิยังคงต้องมีการตรวจสอบเป็นกรณีไป
ที่มา: เอกสารข้อมูลทางเทคนิค ATI 904L; SSINA "การแคร็กการกัดกร่อนจากความเครียดของคลอไรด์"
เหตุใด Super Duplex 2507 จึงถือว่ามีภูมิคุ้มกันต่อ Chloride SCC อย่างแท้จริง
|
โครงสร้างจุลภาคของออสเทนไนต์–เฟอร์ไรต์ประมาณ 50/50 ของ 2507 ขัดขวางเส้นทางการแตกร้าวแบบข้ามแกรนูลที่จำกัดเกรดออสเทนนิติก ทำให้ต้านทานต่อความเข้มข้นของคลอไรด์ได้ประมาณ 50,000 ppm - ได้ดีกว่าความแรงของน้ำทะเล |
ซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 2507 (UNS S32750) ไม่ใช่แค่เกรดออสเทนนิติกเวอร์ชันอัลลอยด์ที่สูงกว่า-เท่านั้น โครงสร้างจุลภาคสอง-ของมันเปลี่ยนกลไกการแตกร้าวในตัวเอง เฟสเฟอร์ไรต์มีโครงสร้างผลึก-ที่อยู่ตรงกลาง-ลูกบาศก์และมีพลังงานผิดปกติ-ซ้อนสูงกว่าออสเทนไนต์ และรอยแตกร้าวของคลอไรด์ SCC ที่เริ่มต้นในออสเทนไนต์เกรนหนึ่งจะถูกปิดกั้นทางกายภาพหรือเบี่ยงเบนไปเมื่อไปถึงเฟอร์ไรต์ที่อยู่รอบๆ โดยทั่วไปแล้วเฟอร์ไรต์จะมีโครงสร้างจุลภาคถึง 40–50% เส้นทางการแตกร้าวแบบต่อเนื่องของแกรนูลที่แพร่กระจายโดยปราศจากสิ่งกีดขวางผ่าน 316L หรือ 904L จะไม่สามารถก่อตัวในลักษณะเดียวกันได้
ข้อได้เปรียบด้านโครงสร้างดังกล่าวได้รับการเสริมด้วยองค์ประกอบ: 2507 มีโครเมียม 24–26% โมลิบดีนัม 3–5% และไนโตรเจน 0.24–0.32% ทำให้มีความต้านทานการเกิดหลุมเป็นจำนวนเทียบเท่า (PREN) ที่ประมาณ 42 - สูงกว่า 904L ประมาณ 34 และมากกว่า 70% สูงกว่า 316L ประมาณ 24 เนื่องจากการเจาะรูมักเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับ รอยแตกร้าวของคลอไรด์ SCC โดยค่า PREN ที่สูงกว่าจะทำหน้าที่สองเท่า โดยจะเพิ่มอุณหภูมิและความเข้มข้นของคลอไรด์ที่จำเป็นในการเริ่มต้นหลุมเลย นอกเหนือจากความต้านทานทางโครงสร้างระดับจุลภาคในการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวเมื่อมีรอยแตกร้าวเกิดขึ้นแล้ว ผลลัพธ์ที่รวมกันคือเหตุใดเกรดซูเปอร์ดูเพล็กซ์และซูเปอร์ออสเทนนิติกจึงได้รับการอธิบายไว้ในข้อมูลการกัดกร่อนของซัพพลายเออร์ว่าใช้งานได้ในความเข้มข้นของคลอไรด์สูงถึงประมาณ 50,000 ppm - ซึ่งสูงกว่าปริมาณคลอไรด์ประมาณ 19,000 ppm ของน้ำทะเล - และเป็น "ภูมิคุ้มกันเสมือน" ต่อคลอไรด์ SCC ในสภาวะที่ไม่เป็นกรด- ประสิทธิภาพระดับ 316L และ 904L เข้าไม่ถึง
