|
"2205" הוא שם מסחרי לנירוסטה דופלקס סטנדרטית, לא כינוי של UNS בפני עצמו. זה קודם לראשונה כ-UNS S31803 בשנת 1982. בשנת 2000, ASTM הקשיחה את טווחי ההרכב - בעיקר והעלתה את רצפת החנקן מ-0.08% ל-0.14% - והעניקה לכימיה המשודרגת את הייעוד שלה, UNS S32205. גם S31803 וגם S32205 נמכרים היום בתור '2205', אבל רק חומר מאושר ל-S32205 מבטיח את ההתנגדות הגבוהה והעקבית יותר לבורים (PREN) שהדרגה ידועה בה כעת. |
מה ההבדל בפועל בין S32205 ל-2205?
"2205" הוא השם המסחרי; "S32205" הוא ייעוד ה-UNS הספציפי,-ההדוק, שהזמנת רכש שצוינה היטב צריכה לקרוא לה.שני המונחים אינם ציונים מתחרים -S32205היא הגרסה המודרנית והעליונה של-הקומפוזיציה של אותה משפחת דופלקסים המשווקת כ-2205. בלבול השמות קיים מכיוון שהשם המסחרי מעולם לא השתנה בזמן שהמפרט הבסיסי עודכן.
פלדת אל-חלד דופלקסית -, בערך 50/50 אוסטניט-מיקרו-מבנה פריט -, הוסחרה תחת השם המסחרי "2205", המשקף את התוכן הנומינלי של 22% כרום ו-5% ניקל. כאשר ASTM תיקנן לראשונה את הכימיה ב-ASTM A240 בשנת 1982, היא הקצה את ייעוד מערכת המספור המאוחדת (UNS) S31803. במשך כמעט שני עשורים, "2205" ו-"S31803" היו מונחים ניתנים להחלפה עבור אותו חומר.
זה השתנה בשנת 2000. טחנות שהשתמשו בתהליך הזיקוק של AOD (ארגון-חמצן) גילו שהם יכולים לפגוע בצורה מהימנה בקצה העליון של רצועת ההרכב S31803 - במיוחד חנקן, שבעבר טופל כאלמנט רקע ולא כתוספת מבוקרת. ASTM קבעה כימיה מהודקת יותר ובעלת ביצועים גבוהים יותר ככינוי מובהק, UNS S32205, בתוך ASTM A240. השם המסחרי "2205" נשאר זהה עבור שניהם; המפרט הכימי הבסיסי לא.
מדוע קיימים שני מספרי UNS עבור שם מסחרי אחד?
קיימים שני מספרי UNS כי התעשייה הייתה זקוקה לדרך לאשר חומר לקצה החנקן העליון והגבוה- של טווח הרכב הדופלקס מבלי להפסיק את המפרט המקורי, הרחב יותר.S31803 נשאר תקף ובייצור; S32205 הוא תת-קבוצה שלו עם חלון סגסוגת צר וגבוה יותר.
המניע המעשי היה עקביות קורוזיה. עמידות פיתולים בנירוסטה דופלקסית נשלטת בעיקר על ידי תכולת כרום, מוליבדן וחנקן, המתבטאת באמצעות המספר המקביל של התנגדות פיתול (PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N). מכיוון ש-S31803 איפשר טווח חנקן רחב למדי (0.08-0.20%), שני חום שאושרו למפרט זהה יכולים להראות PREN שונה למדי. לקונים שנזקקו לשירות -ביצועים גבוהים- מובטחים - בים, ימיים ו-שירותי עיבוד כימיים חמורים - לא הייתה דרך חוזית לדרוש את הטופ של הטווח.
UNS S32205 סגר את הפער הזה. הוא יושב במלואו בתוך מעטפת S31803 אך מצמצם את האלמנטים הקריטיים כלפי מעלה, כך שחום המאושר ל-S32205 מספק אוטומטית גם את S31803. ההפך אינו מובטח: חומר המאושר רק ל-S31803 עשוי לשבת באופן לגיטימי בקצה התחתון של הטווח ולא בהכרח יעמוד ב-S32205. זו הסיבה לכך ש-S32205 מתואר לעתים קרובות כדרגה "כפולה-מוסמכת" או "משודרגת" ולא כמשפחת סגסוגות נפרדת.
אילו שינויים בהרכב הכימי מגדירים את שדרוג S32205?
