АЛ6КСН вс 254СМО: Поређење два супер аустенитна нерђајућа челика за поморску употребу

Када је стандардно316Л нерђајући челикније довољно отпоран на морску воду, на мору или на агресивну употребу хлорида, инжењери посежу за малом фамилијом "6% молибдена" супер-аустенитних разреда -, а АЛ6КСН и 254СМО су два најшире специфицирана члана те породице. Оба обезбеђују драматично бољу отпорност на корозију на удубљење и пукотине од стандардних аустенитних нерђајућих челика, и оба су прави конкуренти за исте примене у мору и десалинизацији. Овај водич упоређује њихов састав директно - састав, отпорност на точење, понашање напрслина од корозије под напоном, улогу бакра и практичне смернице за избор - да би се разјаснило где су две класе функционално еквивалентне и где заправо постоји значајна разлика.

Шта су АЛ6КСН и 254СМО и зашто се сматрају "супер аустенитним"?

АЛ6КСН и 254СМО су оба супер-аустенитни нерђајући челици који садрже отприлике 6% молибдена и повишеног садржаја азота, што их ставља у ниво перформанси знатно изнад стандардних класа 300- серије као што је 316Л и директно циљају на најзахтевније окружење, посебно на воду богату хлоридима.

„Супер-аустенитни“ је неформална, али широко коришћена класификација у индустрији за аустенитне нерђајуће челике чији садржај легура -, посебно молибдена и азота -, далеко превазилази стандардне композиције серије 300-, пружајући корак-промену у побољшању отпорности на коркремент, а не у локалној отпорности. И АЛ6КСН (УНС Н08367) и 254СМО (УНС С31254) припадају специфичној подфамилији „6% Мо“ унутар ове категорије, што је ознака која одражава њихов сличан садржај молибдена и, што није случајно, њихов сличан висок ниво отпорности на корозију на рупице и пукотине.

Обе врсте су развијене и комерцијализоване посебно да се такмиче за исте захтевне примене - системе за морску воду, постројења за десалинизацију, опрему на мору -, због чега се тако често упоређују директно једни са другима, а не са више различитих врста.

Које су кључне композиционе разлике између АЛ6КСН и 254СМО?

АЛ6КСН и 254СМО деле скоро идентичан садржај молибдена и азота, али се разликују на два специфична начина - АЛ6КСН носи значајно већи садржај никла, док 254СМО укључује додатак бакра који АЛ6КСН не садржи - и ове две разлике, а не оно што разликује профил у односу на садржај легуре, није оно по чему се разликује ниво легуре.

Упоредно-упоредо-поређење композиције:

Табела 1. Репрезентативни распони номиналног састава за АЛ6КСН (УНС Н08367) и 254СМО (УНС С31254). Вредности су илустративне и заокружене; потврдити тачна ограничења у односу на тренутно издање АСТМ А240/А480 или применљиву спецификацију пре употребе у документацији за набавку или дизајн.

Вреди напоменути колико су ове две класе блиске у својој основној хемији отпорности -отпорности - хром, молибден и азот су сви у сличном опсегу -, што је управо разлог зашто се сматрају блиским конкурентима, а не разредима који служе фундаментално различитим нишама. Значајне разлике су концентрисане у садржају никла и присуству или одсуству бакра, о чему ће се детаљно расправљати у наставку.

Како се АЛ6КСН и 254СМО упоређују у отпорности на удубљење и корозију?

АЛ6КСН и 254СМО имају веома сличне еквивалентне бројеве отпорности на удубљење (ПРЕН), оба удобно изнад 40, што значи да ова два степена пружају у суштини упоредиву отпорност на хлоридну рупицу и корозију у пукотинама - што је најважније својство за морску воду и поморске услуге.

ПРЕН се израчунава на основу садржаја хрома, молибдена и азота у легури:

ПРЕН=%Цр + 3.3 × %Мо + 16 × %Н

Примењујући ову формулу са репрезентативним саставима, АЛ6КСН типично даје ПРЕН око 45–46, док 254СМО типично даје ПРЕН око 43–45 - разлику која је довољно мала да не представља значајну практичну разлику у већини услова рада. Обе вредности стављају разреде знатно изнад стандардних 316Л (ПРЕН ≈ 24–26) па чак и изнад многих дуплекс нерђајућих класа, што је основни разлог зашто се и АЛ6КСН и 254СМО сматрају прикладним за услугу потпуног потапања у морску воду, услов за који стандардни аустенитни нерђајући челици нису поуздано прикладни.

