دليل الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين

لقد شهد تطوير وتطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين الأجيال الأولى والثانية والثالثة من عملية تطوير الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين. 7 لآبار النفط والغاز الحمضية مع متطلبات أنابيب آبار النفط وأنابيب الخطوط ، طورت السويد الجيل الثاني من SAF2205 دوبلكس من الفولاذ المقاوم للصدأ. إنه في محلول كلوريد محايد وأداء مقاومة إجهاد H2S أفضل من 304 لتر ، و 306 لتر من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للنيتروجين ، فإن مقاومة تآكل الثقب جيدة جدًا أيضًا ، ولكن لديها أيضًا قوة وصلابة جيدة ، ويمكن أن تكون باردة وساخنة وقابلية لحام جيدة ، وبالتالي فهي واحدة من معظم التطبيقات لجميع مواد الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين.

SAF2507 بعد SAF2205، طورت السويد الجيل الثالث من الفولاذ المقاوم للصدأ الفائق المزدوج، المستخدم في وسط قاسٍ يحتوي على كلوريد. درجة الفولاذ PREN (مكافئ التآكل النقطي) = 43، مرحلة الفريت والأوستينيت 50٪ من كل فولاذ Gao Ming، الألومينا العالية وتوازن النيتروجين العالي في تصميم التركيب، يتمتع الفولاذ بمقاومة عالية للتآكل الإجهادي والتشقق والتآكل النقطي وأداء مقاومة التآكل الشقوق. تم استخدام درجة الفولاذ لخط الأنابيب البحري في بحر الشمال.

الأوستينيت المزدوج والفريت المقاوم للصدأ إلى حد ما مع خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين في التنظيم المثالي هو الفريت والأوستنيت بنسبة 50 ٪ لكل منهما مع التحكم المناسب في التركيب الكيميائي وعملية المعالجة الحرارية ، يمكن أن يكون المتانة الجيدة وقابلية اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ذو القوة العالية والمقاومة لأداء تآكل إجهاد الكلوريد معًا.

أفضل جزء من المشكلة هو مفتاح مقاومة التآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين. نظرًا لأن Cr ، Mo في قابلية الذوبان العالية للفريت ، والميل إلى محلول M و N Yu Zaiao الصلب في الأوستينيت ، بالنسبة لأفضل نسبة من الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي / الأوستنيتي ، على الوجهين في مرحلة الأوستينيت ، ستقلل من عناصر السبائك مثل Cr ، Mo ، Ni ، المحتوى العام للمحلول الصلب وتقليل مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ ؛ بالإضافة إلى ذلك ، فإن محتوى الفريت Cr ، Mo من السهل أن يعجل σ و المرحلة ، وانخفاض صلابة المواد ، وزيادة حساسية تآكل الإجهاد.

زيادة نسبة الفريت تساوي المحتوى المنخفض لـ Cr ، Mo في الفريت ، كما يمكن أن تقلل من مقاومة التآكل ؛ يمكن أن يؤدي تقليل طور الأوستينيت من ناحية إلى تقليل صلابة تأثير الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين ، من ناحية أخرى ، سوف يتسبب في ترسب النيتريد. نتيجة لذلك ، لا يرتبط تنظيم الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين بالتركيب فحسب ، بل يرتبط أيضًا بالتكنولوجيا الحرارية والمعالجة ، والتحكم ليس جيدًا لجعل الخصائص الميكانيكية للمواد والأداء المقاوم للتآكل ، إلى حد ما ، يؤثران أيضًا استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين.

التآكل المزدوج للفولاذ المقاوم للصدأ هو عامل التأثير الرئيسي لتركيز أيون الكلور ، ودرجة الحرارة ، وضغط H2S الجزئي ، وقيمة الأس الهيدروجيني ، ومستوى الإجهاد. آليتها هي غشاء التخميل وتؤثر في النهاية على سلوك الكراك. من زاوية المادة ، تشمل عوامل التأثير الأوستنيتي / الفريت ومستوى المكونات ونسبة التشوه البارد. الأوستينيت الفريت مقارنة بحساسية الكراك العرضية العالية ، فإن هشاشة مرحلة سيجما ستزيد بشكل كبير من هشاشة الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين ؛ حساسية شقوق الحبوب الكبيرة أعلى من الرسم التخطيطي.