แหล่งที่มา: โลหะผสมแบบรีด "การแคร็กการกัดกร่อนจากความเครียดคืออะไร"; เหล็กแซนด์เมเยอร์ "แผ่นเหล็กสแตนเลสดูเพล็กซ์อัลลอยด์ 2507"
องค์ประกอบและ PREN เปรียบเทียบระหว่างสามเกรดได้อย่างไร
|
PREN ของ 2507 ที่ประมาณ 42 นั้นสูงกว่า 316L ประมาณ 75% และสูงกว่า 904L ประมาณ 25% และช่องว่างนี้ถูกขับเคลื่อนเกือบทั้งหมดด้วยไนโตรเจนและโครเมียม แทนที่จะเป็นโมลิบดีนัมเพียงอย่างเดียว |
จำนวนเทียบเท่าของความต้านทานต่อการเกิดหลุม (PREN) คำนวณเป็น %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N และแม้ว่าจะได้รับการพัฒนาเพื่อจัดอันดับความต้านทานต่อการเกิดหลุมมากกว่าความต้านทาน SCC โดยตรง แต่ก็มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับค่าขีดจำกัด SCC ของคลอไรด์ เนื่องจากการสึกเป็นหลุมเป็นเหตุการณ์เริ่มต้น-ตามปกติ ตารางด้านล่างสรุปช่วงองค์ประกอบ ASTM A240 ที่ระบุและ PREN ทั่วไปสำหรับแต่ละเกรด
|
คุณสมบัติ |
316L (ยูเอ็นเอส S31603) |
904L (ยูเอ็นเอส N08904) |
ซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 2507 (UNS S32750) |
|
โครเมียม (Cr) |
16.00 – 18.00% |
19.00 – 23.00% |
24.00 – 26.00% |
|
นิกเกิล (พรรณี) |
10.00 – 14.00% |
23.00 – 28.00% |
6.00 – 8.00% |
|
โมลิบดีนัม (Mo) |
2.00 – 3.00% |
4.00 – 5.00% |
3.00 – 5.00% |
|
ไนโตรเจน (N) |
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.10% |
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.10% |
0.24 – 0.32% |
|
ทองแดง (ลูกบาศ์ก) |
- |
1.00 – 2.00% |
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.50% |
|
โครงสร้างจุลภาค |
ออสเทนนิติกอย่างเต็มที่ |
ออสเทนนิติกอย่างเต็มที่ |
~ออสเทนไนต์ ~50% / เฟอร์ไรต์ ~50% |
|
PREN ทั่วไป |
≈ 24 |
≈ 34 |
≈ 42 |
ที่มา: ช่วงองค์ประกอบที่กำหนดของ ASTM A240 ตามเกรด ค่า PREN ต่อข้อมูลการกัดกร่อนดูเพล็กซ์ของ Sandmeyer Steel (316L, 904L) และ PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N คำนวณจากองค์ประกอบที่ระบุของ ASTM A240 สำหรับปี 2507
การทดสอบ MgCl2 ของการเดือด ASTM G36 แสดงอะไร
|
ASTM G36 เป็นเครื่องมือจัดอันดับที่มีประโยชน์ ไม่ใช่-การทำนายสภาพการบริการ: สภาพแวดล้อมแมกนีเซียมคลอไรด์จุดเดือด 155 องศานั้นรุนแรงกว่าการใช้คลอไรด์จริงใดๆ มาก ดังนั้นเกรดที่ล้มเหลว G36 จึงไม่เหมาะกับบริการ-คลอไรด์ที่อุณหภูมิปานกลางโดยอัตโนมัติ |