У пракси, то значи да поређење отпорности на корозију на удубљење и пукотине између АЛ6КСН и 254СМО ретко утиче на саму одлуку о избору - значајнији диференцијатори су садржај никла и бакра, који су следећи.

Како садржај никла утиче на отпорност на пуцање од напонске корозије у сваком разреду?

Значајно већи садржај никла у АЛ6КСН-у - од отприлике 24% у поређењу са отприлике 18% у 254СМО - даје му предност у отпорности на корозионо пуцање изазвано хлоридом-, што га чини пожељнијим избором посебно за врућа окружења са хлоридом под стресом, а не где се ради о општем дизајну квара са кваром.

Пуцање изазвано хлоридом-напрезањем је добро-документован начин квара у аустенитним нерђајућим челицима под затезним напоном у окружењима врућег хлорида, а садржај никла има јак, добро-установљен однос према отпорности на њега - већи садржај никла генерално смањује. Садржај никла у АЛ6КСН је значајно изнад 254СМО, што је истинска, хемијом{7}}вођена разлика између две класе, а не маргинална разлика.

Ово је најважније у специфичним условима експлоатације - повишеној-изложености температури хлоридима у комбинацији са сталним затезним напрезањем, као што су одређене цеви размењивача топлоте или компоненте под напрезањем у топлој морској води или саламури - где предност АЛ6КСН никла може да се претвори у стварну разлику у животном веку (компонована отпорност на два степена).

Да ли додатак бакра у 254СМО пружа значајну предност у погледу корозије?

Додатак бакра 254СМО пружа скромну, циљану корист у одређеним редукујућим киселинама и специфичним процесним-хемијским условима - у принципу сличним улози бакра у класама као што је 904Л -, али не мења фундаментално отпорност језгра 254СМО на таложење, која је првенствено вођена садржајем молибдена са заједничким садржајем молибдена 6Н и нитрогена у основи.

Корозија бакра у металургији нерђајућег челика је више специфична него општа: има тенденцију да побољша перформансе у одређеним условима редукујуће киселине и сумпорне-киселине-суседним условима, уместо да пружа широко побољшање у сваком механизму корозије. То значи да је додатак бакра у 254СМО истинска, стварна препознатљива карактеристика - и један од разлога што се често наводи у опреми постројења за избељивање целулозе и папира и одређеним условима одсумпоравања димних гасова где се примењује ова специфична хемијска предност -, али то не треба тумачити као да 254СМО чини категорички супериорнијим од

АЛ6КСН широм света. У чистој хлоридној отпорности на корозију и пукотинској корозији, ова два разреда остају блиски конкуренти, као што показују њихове сличне ПРЕН вредности; предност бакра је специфична за- стање, а не универзална.

Како се два степена упоређују у механичким својствима и могућности израде?

АЛ6КСН и 254СМО имају углавном сличне механичке особине и карактеристике израде као нерђајући челици са високим-супер-аустенитним азотом, оба нуде већу чврстоћу од стандардног 316Л због ојачања азотом, при чему заваривање захтева пажљиву контролу уноса топлоте и избор додатног метала у оба разреда да би се очувала корозија.

Обе врсте имају користи од ефекта јачања чврстог- раствора азота, дајући им значајно већу границу течења од стандардних аустенитних класа као што је 316Л, док задржавају добру дуктилност и жилавост, укључујући и на ниским температурама. Размишљања о производњи су такође углавном слична између ова два: оба захтевају пажњу на унос топлоте током заваривања како би се избегло формирање штетних интерметалних фаза које могу локално смањити отпорност на корозију, а оба се обично заварују одговарајућим или преко{3}}легираним додатним металом како би се осигурало да наслага шава одржава адекватне перформансе корозије основног метала у односу на основни метал.

Ниједна класа нема одлучујућу практичну предност у односу на другу у општој могућности израде -. Оба су захтевнија за правилно заваривање од стандардног 316Л, у складу са њиховим већим садржајем легуре, и обе награђују искусне произвођаче који су упознати са праксом заваривања високе{2}}супер{3}}аустенитних легура.

Која је класа прикладнија за специфичне апликације у мору и десалинизацију?