سيزيد H2S بشكل كبير من الفولاذ ثنائي الطور على امتصاص ذرات الهيدروجين ، من ناحية أخرى ، سيزيد من انحلال الفريت في المنطقة النشطة ، وتفعيل الأوستينيت / التخميل. بمجرد تدمير الفريت الموجود على سطح فيلم التخميل ، سيكون من الصعب إصلاحه ، مما يؤدي في النهاية إلى التآكل والتصدع المحلي. هناك ، بالطبع ، تحفيز Cl - عندما لا ينتج Cl - في المحلول ، تآكل موضعي أو تشققات.

معيار NACE MR0175 / IS015156-3 في الولايات المتحدة استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين قيود بيئية أكثر صرامة: الضغط الجزئي H2S ≤ 20 كيلو باسكال ، ودرجة الحرارة ، وقيمة الرقم الهيدروجيني في أي تركيبة. اللوائح الحالية مثيرة للجدل. أثبتت العديد من التجارب أنه إلى درجة حرارة معينة وملوحة ونطاق تركيز Cl ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين في بيئة 0.1 ميجا باسكال H2S لا يجنون. تؤكد التقارير أنه يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين لبيئة lMPa H2S.

الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج في البلاستيك الحراري أكثر فقراً ، والسبب هو أنه يعمل على الساخن عندما يختلف سلوك التشوه لمراحل الأوستينيت والفريت. نظرًا لوجود مرحلتين مختلفتين من عملية التليين ، ينتج عن العمل الساخن على مرحلتين توزيع غير منتظم للإجهاد والانفعال ، مما يؤدي إلى تنوي الشق البيني وانتشاره. لذلك ، فإن عملية البثق الساخنة التقليدية تستخدم بشكل شائع في العمل على الساخن للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين.

تتبنى شركة كاواساكي للصلب ثقب Mannesmann وأنتجت بنجاح KLC - 22 cr على الوجهين من الفولاذ المقاوم للصدأ (SAF2205). تقليل محتوى S في الفولاذ ، وتحسين قدرة تشوه الفولاذ ؛ بإضافة Ca ، سوف يعمل مع S قابل للذوبان مثبت في الفولاذ ، وذلك لتحسين قدرة التشوه للصلب. في الوقت نفسه ، وفقًا للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين في مطحنة الدرفلة الترادفية ، من السهل سحب فجوة لفة الأخدود الأخدود لمطحنة الأنابيب الأوتوماتيكية في سماكة جدار الأنبوب حتى مع مشاكل الانثقاب ، لصياغة جدول الدرفلة المناسب.

أصبح الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين مادة هندسية مهمة ، تستخدم على نطاق واسع في البتروكيماويات ، والمنشآت البحرية والساحلية ، ومعدات حقول النفط ، وصناعة الورق ، وبناء السفن ، وحماية البيئة. 2507 سوبر دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ تم تطويره على أساس الجيل الثاني مزدوج الفولاذ المقاوم للصدأ 2205. في الوقت الحاضر ، هناك درجات SAF2507 و UR52N + و Zeron100 و S32750 و 00Cr25Ni7Mo4N ودرجات أخرى. يتكون الهيكل 2507 من الأوستينيت والفريت ، وكلاهما الأوستينيت تتميز الخصائص المزدوجة للفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي بمعامل تمدد حراري أقل وموصلية حرارية أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.

معامل تآكل التنقر (PREN) أكبر من 40 ، وله مقاومة عالية للتنقر والفجوات. التآكل ، مقاومة تكسير إجهاد الكلوريد ، قوة عالية ، قوة إجهاد عالية ، درجة حرارة منخفضة ، وصلابة عالية في نفس الوقت ، هو الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج المستخدم على نطاق واسع. في السنوات الأخيرة ، مع التوسع المستمر في مجالات تطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين ، ازداد الطلب على تكنولوجيا اللحام ، مما أدى إلى تسريع تطوير تكنولوجيا اللحام. لذلك ، فإن تلخيص ومناقشة نتائج البحث حول قابلية اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ ذو الوجهين الفائقين 2507 في الداخل والخارج له أهمية عملية هندسية مهمة لتطبيق 2507 الفولاذ المقاوم للصدأ سوبر دوبلكس.

