UNS S31254 (F44): Premium 6% molibdena super-austenitnog nerđajućeg čelika

Pregled ocjena i oznake

UNS S31254 je najšire specificirani 6% molibden super-austenitni nehrđajući čelik na svijetu. Kombinira oko 20% hroma, 18% nikla, 6,1% molibdena, 0,7% bakra i 0,20% azota, a označen je kao F44 u ASTM A182 za otkovke. Zbog visokog sadržaja nikla, molibdena i dušika, legura je potpuno austenitna i nemagnetna u žarenom stanju, a njeno ojačanje dušikom podiže granicu tečenja znatno iznad one kod konvencionalnih austenitnih razreda. Glavne oznake su navedene u nastavku.

Sistem označavanja	Naziv razreda	Referentni standard
UNS	S31254	ASTM A240, A312, A269, A276
ASTM kovani proizvodi	F44	ASTM A182
EN	1.4547 (X1CrNiMoCuN20-18-7)	EN 10088
JIS	SUS312L	JIS G4304

Hemijski sastav prema ASTM A240

Sljedeća ograničenja za UNS S31254 preuzeta su iz ASTM A240 za ploče, listove i trake.

Element	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni	Mo	Cu	N
Ograničenje, %	0,020 max	1,00 max	0,030 max	0,010 max	0,80 max	19.5-20.5	17.5-18.5	6.0-6.5	0.5-1.0	0.18-0.25

Mehanička svojstva

Osobine minimalne sobne{0}}temperature za ploču po ASTM A240 i za cijev po ASTM A312 su prikazane ispod.

Nekretnina	Vrijednost
Vlačna čvrstoća, MPa	650 min
0,2% granica tečenja, MPa	310 min
Izduženje, %	35 min
Tvrdoća po Brinellu, HBW	223 max

PREN i lokalizirana otpornost na koroziju

Zašto je PREN važan

Ekvivalentni broj otpornosti na točenje se izračunava kao %Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N. Za UNS S31254 rezultat je iznad 43, u poređenju sa oko 24-26 za 316L i oko 34-36 za duplex 2205. U praksi to znači da je legura otporna na koroziju udubljenja i pukotina u vrućim, koncentriranim otopinama klorida gdje 316L takođe ne uspijeva u uslovima otpornog hlorida, a takođe brzo propada u uslovima korozije i hlorida. potpuno austenitna struktura sa visokim sadržajem nikla.

Otpor na agresivne medije

Legura je otporna na oksidirajuće kiseline, morsku vodu, slanu vodu, otopine hipoklorita i procesne tokove koji sadrže hlorid{0}}, a također se dobro ponaša u mnogim mješavinama redukcijskih kiselina gdje je sadržaj bakra koristan. Ova kombinacija otpornosti na lokalizirane napade i opću kiselu koroziju čini ga svestranim materijalom za nadogradnju.

Poređenje sa 316L i Duplex 2205

UNS S31254 pruža dramatično poboljšanje performansi korozije u odnosu na 316L, posebno u vrućim otopinama hlorida gdje bi 316L brzo ispucao. U poređenju sa duplex 2205, UNS S31254 ima znatno bolju otpornost na koroziju u pukotinama i na oksidirajuće kiseline kao što je vruća sumporna kiselina; 2205 ima veću granicu tečenja, ali superiorna granica korozije UNS S31254 u teškim okruženjima često ga čini sigurnijim izborom za kritičnu opremu koja se ne održava. On efektivno popunjava prazninu gdje je 2205 na svojim granicama i gdje legure na bazi nikla-postaju skupe{11}}.

Ocjena	PREN	0,2% granica tečenja, MPa	Tipična uloga
316L	24-26	170	Opći korozivni servis
Duplex 2205	34-36	450	Visoka čvrstoća, umjerena upotreba hlorida
UNS S31254	43+	310	Teška hloridna i kisela usluga

Izrada i zavarivanje

Zbog visokog sadržaja legure, UNS S31254 ima veću stopu radnog{1}}očvršćavanja od standardnih austenitnih razreda, što zahtijeva više snage za oblikovanje i mašinsku obradu. Za zavarivanje treba koristiti odgovarajuće ili preko{3}}legirane metale za punjenje, kao što je ERNiCrMo-3 (UNS N06625), sa strogom kontrolom unosa topline i međuprolazne temperature kako bi se očuvala otpornost na koroziju. Odgovarajući zaštitni plin i povratno pročišćavanje su neophodni za sprječavanje oksidacije, a čišćenje nakon zavarivanja je ključno za uklanjanje oksida koji bi mogli pokrenuti koroziju u radu.

