S31803 Устойчивост на корозия в морска вода, данни за корозионно напукване, цепнатини и напрежения

Дуплекс 2205(UNS S31803) се представя добре в морска вода, но не е имунизиран: той издържа на удари от ямички и пукнатини под около 35-40 градуса C и съответно 20-25 градуса C (при стандартни тестове за железен хлорид) и е много по-устойчив на хлоридно корозионно напукване от 316L, но трябва да бъде ограничен до приблизително 60 градуса C непрекъсната работа в аерирана морска вода с добри дизайнерски практики.

С едно изречение: 2205 е силен, ценово{1}}ефективен избор за много задачи в морската вода под около 60 градуса C, но трябва да се специфицира и произвежда внимателно - особено като се избягват тесни пукнатини и застойни зони - или ще корозира вдлъбнатини и пукнатини-като всяка неръждаема стомана.

Ключови изводи

• PREN на S31803 е около 32-35 (степента на S32205 е 34-38) – достатъчно висока за много, но не за всички приложения с морска вода.
• Критична температура на питинг (CPT): около 35-40 градуса C при тестване на железен хлорид по ASTM G48.
• Критична температура на процепа (CCT): около 20-25 градуса C - процепите са слабото място, по-чувствителни от отворените повърхности.
• Хлоридно корозионно напукване (SCC): 2205 е много по-устойчив от 316L; безопасно до около 60 градуса C в аерирана морска вода (316L не успява да надхвърли ~60 градуса C).
• Скоростта на потока има значение: морската вода, която се движи над ~1-1,5 m/s, предотвратява отлагания и биозамърсяване, които предизвикват локализирана корозия.
• Заваряването трябва да използва пълнител ER2209 и контролирано подаване на топлина; ецването след-заваряване възстановява устойчивостта на корозия.

Какво е S31803 (дуплекс 2205)?

S31803 е оригиналното UNS обозначение за Duplex 2205, дву-фазна (аустенит + ферит) неръждаема стомана; по-новата версия с по-строги-спецификации е UNS S32205. И двете споделят приблизително 22% Cr, 5% Ni, 3% Mo и азот, давайки PREN от около 32-38.

„Дуплексната“ микроструктура - около половината ферит, половината аустенит - е причината 2205 да побеждава 316L както по отношение на якостта, така и по хлоридна корозия. Феритната фаза блокира пътя на корозионното напукване при хлориден стрес, докато хромът, молибденът и азотът повишават устойчивостта на питинг.

Как се появява питинг корозия в морска вода?

Питингът започва там, където пасивният филм се разпада - обикновено под отлагания, биозамърсяване или драскотини - и хлоридните йони атакуват открития метал, образувайки малки дълбоки дупки, които могат да перфорират стената.

Морската вода е агресивна, защото носи около 19 000-35 000 ppm хлорид плюс кислород. Хлоридът е йонът, който разрушава пасивния филм от неръждаема стомана; кислород (от пръскане/аериране) задвижва корозионната клетка. Топлата вода ускорява реакцията. След като ямата се зароди, тя се самоподдържа и расте бързо в застояли зони.

Какви са данните за CPT (питинг) за S31803?

При тестове за железен-хлорид ASTM G48, S31803 / S32205 показва критична температура на питинг (CPT) от около 35-40 градуса C. Над тази температура рискът от питинг в агресивния хлорид нараства рязко.

CPT се измерва по ASTM G48 Метод А (6% FeCl3 при повишаване на температурата, докато се появят вдлъбнатини). Истинската морска вода има по-ниски хлориди от разтвора на FeCl3, така че полевият CPT е по-висок -, но тестът дава консервативно класиране. Практически насоки: 2205 е надежден за открита, течаща морска вода под около 30-35 градуса C; над това границите на дизайна се свиват и се предпочитат сплави 2507 (супер дуплекс) или по-високи.

Как се държи корозията на цепнатини в морска вода?

Корозията в пукнатини е по-лоша от вдлъбнатина за 2205: под болтови съединения, уплътнения, заваръчни шевове или морски растеж застоялата морска вода изчерпва кислорода и се подкиселява, атакувайки метала в пукнатината.

Тъй като пукнатините улавят вода и прекъсват попълването на кислород, металът вътре става аноден и корозира дори при температури, при които откритите повърхности са безопасни. Това е единственият най-често срещан режим на отказ за неръждаеми стомани в морска вода.

Какви са данните за CCT (Crevice) за S31803?

Критичната температура на пукнатините (CCT) от 2205 при изпитване на фери-хлорид на ASTM G48 е около 20-25 градуса C - приблизително 10-15 градуса C по-ниска от CPT, което потвърждава, че пукнатините са ограничаващият фактор.

Урок по проектиране: поддържайте сервизната морска вода 2205 хладна (под около 25-30 градуса C в зоните с пукнатини), използвайте непрекъснат поток и избягвайте стегнати пукнатини с болтове без уплътнение или катодна защита.

Колко устойчив е 2205 на корозионно напукване?

2205 е драматично по-устойчив на хлорид SCC от 316L благодарение на своята феритна фаза, която блокира разпространението на пукнатини. Обикновено се счита за безопасно в аерирана морска вода до около 60 °C, докато 316L може да се напука над ~60 °C.

Хлоридният SCC се нуждае от три неща: напрежение на опън, хлорид и достатъчна температура. 316L (напълно аустенит) се проваля от SCC в горещ хлорид изненадващо често. Феритната половина на 2205 спира пукнатините, повишавайки значително праговата температура. Индустриалната практика (напр. Norsok M-001) ограничава дуплексната неръждаема стомана в морска вода до около 60 градуса C, освен ако не е потвърдено друго.

