A790 UNS S31803 Paip Keluli Tahan Karat Dupleks

ASTM A790 UNS S31803 (2205, 1.4462) Paip Keluli Tahan Karat Dupleks: Panduan Komprehensif
Keluli tahan karat dupleks ialah keluarga keluli yang dicirikan oleh a struktur mikro dua fasa, terdiri daripada kedua-duanya austenit dan ferit. Gabungan ini menyediakan aloi ini dengan keseimbangan yang sangat baik rintangan kakisan, kekuatan, dan kemuluran. Antara pelbagai keluli dupleks, ASTM A790 UNS S31803 (juga dikenali sebagai 2205 atau 1.4462) menonjol kerana sifat unggulnya, menjadikannya bahan pilihan untuk aplikasi yang mencabar.
Artikel ini menyediakan penerokaan yang mendalam tentang ASTM A790 UNS S31803 Dupleks Paip Keluli Tahan Karat (juga disebut sebagai 2205 atau 1.4462), meliputi sifat-sifatnya, aplikasi, faedah, dan cabaran.
Isi kandungan
- Pengenalan kepada ASTM A790 UNS S31803 (2205, 1.4462) Paip Keluli Tahan Karat Dupleks
- Komposisi Kimia dan Sifat Bahan
- Ciri-ciri Utama ASTM A790 UNS S31803
- Kekuatan dan Ketahanan
- Rintangan Kakisan
- Kebolehkimpalan dan Fabrikasi
- Ketahanan terhadap Pitting dan Retak Kakisan Tegasan
- Aplikasi ASTM A790 UNS S31803
- Minyak & Industri Gas
- Pemprosesan Kimia
- Persekitaran Laut
- Penyahgaraman dan Rawatan Air
- Perbandingan dengan Keluli Tahan Karat Lain
- ASTM A790 UNS S31803 lwn. 304 Keluli Tahan Karat
- ASTM A790 UNS S31803 lwn. 316 Keluli Tahan Karat
- ASTM A790 UNS S31803 lwn. Keluli Super Dupleks
- Kelebihan Paip Keluli Tahan Karat Dupleks ASTM A790 UNS S31803
- Cabaran dan Had ASTM A790 UNS S31803
- Spesifikasi dan Piawaian untuk Paip ASTM A790 UNS S31803
- Dimensi dan Jadual
- Penilaian Tekanan
- Kod dan Piawaian yang Berkaitan
- Pembuatan dan Pemprosesan Paip ASTM A790 UNS S31803
- Bekerja Sejuk dan Bekerja Panas
- Rawatan haba
- Pertimbangan Kimpalan
- Pertimbangan Kos
- Penyelenggaraan dan Ketahanan Paip ASTM A790 UNS S31803
- Kesimpulan
- Soalan Lazim (Soalan Lazim)
1. Pengenalan kepada ASTM A790 UNS S31803 (2205, 1.4462) Paip Keluli Tahan Karat Dupleks
ASTM A790 UNS S31803, biasa dikenali sebagai Dupleks 2205 atau 1.4462, adalah kekuatan tinggi, keluli tahan karat tahan karat direka untuk aplikasi yang menuntut sifat mekanikal yang sangat baik dan ketahanan terhadap persekitaran yang agresif. Aloi ini terdiri daripada kira-kira 22% kromium, 5% nikel, dan 3% molibdenum, dengan jumlah nitrogen yang kecil, mangan, dan silikon untuk memperbaiki sifatnya.
Dupleks 2205 dipanggil “dupleks” kerana struktur mikro dwi fasanya, terdiri daripada campuran seimbang daripada austenit dan ferit. Gabungan unik ini membolehkannya menyediakan kekuatan yang unggul dan ketahanan terhadap kakisan, terutamanya dalam persekitaran seperti larutan yang kaya dengan klorida, air laut, dan asid sulfurik.
