ASTM A240це специфікація для пластин, листів і смуг із хрому та хром-нікелевої нержавіючої сталі для посудин під тиском і загального застосування. Тип 2507 у цій специфікації відноситься до конкретного сорту: aсупер дуплекс з нержавіючої сталізареєстрований якUNS S32750в американській системі іEN 1.4410 (X2CrNiMoN25-7-4)в європейській системі. Торгова назва, яку впізнають більшість людейSAF 2507, спочатку розроблений Sandvik (нині Alleima) у Швеції на початку 1970-х років.
«Супер» у супердуплексному сплаві означає, що сплав перевищує порогове значення PREN (число еквівалента опору точцінній точці), що становить 40. Стандартні марки дуплексного сплаву, такі як 2205 (UNS S32205), мають значення PREN 35-36. Супер дуплекс 2507 сидить на 42-43. Цей чисельний стрибок не є академічним – це різниця між матеріалом, який виживає 20 років у морській воді Північного моря, і тим, який починає виявлятися через третій рік.
Одна річ викликає справжню плутанину в закупівлях: назва «2507» використовується вільно. Деякі постачальники продаютьUNS S32760(також продається як Zeron 100 або F55) під маркою «2507». S32760 є спорідненим, але іншим супердуплексним сортом - він містить вольфрам (0,5-1,0%) і мідь (0,5-1,0%), яких немає у S32750.
Форми продукту
Бар і штанга
Тарілка та лист
Котушка та стрічка
Труби та труби
Фітинг: фланець, трійник, коліно, редуктор тощо.
Кування: кільце, вал, коло, блок тощо.
ASTM A240 Тип 2507 Хімічний склад
| елемент | Мінімальна специфікація (%) | Максимальна специфікація (%) | Функція в сплаві |
|---|---|---|---|
| Карбон (C) | - | 0.030 | Зберігається на низькому рівні для запобігання сенсибілізації та міжкристалітній корозії |
| Хром (Cr) | 24.00 | 26.00 | Первинний елемент стійкості до корозії; стабілізує феритову фазу; утворює пасивну плівку Cr₂O₃ |
| Нікель (Ni) | 6.00 | 8.00 | Стабілізує фазу аустеніту; забезпечує міцність; врівноважує співвідношення фериту-аустеніту |
| Молібден (Mo) | 3.00 | 5.00 | Стійкість до точкової та щілинної корозії в хлоридних середовищах; ключовий учасник PREN |
| Азот (N) | 0.24 | 0.32 | Подвоюється як стабілізатор аустеніту та підсилює стійкість до точкової корекції; найбільш рентабельний{0}}підсилювач PREN на відсотковий пункт |
| Марганець (Mn) | - | 1.20 | розкислювач; незначний стабілізатор аустеніту |
| Кремній (Si) | - | 0.80 | Розкислювач |
| Фосфор (P) | - | 0.035 | Домішка - контролюється, щоб уникнути крихкості |
| Сірка (S) | - | 0.020 | Домішки - зберігаються на низькому рівні для зварюваності та стійкості до корозії |
| мідь (Cu) | - | 0.50 | Залишок лише в S32750; навмисно в S32760 (ключова відмінність між двома класами) |
ASTM A240 Тип 2507 Вимоги до механічних властивостей
| Власність | Необхідний мінімум | Метод випробування | Примітки |
|---|---|---|---|
| Міцність на розрив (UTS) | 795 МПа (115 ksi) | ASTM E8 / EN ISO 6892-1 | Приблизно в 1,5 раза UTS 316L |
| 0,2% текучості | 550 МПа (80 ksi) | ASTM E8 / EN ISO 6892-1 | Приблизно вдвічі більше виходу 316 л; дозволяє створювати тонші стіни |
| Подовження в 2" (50 мм) | 15% | ASTM E8 | Пластичність, нижча за аустеніт -, замінюється на міцність |
| Твердість | Менше або дорівнює 310 HBW | ASTM E10 / EN ISO 6506-1 | Кришка максимальної твердості запобігає потраплянню крихкого матеріалу в експлуатацію |
| Удар Шарпі (якщо вказано) | Зазвичай 40-70 Дж при -46 градусах | ASTM E23 / EN ISO 148-1 | Не передбачено A240, але зазвичай вимагається специфікаціями проекту для офшорних і кріогенних послуг |
Перевага межі текучості
Мінімальна продуктивність 550 МПа є найбільш економічно значущою властивістюТабличка типу 2507. Порівняно з 316L (продуктивність ~205 МПа), це дозволяє розробникам зменшити товщину стінок приблизно на 40-50% за того самого номінального тиску. У великому резервуарі під тиском або системі трубопроводів для морської води таке зменшення товщини призводить до значної економії ваги та витрат -, хоча ціна за кілограм 2507 у 3-5 разів вища, ніж 316L. Загальна встановлена вартість може бути нижчою.