ASTM G36 ประเมินความต้านทาน SCC โดยการเปิดเผยชิ้นงานที่ได้รับความเค้นกับสารละลายแมกนีเซียมคลอไรด์ที่กำลังเดือดซึ่งอยู่ที่คงที่ 155.0 องศา ± 1.0 องศา โดยจงใจเลือกให้เป็นสภาพแวดล้อมกรณีที่เลวร้ายที่สุด-แบบเร่ง แทนที่จะเป็นการจำลองสภาพของพืชโดยเฉพาะ ภายใต้การทดสอบนี้ เกรดออสเทนนิติกมาตรฐาน เช่น 316L จะแตกตัวอย่างรวดเร็ว โดยมักจะใช้เวลาไม่กี่ชั่วโมง
ผู้ผลิต 904L อธิบายความต้านทานในแง่ G36 โดยตรง: โลหะผสมแสดง "ความต้านทานที่ดีต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นคลอไรด์ แม้ว่าจะไม่ใช่ความต้านทานรวมตามที่ตัดสินโดยการทดสอบแมกนีเซียมคลอไรด์เดือดที่รุนแรงมาก" - ซึ่งหมายความว่า 904L มีประสิทธิภาพเหนือกว่า 316L ในการทดสอบนี้ แต่ยังคงสามารถแตกร้าวได้เมื่อให้เวลาและความเครียดเพียงพอ เกรดซูเปอร์ดูเพล็กซ์ทำงานได้ดีขึ้นมากอีกครั้ง ซึ่งสอดคล้องกับ PREN และโครงสร้างเฟสคู่-ที่สูงกว่ามาก แม้ว่าเกรดใดๆ ก็ตามไม่ควรวางตลาดว่าสามารถป้องกันการแตกร้าวได้อย่างแน่นอน-ภายใต้สภาพแวดล้อมการทดสอบที่รุนแรงขนาดนี้
แนวทางปฏิบัติสำหรับผู้เขียนข้อกำหนดคือ ให้ถือว่า G36 เป็นเครื่องมือจัดอันดับเปรียบเทียบสำหรับการเลือกเกรดและคุณสมบัติคุณภาพ - ไม่ใช่จุดยืน-สำหรับอุณหภูมิการใช้งานจริงและความเข้มข้นของคลอไรด์ที่ส่วนประกอบจะเห็น ส่วนประกอบ 316L ที่ทำงานที่ 40 องศาในน้ำคลอไรด์เจือจางไม่เทียบเท่าระยะไกลกับคูปองทดสอบ G36 ที่ 155 องศาใน MgCl2 ที่อิ่มตัวเกือบ- และข้อมูลเกณฑ์ในส่วนต่อไปนี้เป็นตัวแทนของขีดจำกัดการปฏิบัติงานจริงมากกว่า
ที่มา: ขอบเขต ASTM G36-24; เอกสารข้อมูลทางเทคนิค ATI 904L
เกณฑ์คลอไรด์เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิบริการอย่างไร
|
เกรดทั้งสามไม่เพียงแค่แตกต่างกันในเรื่องปริมาณคลอไรด์ที่พวกเขาสามารถทนได้ - แต่ยังแตกต่างกันในเรื่องความเร็วที่ความทนทานจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น และขอบของ 316L จะหายไปก่อน |
เกณฑ์คลอไรด์ SCC ไม่เคยเป็นตัวเลขเดียว เป็นเส้นโค้งที่แลกเปลี่ยนความเข้มข้นของคลอไรด์กับอุณหภูมิ เมทริกซ์ด้านล่างนี้สรุปคำแนะนำการบริการที่ไม่ใช่-ตัวแทนที่เป็นกรดสำหรับแต่ละเกรด ควรอ่านว่าเป็นเครื่องมือในการวางแผน ไม่ใช่-ตารางการปฏิบัติตามรหัส - ขีดจำกัดที่แท้จริงยังขึ้นอยู่กับความเค้นที่ใช้และความเครียดตกค้าง pH ออกซิเจนที่ละลายน้ำ และรูปทรงของรอยแยก และการเลือกวัสดุทั้งหมดควรอ้างอิงรหัสการออกแบบที่เกี่ยวข้องและข้อมูลการกัดกร่อนสำหรับของเหลวเฉพาะ
