อะไรคือความท้าทายในการผลิตและการเชื่อมที่เกี่ยวข้องกับโลหะผสมเหล่านี้?

1. ลักษณะทางโลหะวิทยาพื้นฐานของ 15 - 7mo และ 654 SMO และทำไมพวกเขาจึงจัดกลุ่มเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมประสิทธิภาพสูง?

ในขณะที่ทั้งคู่จัดเป็นสเตนเลสสตีล 15 - 7mo (หรือที่รู้จักกันในชื่อ UNS S15700 หรือ 632) และ 654 SMO (UNS S32654) เป็นตัวแทนสองสาขาที่แตกต่างกันของต้นไม้ตระกูลสแตนเลส พวกเขาถูกจัดกลุ่มเป็น "สูง - ประสิทธิภาพ" เพราะพวกเขาเกินขีดความสามารถของมาตรฐาน 304 หรือ 316 สแตนเลสในพื้นที่เฉพาะ: ความแข็งแรงสูงพิเศษและความต้านทานการกัดกร่อนที่รุนแรงตามลำดับ

15 - 7mo (สแตนเลสสตีลมาร์เทนซิติกที่ตกตะกอน):

Metallurgy: โลหะผสมนี้เป็นของชั้นเรียนที่เรียกว่า pH (การตกตะกอน - การชุบแข็ง) เคมีของมัน (~ 15% CR, 7% Ni, 2.5% MO, 1.2% AL) ได้รับการออกแบบให้มีอยู่ในสถานะ Martensitic ที่อ่อนนุ่มและสามารถใช้งานได้หลังจากการรักษาสารละลายและการระบายความร้อนทางอากาศ กุญแจสำคัญของความแข็งแรงคือเนื้อหาอลูมิเนียม

กลไกการเสริมสร้างความเข้มแข็ง: หลังจากถูกสร้างขึ้นเป็นท่อหรือส่วนประกอบมันจะผ่านการรักษาความร้อนที่แม่นยำที่เรียกว่า "อายุ" หรือ "การตกตะกอนการตกตะกอน" (เช่นที่ 950 องศา f / 510 องศา) ในระหว่างกระบวนการนี้อนุภาค intermetallic ที่ละเอียดมาก (ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ nial) ตกตะกอนอย่างสม่ำเสมอตลอดเมทริกซ์ Martensitic อนุภาคเหล่านี้ปิดกั้นการเคลื่อนไหวของการเคลื่อนที่อย่างมีประสิทธิภาพส่งผลให้ความแข็งแรงและความแข็งเพิ่มขึ้นอย่างมากในขณะที่ยังคงความเหนียวที่เป็นประโยชน์

654 SMO (Super - สแตนเลสออสเทนนิติก):

Metallurgy: นี่คือ Super - สแตนเลสออสเทนนิติกซึ่งหมายความว่ามันยังคงโครงสร้างออสเทนนิติก (โครงตาข่ายคริสตัล FCC) เช่น 316 แต่เนื้อหาโลหะผสมนั้นได้รับการปรับปรุงอย่างมากมาย คุณลักษณะที่โดดเด่นที่สุดของมันคือหมายเลขความต้านทานหลุมที่มีความต้านทานสูงอย่างไม่น่าเชื่อ (pren =%cr + 3.3 x (%mo + 0.5 x%w) + 16 x%n) ด้วย ~ 24% CR, 7.5% MO และ 0.5% N pren เกิน 55 วางไว้ที่ด้านบนสุดของแผนภูมิความต้านทานการกัดกร่อนสแตนเลส

กลไกการเสริมสร้างความเข้มแข็ง: ความแข็งแรงของมันมาจากการเสริมความแข็งแกร่งของโซลูชัน - (อะตอมขนาดใหญ่ของ Mo, Cr และ N บิดเบือนโครงตาข่ายคริสตัล) และการผสมไนโตรเจนซึ่งเพิ่มความแข็งแรงของผลผลิตมากกว่า Austenitics มาตรฐาน มันไม่ใช่ความร้อน - สามารถรักษาได้เช่น 15 - 7mo และใช้ในสภาพที่ได้รับการแก้ปัญหา

2. แอพพลิเคชั่นที่เรียกร้องใดที่ทำจากอัลลอยด์ทั้งสองที่จำเป็นนี้?