За већину цевовода за морску воду, општу употребу у мору и десалинизацију, АЛ6КСН и 254СМО су функционално заменљиви избори, при чему је практичан избор чешће вођен регионалном доступношћу и специфичном хемијом процеса него одлучујућим јазом у перформансама - АЛ6КСН-ова ивица никла фаворизује услугу додавања хлорида под врућим стресом{5} услови процеса.

Поређење типичне погодности за уобичајене поморске и процесне апликације:

Табела 2. Репрезентативно поређење прикладности, АЛ6КСН наспрам. 254СМО, за уобичајене поморске и процесне апликације.

Како се расположивост и цена пореде између АЛ6КСН и 254СМО?

АЛ6КСН и 254СМО су оба специјална, мање{2}}производа у поређењу са стандардним аустенитним класама, а њихова цена и доступност су у великој мери упоредиви једни са другима, мада регионални обрасци чарапа и доступност специфичног облика производа могу дати предност једној класи у односу на другу на одређеном тржишту или временском оквиру пројекта.

Пошто обе врсте деле слично висок садржај легуре -, посебно скупог 6% молибдена и повишеног додатка никла или бакра -, ниједан од њих нема јасну, општу предност у трошковима у односу на друге на сличној-за- основи; -специфичне цене за пројекат чешће одражавају односе у производњи, обим поруџбине и доступност облика производа него фундаменталну разлику у трошковима у самој хемији легуре. Ово је практичан, не-металуршки фактор који вреди потврдити у раној фази пројекта: провера које класе преферирани добављач има залихе у траженом облику производа (плоча, цеви, фитинзи, цеви) и време испоруке може бити одлучујући фактор избора као и скромне техничке разлике о којима смо горе говорили, с обзиром на то колико су те две класе усклађене у перформансама језгра цорро.

Резиме практичне селекције

• Подразумевана претпоставка: АЛ6КСН и 254СМО су блиски технички конкуренти за стандардне услуге морске воде и морских хлорида.
• Дајте предност АЛ6КСН када су врући, хлоридни услови под стресом чине отпорност на корозију на пуцање главним проблемом.
• Дајте предност 254СМО када процесно окружење укључује специфичну хемију постројења за редукцију-киселина или избељивача- где се користи бакар.
• Када се ниједан услов јасно не примењује, коначну одлуку заснивајте на доступности добављача, времену испоруке и трошковима пројекта, а не на маргиналној разлици ПРЕН.

Често постављана питања

Да ли су АЛ6КСН и 254СМО заменљиви у већини поморских спецификација?

У многим општим применама у морској води и морским хлоридима, да, - њихове сличне ПРЕН вредности значе да обезбеђују упоредиву отпорност на корозију удубљења и пукотина, иако спецификације пројекта, квалификације поступка заваривања или специфична забринутост због корозије под напоном или процес{1}}хемије могу учинити једну оцену прикладнијим или потребнијим избором.

Да ли се било који од разреда сматра дуплексним нерђајућим челиком?

Не. И АЛ6КСН и 254СМО су потпуно аустенитни, једнофазни супер-аустенитни челици, а не дуплекс (аустенитни-феритни) нерђајући челици; њихова висока отпорност на корозију потиче од повишеног садржаја молибдена, азота, никла и (у случају 254СМО) бакра унутар аустенитне структуре.

Да ли се АЛ6КСН и 254СМО могу међусобно заварити у истом систему?

Да, прелазни завари између два степена су генерално изводљиви са одговарајућим супер-аустенитним додатним металом, а ово није необична ситуација у пројектима који специфицирају компоненте различитих добављача или облике производа у оквиру једног система.

Да ли обе врсте имају добре резултате у потпуном урањању у морску воду?

Да, и АЛ6КСН и 254СМО се широко сматрају погодним за потпуно урањање у морску воду, за разлику од стандардног 316Л, који се генерално не препоручује за континуирано потпуно урањање у морску воду због релативно нижег ПРЕН-а и већег ризика од удубљења.

Да ли већи садржај никла у АЛ6КСН такође побољшава његову општу отпорност на питинг у поређењу са 254СМО?

Незначајно - примарна предност никла у вези са корозијом-је отпорност на пуцање на корозију под напоном, а не отпорност на точење, због чега већи садржај никла у АЛ6КСН не значи материјално већи ПРЕН од 254СМО; отпорност на удубљење у оба разреда зависи углавном од њиховог веома сличног садржаја хрома, молибдена и азота.