השינוי המגדיר הוא חנקן: המינימום של ASTM A240 הועלה מ-0.08% (S31803) ל-0.14% (S32205), כאשר גם רצפות הכרום והמוליבדן נדחפו כלפי מעלה.כל יסוד אחר - פחמן, מנגן, זרחן, גופרית, סיליקון וניקל - נושאים את אותן מגבלות בשני הכינויים.
|
אֵלֵמֶנט |
טווח S31803 (משקל) |
טווח S32205 (משקל) |
לְשַׁנוֹת |
|
פחמן (C) |
0.03 מקסימום |
0.03 מקסימום |
אין שינוי |
|
מנגן (Mn) |
2.00 מקסימום |
2.00 מקסימום |
אין שינוי |
|
סיליקון (Si) |
1.00 מקסימום |
1.00 מקסימום |
אין שינוי |
|
זרחן (P) |
0.030 מקסימום |
0.030 מקסימום |
אין שינוי |
|
גופרית (S) |
0.020 מקסימום |
0.020 מקסימום |
אין שינוי |
|
Chromium (Cr) |
21.0 – 23.0 |
22.0 – 23.0 |
הרצפה מורמת ב-1.0 נקודה |
|
ניקל (ני) |
4.5 – 6.5 |
4.5 – 6.5 |
אין שינוי |
|
מוליבדן (מו) |
2.5 – 3.5 |
3.0 – 3.5 |
הרצפה מורמת ב-0.5 נקודות |
|
חנקן (N) |
0.08 – 0.20 |
0.14 – 0.20 |
הרצפה הועלתה 0.06 נקודות |
מקור: ASTM A240/A240M, מהדורה נוכחית; טווחי הרכב כפי שפורסמו עבור UNS S31803 ו-UNS S32205.
מבחינה מספרית, ההבדלים נראים קטנים. מבחינה מתכתית, הם לא. חנקן יעיל בערך פי חמישה יותר ליחידת משקל בהעלאת PREN מאשר כרום, וחנקן אינטרסטיציאלי גם מחזק את שלב האוסטניט ומאט את המשקעים של שלבים בין-מתכתיים מתפרקים במהלך הריתוך. העלאת רצפת החנקן ב-0.06 נקודות אחוז עושה יותר לביצועי קורוזיה מאשר העלייה של נקודה אחת בכרום עושה לבד.
עד כמה שדרוג ההרכב משפר את עמידות בפני קורוזיה?
הכימיה ההדוקה יותר של S32205 מעלה את המינימום המעשי של PREN מ-32-33 ל-35 בערך, שהוא הסף בשימוש נרחב כדי להגדיר חומר כעמיד בצורה מהימנה בפני מי ים וכלוריד-של תהליך נושאי.S31803 יכול להגיע לאותו PREN בראש הטווח שלו, אבל S32205 מבטיח זאת.
|
יִעוּד |
טווח פורמולות PREN |
CPT טיפוסי ב-3.5% NaCl |
פרשנות מעשית |
|
S31803 |
≈ 30 – 34 |
≈ 20-25 מעלות |
PREN ו-CPT משתנים לפי החום; חומר-התחתון של-הטווח עשוי להיות שולי בשירות הכלוריד |
|
S32205 |
≈ 34 – 38 (דקה. 35 בתרגול טחינה) |
≈ 25-30 מעלות |
חורג באופן עקבי מסף PREN גדול מ-35 או שווה ל-35 המשמש להגדרת מי ים דופלקס אמין- |
מקור: PREN מחושב לפי PREN=%Cr + 3.3(%Mo) + 16(%N) ממגבלות הרכב ASTM A240; טווחי CPT הם ערכים מפורסמים מייצגים וישתנו עם גימור פני השטח ושיטת הבדיקה (ASTM G48).
PREN הוא כלי מיון, לא ערך הסמכה - ASTM A240 אינו כופה בעצמו דרישת PREN מינימלית על אף אחד מהייעודים. הנתון PREN גדול מ-35 או שווה ל-35 המשויך בדרך כלל ל-S32205 הוא כלל אצבע בתעשייה הנובע מחישוב PREN בגבולות ההרכב המינימליים של הייעוד, וזו הסיבה שדוחות בדיקות טחנה רבים עבור חומר S32205 מדווחים על PREN מחושב לצד הניתוח הכימי. עבור שירות במי ים, מי מלח או סביבות כלוריד אגרסיביות אחרות, ציון S32205 - ודרישת ה-PREN המחושב ב-MTR - הוא העמדה ההנדסית הניתנת להגנה מאשר ציון "2205" או "S31803" בלבד.
האם S32205 ו-S31803 שונים במאפיינים מכניים?