Форми виробів, розміри та допуски
ASTM A240 охоплює пластини, листи та стрічки. Для типу 2507 практична форма виробу, яку ви зустрічаєте найчастішегарячекатаний лист, тому що для основного застосування сплаву (посудини під тиском, морські споруди, трубні дошки теплообмінників) потрібен більш товстий матеріал.
| Форма товару | Діапазон товщини | Типова ширина | Типові довжини |
|---|---|---|---|
| Холоднокатаний лист | 0,5 – 4,0 мм | 1000, 1219, 1500 мм | 2000 – 6000 мм |
| Гарячекатаний лист (покриття №1) | 3,0 – 80 мм | 1500 – 2500 мм | 3000 – 12000 мм |
| Плита кварто (вирізана з листового прокату) | 5 – 100 мм | До 2500 мм | До 12000 мм |
Допуски на товщину пластини ASTM A240 визначені в ASTM A480 (специфікація загальних вимог). Супердуплексну пластину зазвичай прокатують до товщини, ніж аустеніт, оскільки висока міцність сплаву протистоїть скороченню. Це означає, щомінус толерантність може вкусити сильніше- якщо ви замовляєте пластину товщиною 10 мм і отримуєте матеріал товщиною 9,4 мм (у межах допуску A480), а ваша конструкція потребує стінки мінімум 9,5 мм після обробки, у вас є проблема. Укажіть жорсткіший клас допуску або порядок до номінального-плюсу, якщо товщина-вашого застосування є критичною.
S32750 проти S32760: плутанина, яка коштує грошей
Це тема, яку існуючий онлайн-контент майже не охоплює, але вона викликає реальні проблеми із закупівлями. Під назвою «2507» зазвичай продаються два сорти супердуплексу:
| Власність | UNS S32750 (тип 2507) | UNS S32760 (Zeron 100 / F55) |
|---|---|---|
| Назва класу ASTM A240 | Тип 2507 | Тип 32760 (вказано окремо) |
| Хром | 24-26% | 24-26% |
| Нікель | 6-8% | 6-8% |
| Молібден | 3-5% | 3-4% |
| Азот | 0.24-0.32% | 0.20-0.30% |
| Вольфрам (W) | Не вказано | 0.50-1.00% |
| мідь (Cu) | Менше або дорівнює 0,50% (залишок) | 0,50-1,00% (навмисно) |
| Типовий PREN | 42-43 | 42-43 |
| Розроблено | Sandvik (Швеція) | Weir Materials (Великобританія) |
Ці два сорти мають однакову стійкість до корозії та механічні властивості, і в багатьох сферах застосування вони функціонально взаємозамінні. Але вони єне той самий матеріал. Вольфрам у складі S32760 покращує стійкість до щілинної корозії в певних середовищах, але також може прискорити виділення сигма-фази, якщо термообробка не контролюється. Мідь у складі S32760 покращує стійкість до сірчаної кислоти, але не має значення для морської води.