ตัวเลือกระหว่าง 15-7MO และ 654 SMO ถูกกำหนดโดยภัยคุกคามหลักในการใช้งาน: ความเครียดเชิงกลหรือการโจมตีที่กัดกร่อน

แอปพลิเคชันท่อ pH 15-7MO:

การบินและการป้องกัน: นี่คือโดเมนหลักของมัน . 15-7 ท่อ Mo ถูกใช้ในระบบไฮดรอลิกของเครื่องบิน, แอคทูเอเตอร์เกียร์เชื่อมโยงไปถึงและปลอกขีปนาวุธที่ - ความแข็งแรงสูง - ถึง - อัตราส่วนน้ำหนัก ความสามารถในการก่อตัวและกลึงในสภาวะที่อ่อนนุ่มและแข็งตัวหลังจากการผลิตเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ

สูง - เครื่องมือวัดแรงดัน: ใช้สำหรับท่อร่วม, ตัวเรือนเซ็นเซอร์และท่อเส้นเลือดฝอยในเครื่องมือลงหลุมน้ำมันและก๊าซและโรงงานแปรรูปทางเคมีที่ความสมบูรณ์ของแรงดันเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

ส่วนประกอบของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์: เครื่องมือวัดและหลอดควบคุมบางอย่างที่จำเป็นต้องมีความแข็งแรงสูงและความต้านทานการกัดกร่อนในระดับปานกลาง

654 SMO Pipe Applications:

การประมวลผลทางเคมีที่ก้าวร้าวอย่างมาก: นี่คือวัสดุที่เลือกเมื่อโลหะผสมเช่น Hastelloy C - 276 เป็นเส้นเขตแดน มันถูกใช้สำหรับระบบท่อที่จัดการกรดซัลฟิวริกเข้มข้น, คลอไรด์ร้อน - ที่มีลำธาร, กรดผสม (เช่นไนตริกไฮดรฟลูออริก) และโซลูชันการฟอกสีที่ก้าวร้าวในอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษและกระดาษ

ระบบน้ำทะเลและนอกชายฝั่ง: สำหรับท่อระบายความร้อนในน้ำทะเลที่ทนทานสูงขึ้น, ระบบบัลลาสต์และบัลลาสต์บนเรือและแพลตฟอร์มนอกชายฝั่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำอุ่นคลอรีนที่มีการกัดกร่อนหลุมและรอยแยกเป็นความเสี่ยงที่รุนแรง

Flue Gas Desulfurization (FGD) หน่วย: ในโซนที่มีการกัดกร่อนมากที่สุดของเครื่องขัด (ท่อทางออก, แดมเปอร์, เครื่องอุ่น) ที่คอนเดนเสทเย็นที่มีคลอไรด์ฟลูออไรด์และกรดซัลฟูริก

การควบคุมมลพิษและการบำบัดน้ำเสีย: สำหรับท่อที่จัดการกับการออกซิไดซ์สูงฮาโลเจน - สตรีมกระบวนการที่ปนเปื้อน

3. อะไรคือความท้าทายในการผลิตและการเชื่อมที่เกี่ยวข้องกับโลหะผสมเหล่านี้คืออะไร?

การผลิตโลหะผสมประสิทธิภาพสูง - เหล่านี้ต้องใช้ความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านเพื่อรักษาคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขา

การผลิตและการเชื่อม 15-7MO:

การขึ้นรูป: การขึ้นรูปการดัดและการตัดเฉือนทั้งหมดควรทำในสถานะ "เงื่อนไข" (โซลูชัน - การรักษา) ซึ่งวัสดุที่อ่อนนุ่มและเหนียว

การรักษาด้วยความร้อน: หลังจากการผลิตส่วนประกอบทั้งหมดผ่านการรักษาความร้อน - สองขั้นตอน: 1) การรักษาที่ ~ 1,400 องศา F (760 องศา) และอากาศเย็นและ 2) อายุจะแข็งตัวที่อุณหภูมิที่เฉพาะเจาะจง (เช่น 950 องศา F/510 องศาสำหรับเงื่อนไข H950) เพื่อให้ได้ระดับความแข็งแรงที่ต้องการ การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ

การเชื่อม: มันสามารถเชื่อมได้อย่างง่ายดายโดยใช้การจับคู่องค์ประกอบฟิลเลอร์โลหะ (เช่น ER630) หรือนิกเกิล - ฟิลเลอร์ที่ใช้ การเชื่อมทั้งหมดจะต้องเป็น re - โซลูชันที่ได้รับการรักษาและโพสต์อายุ - เชื่อมเพื่อคืนค่าความแข็งแรงของเครื่องแบบและความต้านทานการกัดกร่อนทั่วทั้งโลหะฐานความร้อน - โซนที่ได้รับผลกระทบ (HAZ) และโลหะเชื่อม การรักษาด้วยความร้อนที่มีการแปลมักจะนำไปสู่การบิดเบือนและการไล่ระดับสีของทรัพย์สิน

654 SMO การประดิษฐ์และการเชื่อม:

การขึ้นรูป: มันมีความแข็งแรงและการทำงานที่สูงขึ้น - อัตราการแข็งตัวมากกว่าออสเทนนิติกมาตรฐาน อุปกรณ์ที่ทรงพลังและขั้นตอนการหลอมกลางอาจจำเป็นสำหรับการขึ้นรูปเย็น - ท่อที่มีผนัง

การเชื่อม: ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการรักษาความต้านทานการกัดกร่อนของการเชื่อม

Filler Metal: Super - duplex หรือนิกเกิล - โลหะฟิลเลอร์ที่มีเนื้อหาอัลลอยสูงกว่า (เช่น ernicrmo-13 สำหรับนิกเกิลหรืออัลลอย 29cr-8ni สำหรับดูเพล็กซ์)

