不锈钢和双工管(ASTM A312,A790)

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ASTM A312规格涵盖用于高温和/或腐蚀性服务的无缝和焊接奥氏体不锈钢管(最常见的等级为304 / 304L和316 / 316L)。A790规格涵盖无缝双面和超级双工管UNS S32205 / 31803和UNS S32750 / 32760(具有混合铁素体/奥氏体微观结构的特殊SS级)。在本文中,我们说明了A312 / A790规格的化学和机械性能

不锈钢管ASTM A312

不锈钢管用于高温应用,腐蚀是一个关键问题。
不锈钢已经在世纪初开发,以应对众多行业的需求日益增加,适用于可能承受苛刻的服务条件的更耐用的钢材。认为不锈钢作为标准碳钢的演化,并通过将合金元素添加到镍和铬等基铁中获得。添加这种合金元素可以增强钢的电阻在苛刻应用中的腐蚀。
在挖掘进入不同的等级之前,让我们查看市场上提供的不锈钢类型及其分类。
不锈钢管ASTM A312 TP304 TP316

不锈钢类型

作为一般规则,任何至少10.5%铬的钢合金都可被认为是不锈钢。然而,取决于合金元素的混合物(镍。铬,摩尼,钛,铜,氮,等),可以获得多种等级。每个合金具有特定的结构和化学和机械性能。

由于外部氧化铬层,不锈钢的一般属性是它们表现出耐腐蚀性。这种氧化物用作微观保护层,其与氧气反应并阻塞腐蚀。此外,不锈钢合金在低温应用中具有比碳钢,更好的强度和硬度,改善的延展性和低维护成本在低温应用中具有更好的韧性。

不锈钢可以分组成几个家庭,指定为“系列”。让我们仔细看看。

奥氏体不锈钢(300系列)

这些是最常见的不锈钢等级。通过加入镍,锰和氮气获得奥氏体不锈钢的微观结构,其给合金提供可焊性和可塑造性。通过增强铬,摩尔和氮与基础合金的百分比,可以进一步提高对腐蚀的抗性。

然而,基本的奥氏体等级容易受到应力腐蚀裂缝(较高百分比的镍需要增强应力腐蚀裂缝)。奥氏体不锈钢不能通过热处理硬化,但是可以使高强度水平硬化,同时保持合理的强度和延展性。

即使奥氏体钢通常是非磁性的,它们也可以基于实际合金组合物和生产过程中给出的工作硬化来显示一些磁性。奥氏体不锈钢分为200系列200(铬 - 锰 - 镍合金)和300(铬 - 镍合金,如304,309,316,321,347等)。304 / 304L等级是最常见的奥氏体不锈钢,适用于大多数腐蚀性应用。300系列中的任何其他成绩都增强了SS304的基本功能。

马氏体不锈钢(400系列)

马氏体不锈钢类似于铁素体钢,因为它们都具有显着的铬含量,然而,马氏体钢的碳含量高达1%。高碳含量允许马氏体钢硬化和回火为标准碳和铬合金钢(但显示出一般的焊接性和延展性)。

这种类型的不锈钢在高强度和适度的耐腐蚀性要求的情况下规定。与标准奥氏体不锈钢不同,马氏体等级是磁性的。常见的马氏体等级为410,420和440℃。

铁素体不锈钢(SS430)

铁素体不锈钢具有显着的铬含量,但碳上的含量低(通常低于0.1%)。这家不锈钢系列的名称来自于它们的微观结构与碳和低合金钢非常相似。

这些钢具有各种应用,除了薄表面,因为它们具有低抗焊性或需要可成形性的应用(铁素体钢显示出低可成形性和延展性)。铁素体不锈钢不能通过热处理硬化。通过向铁素体等级加入摩尔,可以将钢作为脱盐植物和海水的高侵蚀性应用。

这些钢表明对应力腐蚀开裂的抗性也显着。同样马氏体钢,铁素体SS是磁性的。最常见的铁素体等级是430(17%),409(11%铬),主要用于汽车部门。

双面和超级双相不锈钢(UNS S32205,S31803,S32750 / 760)

双相不锈钢具有微观结构,其为50%铁素体和50%奥氏体。该组合物使它们具有比铁素体或奥氏体钢更好的强度。有关此主题的更多详细信息如下(请参阅ASTM A790管道)。