לא - ASTM A240 מקצה לשני הייעודים את אותן דרישות מאפיינים מכניים מינימליים.המינימום של חוזק מתיחה, חוזק תפוקה, התארכות וקשיות זהים; השדרוג הוא כימי, לא מכני.
|
נֶכֶס |
S31803 |
S32205 |
|
חוזק מתיחה, דקות |
90 ksi (620 MPa) |
90 ksi (620 MPa) |
|
חוזק תשואה (0.2% קיזוז), מינימום. |
65 ksi (450 MPa) |
65 ksi (450 MPa) |
|
התארכות ב-2 אינץ', דקות. |
25% |
25% |
|
קשיות, מקסימום. |
290 HBW |
290 HBW |
מקור: ASTM A240/A240M דרישות מאפיינים מכניים, לוח/גיליון/רצועה, מהדורה נוכחית.
מכיוון שהמינימום המכאני משותף, מהנדס תכנון המבחין עובי דופן או קיבולת מבנית לא יראה הבדל בין שני הייעודים על הנייר. ההבחנה מופיעה רק בחישובי-הקצבה והשירות-לאורך החיים -, וזה בדיוק המקום שבו היישומים החשופים לכלוריד- והיישומים הימיים הם הרגישים ביותר.
אילו תקנים וטפסי מוצר הפניה S32205 ו-S31803?
שני הייעודים מוכרים על פני כל המשפחה של מוצרי דופלקס מחושלים-תקני טופס, ו-S32205 נושא את ייעוד החישול הזהה F60 לצד ה-F51 של S31803.ציון מסמכים צריך לקרוא למספר UNS, לא רק "2205", כדי למנוע אי בהירות בין השניים.
|
טופס מוצר |
S31803 תקן |
S32205 תקן |
הערות |
|
צלחת / גיליון / רצועה |
ASTM A240 / ASME SA-240 |
ASTM A240 / ASME SA-240 |
אותו מסמך, שורת טבלת קומפוזיציה שונה |
|
צינור ללא תפרים |
ASTM A789 |
ASTM A789 |
שניהם רשומים כערכים נפרדים של UNS |
|
צינור מרותך |
ASTM A790 |
ASTM A790 |
שניהם רשומים כערכים נפרדים של UNS |
|
פרזול (אוגנים/אביזרים) |
ASTM A182, דרגה F51 |
ASTM A182, דרגה F60 |
ייעוד דרגת פרזול שונה |
|
בַּר |
ASTM A276 / A479 |
ASTM A276 / A479 |
שניהם רשומים כערכים נפרדים של UNS |
|
שווה ערך אירופי |
EN 1.4462 (רצועת N תחתונה) |
EN 1.4462 (פס N עליון) |
תקן EN אינו מתפצל לשני מספרים |
|
הסמכת שירות חמוץ |
NACE MR0175 / ISO 15156-3 |
NACE MR0175 / ISO 15156-3 |
שניהם כשירים; קשיות ו-PREN נבדקים לפי חום |
מקור: ASTM A182, A240, A276, A479, A789, A790 (מהדורות נוכחיות); EN 10088-3; NACE MR0175/ISO 15156-3.
האם ניתן להחליף את S31803 כאשר מפרט מחייב את S32205?
לא, לא בלי סקירה הנדסית - S31803 אינו עומד באופן אוטומטי בהסבר S32205, למרות שההחלפה ההפוכה תמיד מקובלת.ההתייחסות לשניהם כאל ניתנים להחלפה בהזמנת רכש היא שגיאת המפרט הנפוצה ביותר המערבת את משפחת הדרגות הזו.
מכיוון שחלון ההרכב של S32205 יושב כולו בתוך הטווח הרחב יותר של S31803, כל חום שעומד ב-S32205 עומד גם ב-S31803 בהגדרה, וטוחן באופן שגרתי את לוחית האישורים, הצינור והסרגל כפולים לשני מספרי UNS בדוח בדיקה אחד של טחנה. ההיפך אינו מתקיים: ייתכן שחום מאושר רק ל-S31803 הופק בתחתית טווח החנקן והמוליבדן ולא יישא את הסמכת S32205, גם אם הוא משווק כ-"2205".
עבור צוותי רכש, ההגנה המעשית היא פשוטה: בקש את דוח בדיקת הטחנה ואשר שהכימיה המדווחת עומדת במגבלות S32205, או דרוש אישור כפול- ("S31803/S32205") בהזמנת הרכש וב-MTR במקום לקבל את "2205" כתיאור{5}}עצמאי.