2. Komposisi Kimia dan Sifat Bahan
Komposisi kimia bagi ASTM A790 UNS S31803 memastikan sifat uniknya. Berikut adalah pecahan:
unsur | Peratusan (%) |
---|---|
besi (Fe) | Seimbang |
Chromium (Cr) | 22-23 |
nikel (Dalam) | 4.5-6.5 |
Molibdenum (Mo) | 2.5-3.5 |
Mangan (Mn) | 1.0-2.0 |
Nitrogen (N) | 0.08-0.2 |
Karbon (C) | 0.03 maks |
silikon (Dan) | 0.8 maks |
Fosforus (P) | 0.03 maks |
Sulfur (S) | 0.01 maks |
Sifat Bahan Utama ASTM A790 UNS S31803 (2205)
- Ketumpatan: 7.8 g/cm³
- Kekuatan Tegangan: 620 MPa (minimum)
- Kekuatan Hasil: 450 MPa (minimum)
- Pemanjangan: 25% (minimum dalam panjang tolok 50mm)
- Kekerasan: Rockwell B 95 (maksimum)
Aloi direka bentuk untuk sangat tahan terhadap pelbagai persekitaran yang menghakis dan berfungsi dengan baik di bawah retak kakisan tegasan dan mengadu.
3. Ciri-ciri Utama ASTM A790 UNS S31803
Kekuatan dan Ketahanan
Dupleks 2205 ialah keluli tahan karat berkekuatan tinggi yang menyediakan kira-kira dua kali ganda kekuatan hasil daripada keluli tahan karat austenit konvensional seperti 304 dan 316. Tingginya kekuatan tegangan dan kekuatan hasil menjadikannya sesuai untuk aplikasi tekanan tinggi dan tugas berat.
Rintangan Kakisan
Keluli ini adalah sangat tahan kepada kakisan, khususnya dalam persekitaran yang kaya dengan klorida. Ia menentang mengadu dan kakisan celah dan sangat tahan lama dalam persekitaran yang keras, seperti air laut atau air garam. Rintangan ini terhadap retakan kakisan tegasan yang disebabkan oleh klorida (SCC) adalah salah satu ciri yang paling berharga.
Kebolehkimpalan dan Fabrikasi
ASTM A790 UNS S31803 ialah boleh dikimpal menggunakan kaedah konvensional seperti TIG (gas lengai tungsten) dan AKU (gas lengai logam) mengimpal. Namun begitu, kerana kandungan kromium dan molibdenum yang tinggi, kimpalan hendaklah dikawal dengan teliti untuk mengelakkan kecacatan. Logam pengisi khas (seperti 2209 wayar pengisi) disyorkan untuk mengekalkan sifat mekanikal yang optimum selepas kimpalan.
Ketahanan terhadap Pitting dan Retak Kakisan Tegasan
Dengan kandungan kromium dan molibdenum yang tinggi, ASTM A790 UNS S31803 mempunyai cemerlang ketahanan terhadap kakisan pitting dan retak kakisan tegasan (SCC). Ini menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk aplikasi dalam kimia, marin, dan minyak dan gas industri, di mana jenis kakisan ini adalah biasa.
4. Aplikasi ASTM A790 UNS S31803
ASTM A790 UNS S31803 digunakan secara meluas dalam pelbagai industri yang memerlukan gabungan kekuatan, kekuatan, dan ketahanan terhadap kakisan dalam persekitaran yang melampau.
Minyak & Industri Gas
Dalam minyak dan gas industri, Dupleks 2205 paip digunakan dalam platform luar pesisir, saluran paip bawah laut, dan kilang penapisan di mana rintangan kepada keretakan kakisan tegasan sulfida (SSCC) dan keretakan kakisan tegasan klorida (CSCC) adalah kritikal. Aplikasi ini memerlukan bahan tahan lama untuk tekanan tinggi dan suhu tinggi persekitaran.
Pemprosesan Kimia
Industri pemprosesan kimia mendapat manfaat daripada ketahanan Duplex 2205 terhadap asid seperti asid sulfurik, asid fosforik, dan asid hidroklorik. Ia digunakan dalam sistem perpaipan, penukar haba, dan reaktor yang mengendalikan bahan kimia yang agresif.