يمكن لمحتوى C المنخفض جدًا في التركيب الكيميائي لـ 2507 من الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين تحسين قابلية اللحام للفولاذ وتقليل ميل ترسيب الكربيدات عند حدود الحبوب أثناء المعالجة الحرارية ، وزيادة مقاومة التآكل بين الخلايا الحبيبية ، والكروم العالي ، والموليبدينوم العالي ، وأعلى محتوى النيتروجين ، يمكنه تحسين مقاومة التآكل ، بحيث يكون لديه مقاومة جيدة للتآكل المنتظم مثل حمض الفورميك ، وحمض الخليك ، والنتريد ، وما إلى ذلك ، ومقاومة تأليب التآكل ، ومقاومة التآكل الإجهادي.

يتم إضافة النيتروجين كعنصر سبائك إلى الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يمكن أن يحسن استقرار الأوستينيت، ويوازن نسبة الطور للفولاذ ثنائي الطور، ويزيد من قوة الفولاذ دون التأثير على مرونة الفولاذ وصلابته، ويحل جزئيًا محل النيكل في الفولاذ المقاوم للصدأ ويقلل التكلفة، والنيتروجين في الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج له تأثير تأخير تشتت وترسيب المركبات بين المعدنية وتثبيت الأوستينيت.

يتكون هيكل الفولاذ المقاوم للصدأ سوبر دوبلكس 2507 من الفريت والأوستينيت. يتم توزيع الأوستينيت على مصفوفة الفريت في شرائط. عند التكبير الأعلى، لا تكون الواجهة بين الأوستينيت والفيريت ناعمة ويبدو أنها متعرجة. يوضح هذا أنه أثناء عملية التبريد بعد الدرفلة، يتشكل الأوستينيت عن طريق التبلور والنمو عند واجهة الفريت. يمكن أن يؤدي وجود الأوستينيت في هيكل الفولاذ المقاوم للصدأ دوبلكس إلى تقليل هشاشة وميل نمو الحبوب في الفريت عالي الكروم، وتحسين قابلية اللحام والصلابة، ويمكن أن يزيد الفريت الغني بالكروم من قوة خضوع الأوستينيت في الفولاذ المقاوم للصدأ.

مقاومة التآكل بين الحبيبات والتآكل الإجهادي، أي أن هيكل الفريت ثنائي الطور يتمتع بقوة عالية وصلابة عالية ولكنه يحافظ أيضًا على مقاومة عالية للتشقق الإجهادي والتآكل النقطي والتآكل في الشقوق، وخاصة الكلوريد والكبريتيد. يتمتع بمقاومة عالية للتشقق الإجهادي، لذلك يمكنه حل مشكلة الفشل طويلة الأمد للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الناجم عن التآكل المحلي بشكل فعال.

تتميز طريقة لحام الفولاذ المقاوم للصدأ سوبر دوبلكس 2507 بنطاق واسع من التطبيقات. ويمكن لحامها بعدة طرق. يؤثر معدل إدخال الحرارة والتبريد في اللحام على توازن الطور بين الفريت والأوستينيت وأداء المفصل الملحوم. لضمان أن اللحام له هيكل مناسب ومثال مقارن وخصائص ميكانيكية جيدة وخصائص تآكل.

يجب تجنب المدخلات الحرارية الصغيرة جدًا أو الكبيرة جدًا أثناء اللحام ، ويجب التحكم في مدخلات الحرارة في حدود 5 20kJ / cm. يجب إزالة الحد الأدنى عند لحام الأجزاء ذات الجدران الرقيقة ، ويجب زيادة الحرارة بشكل مناسب عند لحام الأجزاء ذات الجدران السميكة. أدخل ، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة بين المسارات 100 درجة مئوية.

1. تقييم متطلبات مقاومة التآكل:

   • بالنسبة للبيئات البحرية، يوصى باستخدام درجات دوبلكس فائقة أو فائقة الاتساع.