Проблема сигма-фази: Чому записи термічної обробки важливі
Сигма-фаза — це інтерметалічна сполука (FeCr), яка виділяється в супердуплексній нержавіючій сталі, коли матеріал занадто довго піддається впливу температур від 700 градусів до 1000 градусів. Випадання відбувається при повільному охолодженні розчину від температури відпалу, при тривалій витримці при підвищеній температурі або при зварюванні з надмірним підведенням тепла. Коли утворюється сигма-фаза, вона:
- Значно знижує ударну в’язкість - значення Шарпі можуть знизитися від 70 Дж до 10 Дж
- Зменшує корозійну стійкість -, зокрема, точкову та щілинну корозію
- Не можна скасувати будь-якою термічною обробкою, окрім повного -відпалу
Що це означає для закупівель: запис про термічну обробку в сертифікаті про випробування млина — це не просто папери. Це свідчить про те, що пластина була загартована досить швидко, щоб уникнути сигма-фази. ССО повинен показувати:
Температура відпалу розчину:Має бути 1025-1125 градусів. Якщо він показує температуру поза цим діапазоном, матеріал може не відповідати мікроструктурним вимогам.
Спосіб охолодження:Має бути «гасіння водою» або «швидке охолодження водою». Якщо для пластини товщиною понад 6 мм написано «повітряне охолодження», це червоний прапор - повітряне охолодження надто повільне для супердуплексу такої товщини.
Результати тесту ASTM A923:ASTM A923 є стандартним методом випробувань для виявлення шкідливих інтерметалічних фаз у дуплексних нержавіючих сталях. Метод A (металографія травлення), метод B (удар за Шарпі) або метод C (випробування на корозію за допомогою хлориду заліза). Якщо MTR не включає результати A923, вимагайте їх - особливо для пластини товщиною понад 12 мм, де ризик сигма-фази найвищий через повільніше охолодження на середній-товщині.
Для плити товщиною понад 25 мм розгляньте вказівку методу A або C ASTM A923 у замовленні на придбання. Деякі млини включають його як стандарт; інші ні, якщо не запитують. Вартість мінімальна - кілька сотень доларів за партію -, але вона підтверджує, що матеріал, який ви отримуєте, не містить інтерметалічних фаз, які могли б погіршити його продуктивність.
Де пластина типу 2507 фактично потрапляє в експлуатацію
Опріснювальні установки
Використання установок для опріснення морської води зворотним осмосом (SWRO) і багато-ступеневим спалахом (MSF)Табличка типу 2507для-трубопроводів високого тиску, корпусів насосів, корпусів клапанів і компонентів теплообмінника, які піддаються впливу теплої хлорованої морської води. Порогове значення PREN, що перевищує або дорівнює 42, робить 2507 кращим матеріалом - 316L, що виривається в теплій морській воді протягом кількох місяців, і навіть 2205 може піддаватися щілинній корозії на поверхнях прокладок і під відкладеннями. На Близький Схід припадає приблизно 48% світових опріснювальних потужностей, що робить його найбільшим регіональним ринком для послуг з опріснення 2507 пластин.
Нафта і газ - Видобуток і Середня течія
Підводні колектори, потокові лінії, сепаратори, теплообмінники та обладнання гирла свердловини піддаються впливу видобутої води, що містить хлориди та H₂S. Плита типу 2507 відповідає стандартам NACE MR0175 / ISO 15156 для роботи в кислому середовищі з обмеженнями щодо твердості (менше або дорівнює 28 HRC) і термічної обробки. Для морських платформ, особливо в Північному морі та Перській затоці, 2507 є стандартним матеріалом для систем транспортування морської води, трубопроводів пожежної води та технологічного обладнання.
Хімічна та нафтохімічна обробка
Посудини під тиском, теплообмінники, реактори та резервуари для зберігання технологічних потоків,-що містять хлориди, органічні кислоти та кислі рідини. Плита типу 2507 особливо ефективна в середовищах, де є проблема як розтріскування хлоридної корозії під напругою, так і однорідної кислотної корозії - комбінація, яка руйнує стандартні аустенітні нержавіючі сталі.