|
อุณหภูมิการให้บริการ |
316L |
904L |
ซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 2507 |
|
น้อยกว่าหรือเท่ากับ 50 องศา (122 องศา F) |
โดยทั่วไปความเสี่ยงต่ำต่ำกว่า ~1,000 ppm Cl⁻ |
ความเสี่ยงต่ำเกินกว่าเพดานของ 316L |
ความเสี่ยงต่ำที่คลอไรด์น้ำทะเลเต็ม (~19,000 ppm) และมากกว่านั้น |
|
50–100 องศา (122–212 องศาฟาเรนไฮต์) |
ความเสี่ยงของ SCC เพิ่มขึ้นอย่างมากเหนือ ~1,000 ppm; 55–60 องศาเป็นเกณฑ์การเตือนที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย |
อัตรากำไรขั้นต้นที่ดีกว่า 316L อย่างมาก ยังคงต้องการการตรวจสอบรอยแยกและความเครียด |
ทนต่อความเข้มข้นของคลอไรด์ได้สูงถึงประมาณ 50,000 ppm ต่อข้อมูลการกัดกร่อนของซัพพลายเออร์ |
|
100–150 องศา (212–302 องศาฟาเรนไฮต์) |
คลอไรด์เข้มข้นแม้ร่องรอยการระเหย-ก็อาจทำให้ 316L แตกได้ โดยทั่วไปควรหลีกเลี่ยง |
อัตรากำไรที่ลดลง; จำเป็นต้องมีการประเมินทางวิศวกรรมเป็นกรณี-ต่อ- |
ยังคงทนทานต่อคลอไรด์ที่ไม่ใช่-ที่เป็นกรด ขีดจำกัดบริการ (H₂S) เปรี้ยว-ภายใต้ NACE MR0175/ISO 15156 อาจควบคุมแทน |
|
MgCl₂ เดือด 155 องศา (ASTM G36) |
ล้มเหลวอย่างรวดเร็ว - ชั่วโมง ไม่ใช่สัปดาห์ |
ปรับปรุงเทียบกับ 316L แต่ไม่มีภูมิคุ้มกันต่อข้อมูลผู้ผลิต |
ความต้านทานสูง ความรุนแรงของการทดสอบหมายความว่าแม้แต่รุ่น 2507 ก็ไม่รับประกันการแตกร้าว-ภายใต้แรงเค้นที่ใช้สูง |
แหล่งที่มา: คำแนะนำ SCC ของรีดอัลลอยด์คลอไรด์; การตรวจสอบ SCC ของ Stainless Steel World duplex; เอกสารข้อมูลทางเทคนิค ATI 904L; มาตรฐาน ASTM G36-24
NACE MR0175/ISO 15156-3 และ NORSOK M-001 เปลี่ยนแคลคูลัสการเลือกหรือไม่
|
ใช่สำหรับบริการแบบเปรี้ยวหรือนอกชายฝั่ง: มาตรฐานเหล่านั้นจะเพิ่มข้อกำหนดด้านความแข็ง เฟอร์ไรต์- และคุณสมบัติ PREN เพิ่มเติมจากเกณฑ์ขั้นต่ำของคลอไรด์ SCC และสามารถกำหนดให้ซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 2507 บังคับได้ แม้ว่าคลอไรด์ SCC เพียงอย่างเดียวจะไม่บังคับก็ตาม |