איזה ייעוד עליך לציין עבור הפרויקט שלך?
ציין S32205 בכל פעם שהיישום כרוך במי ים, מי מלח או שירות נושאי כלוריד- אחר שבו יש חשיבות לשולי קורוזיה; S31803 נשאר בחירה חסכונית, תואמת קוד- עבור יישומי תהליכים כלליים ויישומי דופלקס מבניים פחות אגרסיביים.כאשר יש ספק, ציון S32205 עולה מעט יותר ומסיר לחלוטין את הסיכון לשינויים בהרכב.-
מערכות קירור מי ים, משטחים עליון בים וציוד התפלה ← ציין S32205 ובקש PREN מחושב ב-MTR.
ציוד מפעל להלבנת עיסת נייר וחשוף למשקאות המכילים כלוריד- ← ציין S32205.
יישומי עיבוד כימיים כלליים, מבניים וכלי לחץ- ללא חשיפה חמורה לכלוריד → S31803 הוא בדרך כלל הולם ועשוי להציע זמינות או תמחור מעט טובים יותר.
שירות חמוץ תחת NACE MR0175/ISO 15156-3 → כל אחד מהכינויים מתאים, אך יש לאמת את הקשיות וה-PREN בכל חום ללא קשר למספר UNS שצוין.
כל מפרט המצטט רק את השם המסחרי "2205" → החלף אותו במספר UNS הספציפי (S31803 או S32205) כדי להסיר אי בהירות עבור המפעל והפקח.
בפועל, רוב הייצור העולמי של לוחות, צינורות ופרזול דופלקסים כיום כבר פועלים עד למגבלות S32205, מכיוון שמפעלים המייצרים לקצה העליון של הטווח מקבלים את הגמישות לאשר את שני הייעודים. קונים שמתעקשים על המספר הספציפי של UNS ולא על השם המסחרי הגנרי "2205" פשוט הופכים את מציאות הייצור הקיימת לניתנת לאכיפה חוזית.
שאלות נפוצות
ש: האם S32205 היא סגסוגת שונה לחלוטין מ-2205?
A: מס' S32205 הוא ייעוד ה-UNS המודרני והמהודק- לאותה משפחת פלדת אל-חלד דופלקסת שנמכרת זה מכבר תחת השם המסחרי "2205". זה לא סגסוגת נפרדת.
ש: האם S32205 זהה ל-S31803?
A: הם קשורים קשר הדוק אבל לא זהים. ל-S32205 יש תכולת כרום מינימלית, מוליבדן, ובעיקר חנקן גבוהה יותר מאשר ל-S31803, מה שמקנה לו עמידות גבוהה יותר לחריצים. S32205 תמיד עומד במפרט S31803; S31803 לא תמיד עומד ב-S32205.
ש: מדוע נוצר UNS S32205 אם S31803 כבר קיים?
A: טחנות המשתמשות בזיקוק AOD יכולות לייצר באופן עקבי פלדת אל חלד דופלקסית בקצה העליון של טווח הרכב S31803, במיוחד עבור חנקן. ASTM קבעה את הטווח העליון הזה כינוי מובהק בשנת 2000, כך שקונים הזקוקים לביצועי קורוזיה גבוהים-יכולים לציין זאת ישירות.
ש: האם S32205 עולה יותר מ-S31803?
A: כל הבדל במחיר הוא בדרך כלל מינורי, מכיוון שרוב ייצור הדופלקס הנוכחי כבר מכוון לחלון הרכב S32205 כדי לאפשר אישור כפול. שיקול העלות המשמעותי יותר הוא עלות הבעלות הכוללת: PREN גבוה יותר מובטח יכול להאריך את חיי השירות בסביבות כלוריד.
ש: מהו ה-PREN המינימלי עבור S32205?
A: ASTM A240 אינו מציין דרישת PREN באופן ישיר, אך חישוב PREN (%Cr + 3.3%Mo + 16%N) במגבלות ההרכב המינימליות של S32205 מניב כ-35, שזה הנתון שהתעשייה נוהגת לצטט ושמפעלים מדווחים לעתים קרובות על דוח בדיקת הטחנה.
ש: איזה ייעוד צריך להופיע בהזמנת הרכש שלי?
A: השתמש במספר UNS הספציפי - S31803 או S32205 - במקום בשם המסחרי הגנרי "2205". אם חשיפה לכלוריד מעוררת דאגה, ציין S32205 ובקש את ה-PREN המחושב בדוח הבדיקה של הטחנה.