沉淀硬化(pH 17-4)

由于铜,铌和铝的元素的添加,pH钢材可以具有显着的强度。

这些钢可以在最终老化处理前的高耐受性要求的情况下加工到具有高耐受性的非常具体的形状。这与在治疗期间扭曲的马氏体钢的传统硬化和回火不同。

抗腐蚀性。沉淀硬化钢与SS304等标准奥氏体钢相当。
最常见的沉淀硬化不锈钢是17-4ph,其具有17%的铬和4%镍。

不锈钢管道等级图表(ASTM A312)

该表显示ASTM A312-ASME SA312规格下的最常见的不锈钢管等级的化学成分:

SS管道等级 uns C m P. S. SI. CR. TI. NB. N
TP304 S3040 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 18.0-20.0. 8.0-11.0
TP304L. S30403. 0.035 2.0 0.045 0.030 1.0 18.0-20.0. 8.0-13.0
TP304H. S30409. 0.04-0.10 2.0 0.045 0.030 1.0 18.0-20.0. 8.0-11.0
TP304N. S30451. 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 18.0-20.0. 8.0-18.0 0.10-0.16.
tp304ln. S30453. 0.035 2.0 0.045 0.030 1.0 18.0-20.0. 8.0-12.0 0.10-0.16.
TP309S. S30908 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 22.0-24.0. 12.0-15.0 0.75
tp309h. S30909. 0.04-0.10 2.0 0.045 0.030 1.0 22.0-24.0. 12.0-15.0
TP309CB. S30940 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 22.0-24.0. 12.0-16.0. 0.75 10xc min.
1.10最大
TP309HCB. S30941. 0.04-0.10 2.0 0.045 0.030 1.0 22.0-24.0. 12.0-16.0. 0.75 10xc min.
1.10最大
TP310S. S3108 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 24.0-26.0. 19.0-22.0 0.75
tp310h. S3109 0.04-0.10 2.0 0.045 0.030 1.0 24.0-26.0. 19.0-22.0
TP310CB. S31040 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 24.0-26.0. 19.0-22.0 0.75 10xc min.
1.10最大
tp310hcb. S31041 0.04-0.10 2.0 0.045 0.030 1.0 24.0-26.0. 19.0-22.0 0.75 10xc min.
1.10最大
TP316 S3160. 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 16.0-18.0. 11.0-14.0. 2.0-3.0
TP316L. S31603. 0.035 2.0 0.045 0.030 1.0 16.0-18.0. 10.0-14.0. 2.0-3.0
tp316h. S31609. 0.04-0.10 2.0 0.045 0.030 1.0 16.0-18.0. 11.0-14.0. 2.0-3.0
TP316TI. S31635 0.08 2.0 0.045 0.030 0.75 16.0-18.0. 10.0-14.0. 2.0-3.0 5倍
(c-n)
-0.70
0.10
TP316N. S31651 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 16.0-18.0. 10.0-14.0. 2.0-3.0 0.10-0.16.
tp316ln. S31653 0.035 2.0 0.045 0.030 1.0 16.0-18.0. 11.0-14.0. 2.0-3.0 0.10-0.16.
TP317. S3170 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 18.0-20.0. 10.0-14.0. 3.0-4.0
TP317L. S31703. 0.035 2.0 0.045 0.030 1.0 18.0-20.0. 11.0-15.0. 3.0-4.0
TP321 S3210 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 17.0-19.0 9.0-12.0. 0.10
TP321H. S32109. 0.04-0.10 2.0 0.045 0.030 1.0 17.0-19.0 9.0-12.0. 0.10
TP347 S3470 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 17.0-19.0 9.0-13.0
tp347h. S34709. 0.04-0.10 2.0 0.045 0.030 1.0 17.0-19.0 9.0-13.0
tp347ln. S34751 0.05-0.02 2.0 0.045 0.030 1.0 17.0-19.0 9.0-13.0 0.20-
50.0
0.06-0.10
TP348 S3480 0.08 2.0 0.045 0.030 1.0 17.0-19.0 9.0-13.0
TP348H. S34809. 0.04-0.10 2.0 0.045 0.030 1.0 17.0-19.0 9.0-13.0