Офшорні та морські споруди
Системи протипожежного водопостачання, трубопроводи водяного баласту, хомути стояків, структурні кронштейни та труби насосних колон на морських платформах. Висока межа текучості дозволяє створювати легші конструкції, що є економічно важливим для морських установок, де кожен кілограм верхньої ваги має мультиплікатор вартості.
Генерація електроенергії
Посудини для десульфурації димових газів (FGD), системи охолодження води на прибережних електростанціях і теплообмінники в геотермальних системах, де хлорид{0}}вмісні рідини контактують із поверхнею металу.
Перевірка якості: контрольний список MTR для супердуплексної пластини
Читання свідоцтва про випробування млинаТабличка типу 2507вимагає уваги до деталей, характерних для сортів супер дуплекс. Ось контрольний список у порядку пріоритету:
Номер нагрівання та відстеження:Переконайтеся, що номер нагрівання на MTR відповідає маркуванню за трафаретом на комплекті пластин. Немає відповідності=відхилити.
Позначення UNS:Переконайтеся, що в MTR явно вказано S32750, а не просто «2507» або «супердуплекс». Якщо там написано S32760, у вас неправильна оцінка.
Хімічний склад:Кожен елемент має відповідати обмеженням ASTM A240. Перевірте Cr Більше або дорівнює 24,0%, Mo Більше або дорівнює 3,0%, N Більше або дорівнює 0,24%. Обчисліть PREN на основі фактичних значень тепла - воно має бути більше або дорівнювати 41 для морської води, більше або дорівнювати 42 для критичних робіт.
Механічні властивості:UTS Більше або дорівнює 795 МПа, текучість Більше або дорівнює 550 МПа, подовження Більше або дорівнює 15%. Якщо подовження становить рівно 15%, вимагайте додаткового тестування - належним чином відпалений 2507 має показувати 25% або вище.
Запис термічної обробки:Розчин відпалений при 1025-1125 градусах, вода загартована. Якщо метод охолодження не вказано або він «охолоджується повітрям» для пластини > 6 мм, позначте його.
твердість:Якщо потрібна відповідність NACE MR0175, перевірте фактичну твердість Менше або дорівнює 28 HRC (272 HBW). Максимум ASTM A240 310 HBW не є достатнім для кислих продуктів.
Вміст фериту (якщо зазначено):Мета 45 ± 5% (або 40-55 FN). Деякі специфікації проекту вимагають вимірювання фериту на MTR. Якщо він відсутній, запитайте його - поза-ферит за межами діапазону вказує на хімічний дисбаланс або неправильну термічну обробку.
Результати ASTM A923 (якщо зазначено):Переконайтеся, що результати методу A, B або C не показують шкідливих інтерметалічних фаз. Для пластини > 12 мм цей тест настійно рекомендується, навіть якщо він явно не потрібний.
Декларація NACE MR0175:У MTR має бути вказано «сумісний зі стандартом NACE MR0175 / ISO 15156» або «придатний для кислих продуктів» із зазначенням значення твердості.
Підпис та печатка уповноваженого:Сертифікат повинен бути підписаний і відповідати системі якості виробника. Непідписані або ксерокопійовані сертифікати неприйнятні для критичних програм.
Виготовлення та зварювання: дисципліна, яка вимагає супердуплексу
Плита типу 2507 постачається в розчині-відпаленому стані, готовому до формування, зварювання та механічної обробки. Але супердуплекс менш терплячий, ніж аустенітна нержавіюча сталь, і виробникам, які переходять з 316L, потрібно скоригувати свою практику.
формування
2507 має приблизно вдвічі більшу межу текучості, ніж 316L, що означає, що формування вимагає більшої сили. Листозгинальні валки та преси потребують на 40-50% більшої тоннажності для тієї самої товщини. Пружинна віддача також більша - очікується на 20-30% більша пружинна віддача, ніж 316L. Для згинів з малим радіусом гаряче формування при 200-300 градусах може зменшити ризик розтріскування, але не перевищуйте 300 градусів - вище цієї температури випадання сигма-фази стає проблемою.