คลอไรด์ SCC และรอยแตกร้าวจากความเครียดซัลไฟด์ (SSC) มีความสัมพันธ์กันแต่เป็นกลไกที่แตกต่างกัน และข้อกำหนดเฉพาะของท่อก๊าซนอกชายฝั่งหรือเปรี้ยว-โดยทั่วไปจะควบคุมโดยทั้งสองอย่างที่เข้มงวดกว่า NACE MR0175/ISO 15156-3 กำหนดข้อกำหนดคุณสมบัติสำหรับสเตนเลสดูเพล็กซ์และซูเปอร์ดูเพล็กซ์ใน H₂S- ที่มีการซ่อมบำรุง โดยทั่วไปจะรวมถึงความแข็งสูงสุด (บ่อยครั้งคือ 310 HV10) แถบปริมาณเฟอร์ไรต์ (โดยทั่วไป 35–65%) และในข้อกำหนดของผู้ปฏิบัติงานจำนวนมาก ค่า PREN ขั้นต่ำ - มักจะ 40 - ก่อนที่ความร้อนของดูเพล็กซ์จะมีคุณสมบัติเป็นกรดเปรี้ยวได้ PREN ที่ระบุของ service. 2507 ประมาณ 42 ทำให้แถบนั้นชัดเจน 904L และ 316L ไม่ใช่เกรดดูเพล็กซ์และมีคุณสมบัติภายใต้ข้อกำหนดที่แยกจากกันของกลุ่มมาตรฐานเดียวกัน โดยทั่วไปมีคลอไรด์ที่เข้มงวดและขีดจำกัดความเครียดสำหรับการใช้งานที่มีรสเปรี้ยว
คำแนะนำในการเลือกวัสดุ NORSOK M-001 สร้างขึ้นโดยใช้ตรรกะเดียวกันจากฝั่งการออกแบบ โดยเชื่อมโยงประเภทของวัสดุที่อนุญาตกับปริมาณคลอไรด์ อุณหภูมิ และความดันย่อย H₂S ที่คาดหวัง และผลักดันการออกแบบไปสู่เกรด-PREN ดูเพล็กซ์และซูเปอร์ดูเพล็กซ์ที่สูงขึ้น เมื่อตัวแปรใดๆ ในทั้งสามนั้นเพิ่มขึ้น สำหรับส่วนประกอบที่สัมผัสกับน้ำทะเลอุ่น น้ำที่ผลิต หรือก๊าซเปรี้ยวพร้อมกัน -การบริการเปรี้ยวและมาตรฐานนอกชายฝั่ง - ไม่ใช่เกณฑ์ขั้นต่ำของคลอไรด์ SCC ในการแยก - มักจะกลายเป็นปัจจัยในการตัดสินใจในการตัดสินใจ 316L-กับ 904L-versus-2507
แหล่งที่มา: เกณฑ์คุณสมบัติดูเพล็กซ์ของ NACE MR0175/ISO 15156-3; กรอบการคัดเลือกวัสดุ NORSOK M-001
Super Duplex 2507 คุ้มค่ากับราคาระดับพรีเมียมมากกว่า 316L และ 904L หรือไม่
|
สำหรับการใช้งานใดๆ ที่ค่าคลอไรด์ของ 316L เล็กน้อยหรือ 904L ต้องมีการประเมินเป็นรายกรณี-ต่อ- โดยทั่วไปแล้ว 2507 จะเป็นตัวเลือกต้นทุนรวมที่ต่ำกว่า-เมื่อนับความเสี่ยงในการตรวจสอบ เวลาหยุดทำงาน และความล้มเหลวแล้ว - แม้ว่าราคาซื้อจะสูงที่สุดในสามรายการก็ตาม |
เมื่อพิจารณาต่อ-กิโลกรัม โดยทั่วไปแล้ว 2507 มีราคาซื้อสูงสุดในสามเกรด ซึ่งได้แรงหนุนจากปริมาณโมลิบดีนัมและนิกเกิล และโดยการควบคุมการผลิตเฉพาะแบบซูเปอร์ดูเพล็กซ์- แต่ราคาซื้อเป็นพื้นฐานที่ไม่ถูกต้องสำหรับการเปรียบเทียบเมื่อความเสี่ยงของคลอไรด์ SCC อยู่บนโต๊ะ เนื่องจากความล้มเหลวของคลอไรด์ SCC นั้นแทบจะไม่ใช่การซ่อมแซมง่ายๆ โดยปกติแล้วจะหมายถึงการปิดระบบโดยไม่ได้วางแผน การตรวจสอบสาเหตุที่แท้จริง- และการเปลี่ยนส่วนประกอบที่ล้มเหลวและบ่อยครั้งที่การวางท่อที่อยู่ติดกันซึ่งมีประวัติการบริการเดียวกัน. 2507 ความแข็งแกร่งที่สูงกว่าของ . 