A312 SS管道机械性能

SS管道等级
ASTM A312 / ASME SA312
抗拉强度
n / mm2(min)
屈服强度
n / mm2(min)
伸长
%(分钟)
TP304 515. 205. 35.
TP304L. 485. 170. 35.
TP316 515. 205. 35.
TP316L. 485. 170. 35.
TP321 OD <17,1 mm - 515; OD <17,1 mm - 205; 35.
OD> 17,1 mm - 485 OD> 17,1 mm - 170

交叉参考表ASTM / EN不锈钢材料用于管道

不锈钢管等级
Werkstoff / Din. en等级 ASTM等级
1.4541 x6crniti18-10. 一个312级TP321
1.4571 x6crnimoti17-12-2 312级TP316TI
1.4301 x5crni18-10. 312年级TP304
1.4306. x2crni19-11 312级TP304L
1.4307 x2crni18-9. 312级TP304L
1.4401 x5crnimo17-12-2 312年级TP316
1.4404. x2crnimo17-13-2 一个312级TP316L
1.4462 x2crnimon22-5-3 UNS S 31803(双工)
1.4529 x1nicrmocun25-20-7 UNS N 08926.
1.4539 x1nicrmocu25-20-5 UNS N 08904(904L)
1.4547 x1crnimocun20-18-7 uns 31254.

ASTM A312管道尺寸

标准的不锈钢管尺寸设定为ANSI ASME B36.19规范

S.eamless SS pipes are available in the size range 1/8″ thru 24″, welded stainless pipes are manufactured in the range 2″ thru 36″ (ASTM A312, ASTM A358, i.e. electric-fusion-welded austenitic chromium-nickel stainless steel pipe, or as rolled).

ASTM A312管材重量

标称管道尺寸 外径 不锈钢管尺寸
附表5s. 附表10s. 附表40s. 附表80s.
(毫米) (英寸) 重量/重量
mm(in) kg / m. mm(in) kg / m. mm(in) kg / m. mm(in) kg / m.
1/8 10.3 0.405 - - 1.25(0.049) 0.28 1.73(0.068) 0.37 2.42(0.095) 0.47
1/4 13.7 0.540 - - 1.66(0.065) 0.49 2.24(0.088) 0.63 3.03(0.119) 0.80
3/8 17.2 0.675 - - 1.66(0.065) 0.63 2.32(0.091) 0.85 3.20(0.126) 1.10
1/2 21.3 0.840. 1.65(0.065) 0.81 2.11(0.083) 1.00 2.77(0.109) 1.27 3.74(0.147) 1.62
3/4 26.7 1.050 1.65(0.065) 1.02 2.11(0.083) 1.28 2.87(0.113) 1.68 3.92(0.154) 2.20
1 33.4 1.315 1.65(0.065) 1.30 2.77(0.109) 2.09 3.38(0.133) 2.50 4.55(0.179) 3.24
1 1/4 42.2 1.660 1.65(0.065) 1.66 2.77(0.109) 2.69 3.56(0.140) 3.39 4.86(0.191) 4.47
1 1/2 48.3. 1.900. 1.65(0.065) 1.91 2.77(0.109) 3.11 3.69(0.145) 4.06 5.08(0.200) 5.41
2 60.3 2.375 1.65(0.065) 2.40 2.77(0.109) 3.93 3.92(0.154) 5.45 5.54(0.218) 7.49
2 1/2 73.0 2.875 2.11(0.083) 3.69 3.05(0.120) 5.26 5.16(0.203) 8.64 7.01(0.276) 11.4
3. 88.9 3.500. 2.11(0.083) 4.52 3.05(0.120) 6.46 5.49(0.216) 11.3 7.62(0.300) 15.3
3 1/2 101.6 4.000 2.11(0.083) 5.18 3.05(0.120) 7.41 5.74(0.226) 13.6 8.08(0.318) 18.6
4. 114.3. 4.500 2.11(0.083) 5.84 3.05(0.120) 8.37 6.02(0.237) 16.1 8.56(0.337) 22.3
5. 141.3. 5.563 2.77(0.109) 9.46 3.41(0.134) 11.6 6.56(0.258) 21.8 9.53(0.375) 31.0
6. 168.3 6.625 2.77(0.109) 11.3 3.41(0.134) 13.9 7.12(0.280) 28.3. 10.9(0.432) 42.6
8. 219.1. 8.625 2.77(0.109) 14.8 3.76(0.148) 20.0 8.18(0.322) 42.5 12.7(0.500) 64.6
10. 273.1. 10.750. 3.41(0.134) 22.7 4.20(0.165) 27.8 9.28(0.365) 60.4 12.7(0.500) 81.5
12. 323.9 12.750. 3.97(0.156) 31.3. 4.58(0.180) 36.1. 9.53(0.375) 73.9 12.7(0.500) 97.4