Persekitaran Laut
Dupleks 2205 rintangan kakisan dalam air laut menjadikannya bahan yang ideal untuk aplikasi marin, termasuk struktur luar pesisir, pembinaan kapal, dan tumbuhan penyahgaraman.
Rawatan Air & Penyahgaraman
Oleh kerana rintangannya yang tinggi terhadap mengadu dan kakisan dalam air masin, Dupleks 2205 paip biasa digunakan dalam penyahgaraman tumbuhan dan sistem osmosis terbalik.
5. Perbandingan dengan Keluli Tahan Karat Lain
ASTM A790 UNS S31803 lwn. 304 Keluli Tahan Karat
- 304 Keluli Tahan Karat: manakala 304 keluli tahan karat menawarkan rintangan kakisan am yang sangat baik, ia tidak sekuat dan lebih terdedah kepada kakisan dalam persekitaran klorida.
- Dupleks 2205: Menawarkan kekuatan yang lebih tinggi dan rintangan yang jauh lebih baik terhadap kakisan yang disebabkan oleh klorida, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang lebih agresif.
Harta benda | Dupleks 2205 | 304 Keluli Tahan Karat |
---|---|---|
Kekuatan Tegangan | Lebih tinggi (620 MPa) | Lebih rendah (505 MPa) |
Rintangan Kakisan | Unggul dalam persekitaran klorida | Sederhana dalam persekitaran klorida |
kos | Lebih mahal | Lebih murah |
ASTM A790 UNS S31803 lwn. 316 Keluli Tahan Karat
- 316 Keluli Tahan Karat: Terkenal dengan rintangan yang tinggi terhadap kakisan am, terutamanya dalam air masin. Namun begitu, Dupleks 2205 menawarkan kekuatan yang lebih tinggi dan rintangan yang unggul terhadap retakan kakisan pitting dan tegasan.
- Dupleks 2205: Menawarkan unggul kekuatan dan penentangan terhadap mengadu dan kakisan celah berbanding dengan 316.
Harta benda | Dupleks 2205 | 316 Keluli Tahan Karat |
---|---|---|
Kekuatan | Lebih tinggi (620 MPa) | Lebih rendah (515 MPa) |
Rintangan Pitting | Cemerlang | Baik |
kos | Lebih tinggi | Sederhana |
ASTM A790 UNS S31803 lwn. Keluli Super Dupleks
- Keluli Super Dupleks: manakala Aloi Super Dupleks (seperti UNS S32750) menawarkan rintangan kakisan yang lebih besar dan kekuatan yang lebih tinggi, Dupleks 2205 ialah penyelesaian yang lebih kos efektif untuk banyak aplikasi.
- Dupleks 2205: Sesuai untuk aplikasi di mana Super Dupleks aloi mungkin terlalu mahal atau tidak diperlukan.
6. Kelebihan Paip Keluli Tahan Karat Dupleks ASTM A790 UNS S31803
- Kekuatan tinggi: Gabungan fasa austenit dan ferit menghasilkan kekuatan tegangan dan hasil yang tinggi.
- Rintangan Kakisan: Rintangan yang sangat baik terhadap pelbagai jenis persekitaran yang menghakis.
- Rintangan kepada Retak Kakisan Tekanan: Prestasi unggul dalam persekitaran yang terdedah kepada tekanan retakan kakisan, termasuk klorida dan asid sulfurik dedahan.
- Keberkesanan kos: Lebih berpatutan daripada Super Dupleks keluli sambil memberikan rintangan dan prestasi yang serupa dalam banyak aplikasi.
7. Cabaran dan Had ASTM A790 UNS S31803
- Cabaran Kimpalan: Perhatian khusus diperlukan semasa mengimpal untuk mengelakkan keretakan dan memastikan sambungan yang kuat.