Зварювання
Супер дуплексне зварювання – це дисципліна. Основні правила:
Присадний метал:Використовуйте поверх-легований наповнювач ER2594 (AWS A5.9) або ER2593. Наповнювач надмірно-легований нікелем (9-12% проти . 6-8% в основному металі), щоб забезпечити правильний феритно-аустенітний баланс металу зварного шва. Не використовуйте наповнювач 2205 або 316L - зварний шов буде багатим на ферити та крихким.
Підтримуючий газ:Використовуйте аргон з 2-3% азоту або чистий азот. Азот у підтримуючому газі сприяє утворенню аустеніту в кореневому проході та запобігає втраті азоту із зварювальної ванни. Чистого аргону недостатньо для супер дуплексу.
Теплова потужність:Контроль до 0,5-2,5 кДж/мм. Занадто низький спричиняє швидке охолодження та надлишок фериту. Занадто високий спричиняє повільне охолодження в діапазоні 700-1000 градусів, викликаючи випадання сигма-фази. Використовуйте бісер, а не плетіння.
Міжпрохідна температура:Зберігати нижче 150 градусів. Використовуйте-температурні олівці або контактний пірометр між проходами.
Огляд після-зварювання:Тестування за стандартом ASTM A923 на купонах для виробничих зварних швів. Вимірювання фериту (FerriteScope або металографія). Рідинний проникаючий контроль (LPI) для поверхневих дефектів. Це стандартні вимоги для офшорних і -додатків, що містять тиск.
Термічна обробка після-зварювання:Як правило, не потрібно, якщо надходження тепла контролюється. Якщо є підозра на сигма-фазу (наприклад, через надлишкове надходження тепла), єдиним виходом є відпал із повним розчином-при 1050-1100 градусів з подальшим гартуванням у воді.
Механічна обробка
2507 машини, як і інші високо-нержавіючі сорти-твердіючої сталі. Очікуйте на 30-40% коротший термін служби інструменту, ніж 316L. Використовуйте твердосплавні пластини з покриттям (покриття TiAlN або AlTiN), помірні швидкості різання (40-60 м/хв для точіння) та охолоджуючу рідину під високим{11}}тиском. Жорсткість має вирішальне значення - висока міцність матеріалу означає, що будь-яке відхилення інструменту спричиняє стукіт, що зміцнює поверхню та прискорює знос інструменту.
Нарізка
Плазмове різання прийнятне за належних параметрів - використовуйте азот або аргон-водневий плазмовий газ, а не повітряну плазму, щоб уникнути забруднення азотом краю різу. Лазерне різання забезпечує відмінну якість краю для тонкої пластини. Гідроабразивне різання ідеально підходить для товстих пластин і не створює зони впливу-нагрівання, але це повільно. Для всіх методів термічного різання відшліфуйте обрізаний край на 1-2 мм перед зварюванням, щоб видалити зону термічного впливу.
Часті запитання
Яка різниця між ASTM A240 типу 2507 і EN 10088-3 1.4410?
Це той самий сплав - UNS S32750 / EN 1.4410. ASTM A240 – це американський стандарт для плоского прокату з нержавіючої сталі; EN 10088-3 є європейським еквівалентом. Вимоги щодо хімії та механічних властивостей по суті ідентичні. Відмінності полягають у системах допусків, визначеннях обробки поверхні та форматах сертифікації. Замовте будь-який стандарт, на який посилається ваша специфікація проекту.
Чи магнітна пластина типу 2507?
Так, частково. Феритова фаза (приблизно 45% мікроструктури) є феромагнітною, тому2507 пластинапритягуватиме магніт -, хоча менш сильно, ніж вуглецева сталь. Це насправді корисно, щоб відрізнити його від аустенітних марок, таких як 316L, які не-магнітні. Проте перевірка PMI все одно повинна використовувати обладнання XRF для підтвердження вмісту Mo.