A312管道直径耐受性

nps. ASTM A312 / ASME SA312 OD耐受性
+ -
英寸 毫米 英寸 毫米
1/8至1 1/2
> 1 1/2至4
> 4到8
> 8到18
> 18至26
> 26到34
> 34到48
1/64(0.015)
1/32(0.031)
1/16(0.062)
3/32(0.093)
1/8(0.125)
5/32(0.156)
3/16(0.187)
0.4
0.8
1.6
2.4
3.2
4.0
4.8
1/32(0.031)
1/32(0.031)
1/32(0.031)
1/32(0.031)
1/32(0.031)
1/32(0.031)
1/32(0.031)
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8

A312管壁厚度耐受性

标称壁厚耐受性是+/- 12.5%。

nps. ASTM A312 / ASME SA312 WT耐受性,%
+ -
1/8-2 1/2 20.0 12.5
3〜18,T /D≤5% 22.5 12.5
3〜18,T / D> 5% 15.0 12.5
≥20,焊接 17.5 12.5
≥20,无缝,T /D≤5% 22.5 12.5
≥20,无缝,T / D> 5% 15.0 12.5

A312 SS管道精加工和测试

抛光 制造商可以将任何不锈钢管道物品抛光到#4波兰,#6波兰,#7波兰或#8镜面完成。
扦插 不锈钢管可以标准长度生产或切割到尺寸(标准长度为20',40',取决于标称管道尺寸)。
斜倾斜 制造商可以斜面不锈钢管的边缘,为它们制备焊接。
线程 除了平纹和斜端的螺纹外,还可以提供不锈钢管,还有螺纹端(通常用于2英寸以下的NP)
管道珩磨和转动 制造商可以使用精密磨损工具挖磨SS管道和管,并获得任何所需的表面或尺寸公差。
热处理和退火 大多数不锈钢管等级可以进行热处理以改变其机械性能。
正材料识别(PMI) 制造商可以进行PMI测试,以确定管道中镍,铬和摩尼的实际含量。
UT测试 在一些情况下,可能需要对不锈钢板的UT测试。

我们建议从中购买ASTM A312规格ASTM网站或者IHS商店为了完全了解这个主题。

双工管道

双工管功能,同时,铁素体SS管道的质量(高耐腐蚀裂缝和抗拉强度)和奥氏体SS管(易于制造和耐腐蚀和腐蚀的良好抗性)。双工管2205(UNS S31803 / UNS S32205)用于低于600度(F)的应用。

双工和超级双工管ASTM A790

双工和超级双相不锈钢是可焊接的并且具有中等的可成形性。由于50%奥氏体含量,这些类型的不锈钢是磁性而不是较低的范围,而不是铁素体,马氏体和沉淀硬化等级。

这个家庭下的共同成绩是:

  • 瘦双面:UNS S32101,S32202(UR2202),S32304和S32003。
  • 标准双工:UNS S31803 / S32205
  • 超级双工:UNS S32760(Zeron 100),S32750(2507)和S32550(甲锭255)
  • 超双工:UNS S32707和S33207

ASTM A790.规格涵盖用于苛刻应用的无缝双工和超级双工管,具有高腐蚀,温度和压力。覆盖电融合焊接双面和超级双面焊接管,而不是ASTM A928规格

双工和超级双工可以被视为“高档”不锈钢管道,可在市场上提供相同的尺寸范围,传统的A312不锈钢管(尺寸范围由ASME B36.19规格覆盖)。

双面/超级双工管和传统的不锈钢管之间存在几个差异,这在下面解释。

什么是双工钢?