- Kos yang Lebih Tinggi: Dupleks 2205 adalah lebih mahal daripada keluli tahan karat standard seperti 304 dan 316, yang mungkin mengehadkan penggunaannya dalam aplikasi sensitif kos.
8. Spesifikasi dan Piawaian untuk Paip ASTM A790 UNS S31803
- ASTM A790: Menentukan keperluan untuk paip keluli tahan karat ferit-austenit yang lancar dan dikimpal.
- ISO 15156: Untuk kegunaan dalam persekitaran gas masam.
- ASME SA790: Ini ialah piawaian ASME yang sepadan dengan piawaian ASTM A790 dan digunakan untuk aplikasi tekanan tinggi dan suhu tinggi.
Standard | Penerangan |
---|---|
ASTM A790 | Spesifikasi Standard untuk Paip Keluli Tahan Karat Feritik/Austenit Lancar dan Dikimpal |
ISO 15156 | Bahan tahan kakisan untuk digunakan dalam pengeluaran minyak dan gas dalam persekitaran masam |
9. Pembuatan dan Pemprosesan Paip ASTM A790 UNS S31803
Proses pembuatan ASTM A790 UNS S31803 melibatkan beberapa peringkat untuk mengoptimumkan sifat bahan:
- Kerja Panas: Digunakan untuk membentuk dan membentuk paip awal.
- Bekerja Dingin: Digunakan untuk menapis kemasan permukaan paip dan sifat mekanikal.
- Rawatan haba: Memastikan bahawa yang dikehendaki struktur mikro dupleks tercapai, memberikan keseimbangan kekuatan dan rintangan kakisan yang betul.
Kimpalan memerlukan teknik khas untuk mengekalkan sifat aloi, terutamanya mengambil kira risiko yang lebih tinggi daripada retak panas semasa proses.
10. Pertimbangan Kos
ASTM A790 UNS S31803 lebih mahal daripada standard 304 atau 316 keluli tahan karat, tetapi kekuatannya yang unggul dan rintangan kakisan sering menjadikannya penyelesaian yang lebih kos efektif untuk aplikasi yang mencabar dalam minyak & gas, kimia, dan industri marin.
11. Penyelenggaraan dan Ketahanan Paip ASTM A790 UNS S31803
Dupleks 2205 paip biasanya memerlukan penyelenggaraan yang minimum kerana ketahanannya yang luar biasa terhadap kakisan. Pemeriksaan berkala disyorkan untuk memeriksa kehausan di kawasan kritikal. Amalan kimpalan dan fabrikasi yang betul akan memastikan jangka hayat paip.
12. Soalan Lazim (Soalan Lazim)
- Apakah kelebihan utama Dupleks 2205 habis 304 keluli tahan karat? Dupleks 2205 menawarkan kekuatan yang lebih tinggi dan rintangan kakisan yang lebih baik, terutamanya dalam persekitaran klorida, berbanding dengan 304 keluli tahan karat.
- Boleh Dupleks 2205 dikimpal? ya, Dupleks 2205 boleh dikimpal, tetapi ia memerlukan kawalan berhati-hati terhadap parameter kimpalan untuk mengelakkan keretakan dan mengekalkan kekuatan bahan.
- Apakah industri yang menggunakan ASTM A790 UNS S31803? ASTM A790 UNS S31803 digunakan secara meluas dalam minyak & gas, kimia, marin, dan industri rawatan air.
- Bagaimana Duplex 2205 dibandingkan dengan keluli Super Duplex? manakala Super Dupleks menawarkan kekuatan yang lebih tinggi dan rintangan kakisan, Dupleks 2205 adalah lebih kos efektif dan sesuai untuk kebanyakan aplikasi.
- Adakah Dupleks 2205 tahan terhadap retakan kakisan tegasan? ya, Dupleks 2205 menawarkan rintangan yang sangat baik terhadap retakan kakisan tegasan klorida dan asid sulfurik persekitaran.
- Berapakah suhu maksimum Dupleks 2205 boleh tahan? Dupleks 2205 biasanya digunakan pada suhu sehingga 300°C (572°F).