2507 มักจะทำให้ส่วนผนังบางลงสำหรับพิกัดแรงดันเท่ากัน ซึ่งจะชดเชยส่วนหนึ่งของค่าพรีเมียมต่อ- กิโลกรัมในต้นทุนการติดตั้ง
กฎการตัดสินใจเชิงปฏิบัติที่ใช้ทั่วทั้งอุตสาหกรรมนั้นตรงไปตรงมา: ระบุ 316L เฉพาะในกรณีที่ปริมาณคลอไรด์และอุณหภูมิอยู่ภายในระดับ ~1,000 ppm / ~55 องศาโดยประมาณ โดยไม่มีกลไกความเข้มข้นตามความเป็นจริง ระบุ 904L โดยที่การสัมผัสคลอไรด์เกินขอบเขตของ 316L อย่างชัดเจน แต่อยู่ภายในขอบเขตประสิทธิภาพที่แสดงให้เห็นของ 904L และไม่มีข้อกำหนดบริการดูเพล็กซ์-เปรี้ยว และระบุ super duplex 2507 เมื่อปริมาณคลอไรด์เข้าใกล้ความแรงของน้ำทะเล อุณหภูมิสูงขึ้น รอยแยกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ หรือมีการใช้ NACE/NORSOK เปรี้ยว-และเกณฑ์นอกชายฝั่ง
เกรดไหนเหมาะกับการใช้งานแบบไหน?
|
การประยุกต์ใช้งานจะติดตามการสัมผัสคลอไรด์และอุณหภูมิได้เกือบจะโดยตรง: การสัมผัสกับคลอไรด์เล็กน้อยหรือเป็นช่วง ๆ ชอบ 316L, การได้รับสัมผัสปานกลางอย่างต่อเนื่องชอบ 904L และการสัมผัสคลอไรด์สูงอย่างต่อเนื่องหรือการสัมผัสนอกชายฝั่งชอบ 2507 |
|||
|
แอปพลิเคชัน |
พอดีที่สุดโดยทั่วไป |
ทำไม |
|
|
การเดินท่อภายในอาคาร น้ำประปาที่มีคลอไรด์ต่ำ- |
316L |
โดยทั่วไปปริมาณและอุณหภูมิของคลอไรด์จะอยู่ภายในซองคำแนะนำของ 316L |
|
|
การสัมผัสบรรยากาศชายฝั่งทะเล, ละอองน้ำในทะเลเล็กน้อย |
316L หรือ 904L |
การสัมผัสแบบเจือจางเป็นระยะๆ; 904L เพิ่มระยะขอบเมื่อมีเงื่อนไขการกระเด็นหรือรอยแยก |
|
|
แผ่นท่อแลกเปลี่ยนความร้อนแบบระบายความร้อนด้วยน้ำทะเล- |
904L หรือซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 2507 |
การสัมผัสคลอไรด์อย่างต่อเนื่อง 2507 แนะนำให้ใช้ในบริเวณที่มีอุณหภูมิหรือความรุนแรงของรอยแยกสูงกว่า |
|
|
การแยกเกลือออกจากน้ำ การผลิตน้ำ ท่อนอกชายฝั่ง |
ซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 2507 |
ปริมาณคลอไรด์เข้าใกล้หรือเกินกว่าความแรงของน้ำทะเล ซึ่งมักจะมีอุณหภูมิสูงขึ้น |
|
|
บริการก๊าซเปรี้ยว / H₂S (NACE MR0175 / ISO 15156-3) |