术语“双工”是指具有双结构的不锈钢系列 - 即它们既不是完全奥氏体SS结构,如304不锈钢,也不是标准铁素体,例如430系列。

已经开发了双面不锈钢(UNS S31803 / UNS S32205)克服300系列不锈钢的问题作为316L和317L(氯化物应力腐蚀裂解,在拉伸应力下,金属暴露于含有氯化物的流体或通过钢暴露于高温)的情况下)。

双相钢的微观结构包括由连续铁氧体相(约40-50%铁氧体)包围的奥氏体池。

因此,双相管结合了铁素体和奥氏体不锈钢材料的品质。

UNS 2205双工钢在海洋项目,石油和天然气勘探,封闭式植物,碳氢化合物,碳氢化合物储存和运输,下游精炼,纸浆和纸上的应用。

双工耐压力腐蚀开裂。虽然标准双工钢具有与标准奥氏体钢相当的耐腐蚀性(但表现出更好的强度和对应力腐蚀裂解的耐受性),而所谓的超级双工钢具有与标准奥氏体钢相比的任何类型腐蚀的强度和抵抗力。

双工耐腐蚀

双相不锈钢显示出优异的耐腐蚀性,适用于316级,适用于大多数应用(具有晶体,蚀和缝隙腐蚀的局部腐蚀的优异抗性; 2205的CPT通常至少为35ºC)。双相耐氯化物腐蚀裂化(SCC)在高达约150℃的温度下也抵抗力。

2205年级双工通常在环境中常常表现良好,导致300系列300个不锈钢的标准奥氏体等级的过早失效。与不锈钢316相比,它对海水腐蚀耐受较强的抵抗力。

注意,尽管双面不锈钢显示出良好的高温氧化阻力,但如果在300ºC的温度下保持一段时间,则2205件脆弱的脆化。(仅通过完整的解决方案退火处理才能纠正的情况)。

因此,双相不锈钢绝不用于超过300ºC的温度。双工管道匹配以下配件材料:ASTM A815(对接焊接配件)和ASTM A182 F51 / F53 / F55(法兰/锻造插座焊接螺纹配件)。

A790双工管道特性

uns 化学成分 min.tensile(ksi) 最小
(ksi)
伸长
UNS S31803. C 0.30最大
CR 21.0-23.0.
MN 2.00 MAX.
MO 2.50-3.50.
n 0.08-0.20
NI 4.50-6.50.
P 0.030最大
S 0.020 MAX.
Si 1.00 Max.
90. 65. 25.
UNS S32205. C 0.30最大
CR 22.0-23.0.
MN 2.00 MAX.
MO 3.00-3.50.
n 0.14-0.20
NI 4.50-6.50.
P 0.030最大
S 0.020 MAX.
SI1.00 MAX.
95. 65. 25.

双工管道根据ASME B36.19标准制造。

超级双工管道

什么是超级双工?

超级双相不锈钢是双相钢合金的变体,用于石油和天然气,化工,发电,机械和海水淡化行业:

  • 石油和天然气生产设备
  • 海上平台
  • 换热器
  • 过程和服务水系统
  • 消防系统
  • 注射和压载水系统
  • 管道
  • 高压Ro植物和海水管道
  • 机械应用中的高强度和耐腐蚀部件
  • FGD系统(发电)
  • 公用事业和工业洗涤器系统
  • 吸收塔

超级双链体与双相的铬和钼含量使其极其耐受甲酸和乙酸的均匀腐蚀。
超级双链体还提供了优异的对无机酸,尤其是含有氯化物的耐药性。
通过PREN = Cr + 3.3mo + 16n计算的超级双工的蚀使电阻等效于大多数材料形式超过40。

A790超级双工管属性

uns 化学成分 min.tensile.
(ksi)
最小
(ksi)
伸长
没有S32750. C0.030最大
CR.
24.0-26.0.
0.5最大
m1.20 Max.
3.0-5.0
N0.24-0.32.
6.0-8.0
P.0.035最大
S.0.020最大
SI.0.8最大
116. 80 15.
UNS S32760(“SANDVIK”) C0.03最大
CR.
24.0-26.0.
0.5-1.0
m1.0最大
3.0-4.0
N0.2-0.3.
6.0-8.0
P.0.03最大
S.0.01最大
SI.1.0最大
W.0.5-1.0
109. 80 25.

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4回复

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