2. النظر في القوة الميكانيكية:

   • قد تتطلب التطبيقات ذات الأحمال العالية دوبلكس قياسي أو سوبر دوبلكس.

3. تقييم قيود التكلفة:

   • يمكن أن يكون نظام Lean duplex خيارًا فعالاً من حيث التكلفة للتطبيقات غير الحرجة.

4. مراجعة احتياجات التصنيع:

   • تأكد من أن الدرجة المحددة تتمتع بقابلية اللحام والتشكيل المناسبة للتطبيق المقصود.

In دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأالعناصر الرئيسية هي Cr و Si و Ni و Mn و Mo و C وعناصر الأرض النادرة وما إلى ذلك. تؤثر عناصر السبائك هذه بشكل أساسي على بنية الفولاذ ثنائي الطور، ومن ثم يكون لها تأثير على أداء الفولاذ ثنائي الطور. بعضها يعزز بعضها البعض، وبعضها يقيد بعضها البعض. لذلك، في كل فولاذ ثنائي الطور، يمكن أن يفي تحديد عناصر السبائك ومحتواها بشروط معقولة مثل الخصائص الميكانيكية المقابلة وخصائص العملية ومقاومة التآكل. في هذه التجربة، تمت مقارنة تأثير كميات الإضافة المختلفة من C على البنية الدقيقة ومقارنة الطور والخصائص الميكانيكية ومقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور 00Cr22Ni5Mo3N لتحسين أفضل محتوى C في الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور.

يتم صهره في فرن تردد متوسط ​​ويصب في عينات زهر البرقوق. في عملية الصهر ، لا يمكن إجراء إزالة الكربنة وإزالة الأكسدة وإزالة الكبريت ، لذلك يتم استخدام مواد خام عالية الجودة. يستخدم هذا الاختبار الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين 00Cr22Ni5Mo3N بمحتوى C مختلف ، التركيب الكيميائي (جزء الكتلة ،٪): Cr22 ، Ni5 ، Mo3 ، N2.5 ، Cu0.6 ، Si0.6 ، Mn0.9 ، محتوى RE0.2 ، P≤ 0.040 ، S≤0.020 ، C هو 0.012 ، 0.022 ، 0.032 ، 0.042 ، 0.052 ، على التوالي.

يتم إجراء معالجة المحلول على العينة بالتبريد بالماء عند 1070 درجة مئوية × 4 ساعات. تم ملاحظة البنية الدقيقة وتصويرها باستخدام المجهر الإلكتروني OLYMPUSGX71. تم إجراء اختبار الشد على آلة الاختبار العالمية الإلكترونية ذات التحكم الدقيق WDW3300. يتم إجراء اختبار الصلابة على جهاز اختبار صلابة برينيل الإلكتروني HB-3000C. يتم إجراء اختبار التأثير في درجة حرارة الغرفة على آلة اختبار التأثير JBN-300B، وعينة التأثير عبارة عن عينة قياسية ذات شق V من Charpy. استخدم مقياس الجهد CS350273A لاختبار التآكل الكهروكيميائي. يتم إجراء اختبار التآكل الإجهادي بواسطة GB/T17898-1999 "طريقة اختبار التآكل الإجهادي للفولاذ المقاوم للصدأ في محلول كلوريد المغنيسيوم المغلي". تتم معالجة العينة في عينة تآكل إجهادي قياسية باستخدام آلة قطع الأسلاك.

أظهرت النتائج أنه مع زيادة C من 0.012٪ إلى 0.052٪ ، يزداد الأوستينيت قليلاً ، وينخفض ​​الفريت تدريجياً ، وتتغير قوة الخضوع وقوة الشد قليلاً ، والاستطالة بعد الكسر تستمر في الزيادة ، وتصغير المنطقة أولاً بعد الزيادة ، يتقلب في نطاق صغير ، يتم تقليل طاقة امتصاص الصدمات بشكل كبير ، وتقل الصلابة تدريجياً. عندما يكون محتوى C هو 0.012٪ ، يكون الأداء المطلوب لمقاومة التآكل الكهروكيميائي ومقاومة التآكل الإجهادي هو الأفضل. عندما يكون محتوى C هو 0.012٪ ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين 00Cr22Ni5Mo3N لديه أفضل أداء إجمالي.