Opravdanje troškova životnog ciklusa

UNS S31254 košta više po kilogramu od 316L ili 2205, ali odluka bi se trebala temeljiti na cijeni životnog ciklusa i riziku. Ako bi legura nižeg -razreda zahtijevala česte inspekcije, hemijske inhibitore, ranu zamjenu ili nosi visok rizik od katastrofalnog kvara, onda je UNS S31254 opravdan. Njegov veći početni trošak nadoknađen je produženim vijekom trajanja, smanjenim održavanjem i operativnom pouzdanošću. Za nove projekte u agresivnom okruženju, određivanje stepena od samog početka je obično ekonomičnije od naknadnog ugradnje ili popravke opreme napravljene od neadekvatnih materijala.

Često postavljana pitanja

1. Koji je sastav, ključna prednost i primarna primena UNS S31254?

Sastav je oko 20% hroma, 18% nikla, 6,1% molibdena, 0,7% bakra i 0,20% azota, dajući ekvivalentni broj otpornosti na piting iznad 43. Ključna prednost je izuzetna otpornost na lokalizovanu koroziju i hloridno naprezanje korozionog kanala pucanja sa dobrom čvrstoćom i pucanjem. Koristi se u sistemima za hlađenje morske vode, opremi za naftu i gas na moru, hemijskim postrojenjima koja rukuju hloridima i kiselinama i jedinicama za odsumporavanje dimnih gasova gde su uslovi preteški za 316L ili dupleks čelik.

2. Kakva je njegova otpornost na koroziju u poređenju sa 316L i duplex 2205?

Dramatično je bolji od 316L u vrućim, koncentriranim otopinama hlorida. U poređenju sa duplex 2205, ima znatno bolju otpornost na koroziju u pukotinama i bolju otpornost na oksidirajuće kiseline kao što je vruća sumporna kiselina. Dok 2205 ima veću čvrstoću, granica korozije UNS S31254 ga često čini sigurnijim izborom za kritičnu opremu u teškim okruženjima.

3. U kojim okruženjima je UNS S31254 minimalno preporučeni materijal?

To je minimalni preporučeni materijal za sisteme hlađenja neobrađene morske vode, posebno iznad oko 40 stepeni, i za visoko koncentrirane hloride, bromide ili kisele tokove sa oksidantima u hemijskim postrojenjima. Okruženje koje sadrži vlažan klor, hipohlorit ili vruće kisele otopine hlorida tipične su primjene gdje bi kvar opreme imao ozbiljne posljedice.

4. Koje su važne smjernice za izradu i zavarivanje?

Visok sadržaj legure daje veću brzinu-otvrdnjavanja, tako da je potrebno više snage za oblikovanje i mašinsku obradu. Zavarite odgovarajućim ili više-legiranim punilom kao što je ERNiCrMo-3, kontrolirajte ulaznu toplinu i temperaturu međuprolaza, koristite odgovarajući zaštitni plin i povratno pročišćavanje i očistite područje zavara nakon zavarivanja kako biste sačuvali otpornost na udubljenje.

5. Koji faktori opravdavaju ulaganje u UNS S31254 u odnosu na legure nižeg -razreda?

Zasnovati odluku na cijeni životnog ciklusa i procjeni rizika. Ako bi legura nižeg -razreda zahtijevala česte inspekcije, hemijske inhibitore, ranu zamjenu ili predstavlja visok rizik od katastrofalnog kvara, UNS S31254 je opravdan. Veći početni trošak nadoknađen je produženim vijekom trajanja, smanjenim održavanjem i operativnom pouzdanošću, posebno kada je navedeno od početka novog projekta.