อินพุตความร้อนและอุณหภูมิระหว่างกัน: จำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวด อินพุตความร้อนต่ำและอุณหภูมิที่อยู่ระหว่าง 100 องศา (212 องศา F) เป็นสิ่งจำเป็นในการป้องกันการตกตะกอนของเฟสทุติยภูมิ (เช่น Chi -} เฟส Sigma - เฟส) ใน HAZ ซึ่งจะช่วยลดความทนทานและความต้านทานการกัดกร่อนอย่างมาก

การล้างย้อนกลับ: การล้างกลับอาร์กอนเต็มรูปแบบเป็นสิ่งจำเป็นระหว่างการเชื่อมเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและน้ำตาลที่ด้านรากซึ่งอาจกลายเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการกัดกร่อน

4. คุณสมบัติเชิงกลและการกัดกร่อนของ 15-7MO และ 654 SMO เปรียบเทียบกับมาตรฐาน 316L และ Duplex 2205 ท่อได้อย่างไร

พวกเขาครอบครองระดับประสิทธิภาพสูงกว่าวัสดุมาตรฐาน

15 - 7mo vs . 316 l/2205: 15 - ความแข็งแรงของผลผลิตอายุ 7mo สูงกว่า 316L และ 2205 อย่างไรก็ตามความต้านทานการกัดกร่อน (PREN ~ 19) มันเป็นผู้เชี่ยวชาญสำหรับแอปพลิเคชันที่มีความแข็งแกร่งและมีความสำคัญในระดับปานกลาง

654 SMO vs . 316 l/2205: 654 การต้านทานการกัดกร่อนของ SMO โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการกัดกร่อนของหลุมและรอยแยกในคลอไรด์อยู่ในลีกที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง สามารถทนต่อเงื่อนไขที่จะทำลายได้อย่างรวดเร็ว 316L และจะท้าทาย 2205 ความแข็งแกร่งของมันก็สูงกว่า 316L

5. โปรโตคอลการควบคุมคุณภาพและการทดสอบที่เฉพาะเจาะจงใดที่ไม่ใช่ - ต่อรองได้สำหรับท่อเหล่านี้?

ด้วยการใช้งานที่สำคัญและค่าใช้จ่ายสูง QC มีความเข้มงวดเป็นพิเศษ

สำหรับโลหะผสมทั้งสอง:

การวิเคราะห์ทางเคมี: รายงานการทดสอบโรงสีที่ผ่านการรับรอง (CMTRs) พร้อมการตรวจสอบผ่าน ICP - OES หรือ XRF

การทดสอบเชิงกล: การทดสอบแรงดึงและความแข็งเพื่อตรวจสอบความแข็งแรงเป็นไปตามเงื่อนไขที่ระบุ (เช่น H950 สำหรับ 15-7MO อบอ่อนสำหรับ 654 SMO)

ไม่ใช่ - การทดสอบการทำลายล้าง (NDT): การทดสอบอัลตราโซนิก 100% (UT) สำหรับตะเข็บภายใน/การรวมและการทดสอบสีย้อม (PT) สำหรับข้อบกพร่องของพื้นผิว เต็ม - การทดสอบการถ่ายภาพรังสีความยาว (RT) เป็นมาตรฐานสำหรับท่อเชื่อม

อัลลอย - เฉพาะ qc:

สำหรับ 15-7mo:

การทดสอบการกัดกร่อน: ในขณะที่ไม่ใช่คุณสมบัติหลักของมันการทดสอบการกัดกร่อนแบบขยายระดับเสียงต่อ ASTM A262 อาจมีการระบุการปฏิบัติเพื่อให้แน่ใจว่าการรักษาความร้อนที่เหมาะสม

การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค: การตรวจสอบโครงสร้าง martensitic เครื่องแบบที่ไม่มี delta ferrite หรือมากกว่า - austenitization

สำหรับ 654 SMO:

Corrosion Testing: This is paramount. ASTM G48 Method A (Ferric Chloride Pitting Test) is standard. Pipes must demonstrate a Critical Pitting Temperature (CPT) of >95 องศา (203 องศา F) เพื่อยืนยันเกรดพรีเมี่ยมของพวกเขา

การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาค: ASTM A923 วิธี C (การทดสอบผลกระทบ Charpy) ใช้ในการตรวจจับการปรากฏตัวของเฟส intermetallic ที่เป็นอันตรายซึ่งจะทำให้เกิดความทนทานต่ำและความล้มเหลวในการกัดกร่อน จำเป็นต้องมีค่าพลังงานแรงกระแทกสูง

การทดสอบฮิวอี้: สำหรับการใช้งานในกรดไนตริก, ASTM A262 ฝึกฝน C (การทดสอบฮิวอี้) วัดความต้านทานต่อการโจมตีระหว่างกัน

QC ที่ครบถ้วนสมบูรณ์นี้ทำให้มั่นใจได้ว่าท่อค่า - สูงเหล่านี้ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่พวกเขาออกแบบมา