Чи можна використовувати плиту типу 2507 для кислих продуктів (середовище H₂S)?
Так, за конкретних умов. NACE MR0175 / ISO 15156 перераховує UNS S32750 як прийнятний матеріал для використання в кислих умовах за умови, що твердість не перевищує 28 HRC і матеріал знаходиться в розчині-відпаленому стані. Стандарт також накладає обмеження на температуру та парціальний тиск H₂S залежно від застосування. Перевірте конкретні умови експлуатації відповідно до таблиці A.4 NACE MR0175 перед визначенням матеріалу.
Яка максимальна робоча температура для плити типу 2507?
Рекомендована верхня межа для безперервної роботи становить приблизно 250-300 градусів. При температурі вище 300 градусів випадання сигма-фази стає небезпечним протягом тривалого часу експозиції. Для періодичної роботи при вищих температурах загальний час при температурі вище 300 градусів має бути обмежений. Цей матеріал також не рекомендується використовувати для кріогенних умов нижче -50 градусів, оскільки феритова фаза зазнає переходу від пластичної до крихкої.
Як тип 2507 відрізняється від 6% молібдену супер-аустенітних марок, таких як 254SMO?
Обидві є "над" корозійно{0}}стійкими нержавіючими сталями, але вони досягають своїх характеристик за допомогою різних механізмів. 2507 це дуплексна сталь (45% фериту, 55% аустеніту) з PREN ~42 і межею текучості ~550 МПа. 254SMO є повністю аустенітною маркою з PREN ~43 і межею текучості ~300 МПа. 2507 забезпечує вищу міцність (уможливлює створення тонших конструкцій) і кращу стійкість до корозійного розтріскування під напругою. 254SMO забезпечує кращу зварюваність і вищу міцність при кріогенних температурах. Для більшості видів морської води та хлоридів 2507 є економічнішим-вибором завдяки перевагам міцності.
Який присадковий метал для зварювання слід використовувати з пластиною типу 2507?
Використовуйте поверх -легованого дуплексного наповнювача ER2594 (класифікація AWS A5.9, також продається як 2507P або 25.10.4.L). Наповнювач містить приблизно 9-12% нікелю (проти . 6-8% в основному металі), щоб гарантувати, що наплавлений метал досягає правильного балансу фериту 45-55% після швидкого затвердіння. Для різних зварних швів із вуглецевою або аустенітною нержавіючої сталлю можна використовувати наповнювач ER309LMo або ERNiCrMo-3 (Inconel 625). Завжди використовуйте газ, що містить азот (аргон + 2-3% N₂ або чистий N₂).
Як перевірити, що на пластині 2507 мого постачальника немає сигма-фази?
У замовленні на купівлю надішліть запит на тестування ASTM A923. Метод A (металографія травлення) є найбільш прямим - він візуально визначає інтерметалічні фази в мікроструктурі. Метод B (удар Шарпі при -40 градусах) є непрямим показником - низька енергія удару свідчить про сигма-фазу. Метод C (тест на корозію за допомогою хлориду заліза) вимірює швидкість корозії, яка збільшується за наявності сигма-фази. Для плити товщиною понад 12 мм рекомендується метод A або C, тому що сигма-осади найбільш ймовірні на середній товщині, де охолодження відбувається найповільніше.
Яка мінімальна кількість замовленняПластина ASTM A240 типу 2507?
Для запасних матеріалів у сервісному центрі чи дистриб’юторі часто доступні вирізані--розміри без мінімального замовлення. Для прямого-виробництва не-складських розмірів мінімум зазвичай становить 1-3 метричні тонни на плиту. При невеликих замовленнях зі складу нараховується додаткова плата за розріз і обробку в розмірі 20-40%. Для проектних обсягів (5+ тонн) пряме ціноутворення на млин є значно економнішим.