Super Duplex 2507 (ความร้อนที่ผ่านการรับรอง) |
ตรงตามเกณฑ์คุณสมบัติสมดุลของ PREN ความแข็ง และเฟอร์ไรต์-สำหรับบริการดูเพล็กซ์เปรี้ยว |
|
|
ชุดประกอบเชื่อมใต้ทะเลและไฮเปอร์บาริก |
ซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 2507 |
ผสมผสาน PREN ระดับสูงเข้ากับความแข็งแกร่งที่จำเป็นสำหรับส่วนประกอบใต้ทะเลที่บางและเบากว่า |
|
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: 316L สามารถใช้ในน้ำทะเลได้หรือไม่
ตอบ: เฉพาะในสภาวะที่ไม่รุนแรง -ระยะเวลาสั้น หรือ-สภาวะที่มีการชะล้าง การสัมผัสกับน้ำทะเลอย่างต่อเนื่องหรือนิ่งเกินกว่า SCC คลอไรด์ของ 316L และระยะขอบของหลุม และเกรด 904L ดูเพล็กซ์ หรือซูเปอร์ดูเพล็กซ์เป็นเส้นทางการอัพเกรดมาตรฐาน
ถาม: 904L เป็นสแตนเลสดูเพล็กซ์หรือไม่
ตอบ: ไม่ใช่. 904L เป็นเกรดซูเปอร์ออสเตนิติกออสเทนนิติกโดยสมบูรณ์ ความต้านทานต่อคลอไรด์ SCC มาจากปริมาณนิกเกิล โมลิบดีนัม และทองแดงที่สูง ไม่ใช่จากโครงสร้างจุลภาคแบบเฟสคู่-
ถาม: ค่า PREN ที่สูงกว่าหมายถึงการต้านทาน SCC ของคลอไรด์ที่ดีขึ้นเสมอหรือไม่
ตอบ: PREN ได้รับการพัฒนาเพื่อจัดอันดับความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยก ไม่ใช่ความต้านทาน SCC โดยตรง มันมีความสัมพันธ์อย่างมากกับเกณฑ์ขั้นต่ำของคลอไรด์ SCC เนื่องจากการเจาะรูเป็นเหตุการณ์เริ่มต้นของรอยแตก-ตามปกติ แต่โครงสร้างจุลภาค (ดูเพล็กซ์เทียบกับออสเตนิติก) และความเครียดที่ใช้ก็มีความสำคัญเช่นกัน และ PREN ไม่ได้จับไว้เพียงอย่างเดียว
ถาม: เหตุใด 2507 จึงจำเป็นต้องมีข้อกำหนดปริมาณเฟอร์ไรต์ในบริการแบบเปรี้ยว
ตอบ: ปริมาณเฟอร์ไรต์ที่อยู่นอกแถบที่ผ่านการรับรอง (โดยทั่วไปคือ 35–65%) สามารถเปลี่ยนทั้งคุณสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อนในสเตนเลสดูเพล็กซ์ได้ ดังนั้น NACE MR0175/ISO 15156-3 จึงตรวจสอบได้โดยตรง แทนที่จะสันนิษฐานจากองค์ประกอบที่ระบุเพียงอย่างเดียว
ถาม: ถ้า 2507 เกือบจะต้านทานคลอไรด์ SCC แล้ว ทำไมไม่ลองใช้ทุกที่ล่ะ
ตอบ: ต้นทุนและความสามารถในการแปรรูป. 2507 มีราคาซื้อที่สูงกว่า ต้องมีการควบคุมอินพุตความร้อนในการเชื่อมที่เข้มงวดมากขึ้น- เพื่อรักษาสมดุลของเฟส และไม่จำเป็นหากการสัมผัสคลอไรด์และอุณหภูมิอยู่ในเกณฑ์อย่างปลอดภัยภายในระยะขอบ 316L หรือ 904L