S31803 срещу 316L срещу 2507 в морска вода

За морска вода: 316L е маргинален и обикновено се избягва при продължително потапяне; 2205 е стандартният икономичен работен кон за течаща студена морска вода; 2507 е първокласният избор за топла, високо-скоростна или високо-хлоридна морска вода.

Ключови фактори, които контролират ефективността на морската вода

Пет фактора доминират дали 2205 оцелява в морска вода: температура, скорост на потока, кислород, пукнатини/отлагания и биозамърсяване. Контролирайте тези и 2205 работи десетилетия.

• Температура: стойте под ~30-35 градуса C в зони с пукнатини, ~60 градуса C максимум за SCC безопасност.
• Скорост на потока: поддържайте над ~1-1,5 m/s, за да предотвратите отлагания и биообрастяне; избягвайте застояли мъртви крака.
• Кислород: аерираните (напръскани) зони са по-корозивни, но също така се само{0}}пасивират; дизайн за пълно намокряне, не периодично.
• Отлагания и морски растения: почиствайте редовно; замърсяването създава пукнатини, които се вдлъбват.
• Катодна защита: свързването на 2205 към жертвените аноди (Zn/Al) или подавания ток удължава живота в утаени зони.

Ефекти на заваряването и производството върху корозията

Правилното заваряване запазва устойчивостта на корозия 2205; неправилно подаване на топлина или пропускане на след-почистването на заварката може да го съсипе. Използвайте пълнител ER2209, контролирайте междинния проход под 150 градуса C и винаги декапирайте/пасивирайте след заваряване.

• Пълнител: ER2209 (съответстващ дуплекс) за поддържане на PREN и баланс на фазите.
• Входяща топлина: поддържайте ~0,5-2,5 kJ/mm; твърде горещо образува крехка сигма фаза, твърде студено оставя излишен ферит.
• Фазов баланс: цел 35-65% ферит; проверете с PMI / феритен обхват.
• След-заваряване: декапиране + пасивиране възстановява богатия-на хром пасивен филм; само смилането не е достатъчно.
• Избягвайте замърсяване с въглеродна стомана (железните частици причиняват петна от ръжда) - използвайте специални инструменти.

Кога НЕ трябва да използвате 2205 в морска вода

Do not use 2205 for warm (>60 deg C) stagnant seawater, tight unvented crevices at >30 градуса C, непрекъснато потапяне над неговия CPT или криогенен/LNG режим. В тези случаи преминете към 2507, 6Mo супер аустенит или никелова сплав.

• Топла,-богата на кислород морска вода с нисък-поток над ~35-40 градуса C: изберете 2507 или 6Mo.
• Стегнати болтови цепнатини на фланеца в тропически води: уплътнение, CP или сплав за надграждане.
• Криогенна морска вода / LNG (-162 градуса C): използвайте 304L/316L, не дуплекс.
• Висок H2S + хлорид (кисел) тежка работа: проверете NACE MR0175 и помислете за 2507.

Често задавани въпроси

В: S31803 същото ли е като 2205?

A: S31803 е оригиналният UNS за Duplex 2205; S32205 е по-новата версия с по-стегната, по-висока химия на азот/молибден и малко по-добра устойчивост на корозия. Повечето заводи вече доставят S32205.

В: Може ли 2205 да се използва в морска вода?

О: Да, за течаща, хладна (под около 30-35 градуса C пукнатина / 60 градуса C SCC) морска вода с добър дизайн. Не е за топла застояла морска вода или тесни пукнатини без защита.

Въпрос: Какъв е CPT на Duplex 2205?

A: Приблизително 35-40 градуса C при ASTM G48 тестване на железен хлорид; производителността на полето в истинска морска вода обикновено е по-добра, но проектите трябва да поддържат резерв.

Въпрос: 2205 по-добър ли е от 316L в морска вода?

О: Да, - 2205 има приблизително 1,3-1,5 пъти PREN от 316L и много по-добра устойчивост на хлорид SCC, което го прави стандартен избор, при който 316L би се провалил.

Въпрос: 2205 има ли нужда от катодна защита в морска вода?

О: Не винаги, но в застояли или напукани зони свързването към жертвените аноди значително удължава живота и е обичайна практика.

В: Каква температура е безопасна за 2205 в морска вода?

A: Поддържайте зоните с пукнатини под около 25-30 градуса C и цялостното обслужване под около 60 градуса C, за да избегнете SCC; по-хладно и течащо винаги е по-безопасно.

Заключение

S31803 / Duplex 2205 е доказан, ценово-ефективен материал за много приложения в морска вода, с PREN около 32-38, CPT около 35-40 градуса C, CCT около 20-25 градуса C и устойчивост на хлорид SCC, много по-добра от 316L. Неговите граници са ясни: пукнатини и топла застояла вода са негови врагове и непрекъснатото обслужване трябва да остане под около 60 градуса C.

Основно правило: за хладна, течаща морска вода с контролирани пукнатини, 2205 е интелигентната настройка по подразбиране. За топло, високо-хлоридно или тежко обслужване с пукнатини, преминете към Super Duplex 2507.

Нуждаете се от помощ при уточняване? JN Alloy съхранява Duplex 2205 (S31803/S32205) и Super Duplex 2507 в тръби, плочи, пръти, фланци и фитинги, със сертификати ISO 9001, ASME U и PED/CE и пълни доклади от тестове на материали. Свържете се с нашите инженери: Market@jnalloy.com|+86-193-3990-0211|www.jnalloy.com.