AL6XN (UNS N08367)je superaustenitická nehrdzavejúca oceľ známa svojou výnimočnou odolnosťou voči chloridovej korózii, vrátane jamkovej korózie, štrbinovej korózie a korózneho praskania pod napätím.
AL6XN predstavuje priepasť medzi nehrdzavejúcou oceľou a zliatinami niklu a poskytuje nákladovo-efektívne riešenie pre korozívne prostredia. Jeho zloženie zahŕňa vysoký obsah chrómu (20-22 %), niklu (23,5 – 25,5 %), molybdénu (6 – 7 %) a dusíka (0,18 – 0,25 %), čo spolu zvyšuje jeho odolnosť v kyslých, zásaditých a na chloridy bohatých médiách.
Typické aplikácie zahŕňajú chemické spracovanie, systémy odsírenia spalín (FGD), odsoľovacie zariadenia a infraštruktúru jadrovej energie.
Hlavné špecifikácie ASTM A312 pre rúry AL6XN
ASTM A312 špecifikuje bezšvíkové a zvárané rúry z austenitickej nehrdzavejúcej ocele na použitie vo vysokoteplotných a korozívnych prostrediach. Pre hadičky AL6XN (UNS N08367) táto norma kladie prísne požiadavky na rozmery, tolerancie a testovanie. Kľúčové špecifikácie zahŕňajú:
Trieda materiálu: UNS N08367 (označené ako "AL6XN" alebo "Incoloy 25-6HN").
Výrobná forma: Bezšvíkové potrubie (extrúzia za tepla/ťahanie za studena) alebo zvárané potrubie (použitím TIG/plazmového zvárania).
Rozmery: Vonkajší priemer sa pohybuje od 1/8 palca do 48 palcov, hrúbka steny zodpovedá špecifikáciám triedy hrúbky steny (napr. SCH5S až SCH80)
Koncová úprava: skosený (na zváranie) alebo plochý koniec, s voliteľnými ochrannými krytkami.
Chemické zloženie a mechanické vlastnosti
Tabuľka 1: Chemické zloženie (% hmotnosti)
|
Prvok |
min (%) |
Max (%) |
|
uhlík (C) |
– |
0.03 |
|
chróm (Cr) |
20.00 |
22.00 |
|
nikel (Ni) |
23.50 |
25.50 |
|
molybdén (Mo) |
6.00 |
7.00 |
|
dusík (N) |
0.18 |
0.25 |
|
mangán (Mn) |
– |
2.00 |
|
kremík (Si) |
– |
1.00 |
|
fosfor (P) |
– |
0.04 |
|
síra (S) |
– |
0.03 |
|
Železo (Fe) |
Zostatok |
– |
Tabuľka 2: Mechanické vlastnosti
|
Nehnuteľnosť |
Hodnota |
|
Pevnosť v ťahu |
Väčšie alebo rovné 690 MPa (100 ksi) |
|
Medza klzu |
Väčšie alebo rovné 310 MPa (45 ksi) |
|
Predĺženie |
Väčšie alebo rovné 30 % |
|
Tvrdosť (max.) |
241 HB (90 HRB) |
|
Hustota |
8,24 g/cm³ |
Vysoký obsah dusíka zvyšuje pevnosť pri zachovaní ťažnosti a nízky obsah uhlíka minimalizuje senzibilizáciu počas zvárania.
Rozmerové tolerancie podľa ASTM A312
ASTM A312 definuje presné tolerancie pre vonkajší priemer (OD) a hrúbku steny (WT):
Tabuľka 3: Tolerancie OD
|
Nominálny rozsah OD (palce) |
Prípustná odchýlka (mm) |
|
1/8 – 1/2 |
+0.40/–0.80 |
|
>1/2 – 4 |
+0.80/–0.80 |
|
>4 – 8 |
+1.60/–0.80 |
|
>8 – 18 |
+2.40/–0.80 |
Tabuľka 4: Tolerancie hrúbky steny
|
Nominálna hrúbka |
Prípustná odchýlka |
|
Všetky veľkosti |
+22%/–12.5% |
Rúry musia tiež prejsť testami ovality (maximálna odchýlka: 1,5 % nominálneho vonkajšieho priemeru).
Výroba a požiadavky na zabezpečenie kvality
Tepelné spracovanie: Roztokové žíhanie pri 980–1150 stupňoch s následným rýchlym kalením zaisťuje optimálnu odolnosť proti korózii.
Testovanie: Povinné hydrostatické testy/testy vírivými prúdmi plus voliteľné nedeštruktívne testy (napr. ultrazvukové, rádiografické) pre kritické aplikácie.
Certifikáty: Dodávatelia by mali poskytnúť osvedčenia o testovaní frézy v súlade s ASTM A312-s overením treťou stranou (napr. BV, DNV) kvôli sledovateľnosti.
Výhody AL6XN v korozívnom prostredí
Ekvivalent odolnosti proti bodovej korózii (PRE): Viac alebo rovný 40, čím prevyšuje 316 l (PRE ~26) v médiách bohatých na chloridy.
Teplotná odolnosť: Vhodné pre -40 stupňov až 427 stupňov, s odolnosťou proti oxidácii až do 500 stupňov.
Nákladová efektívnosť: Porovnateľná odolnosť proti korózii so zliatinami niklu (napr. C-276) pri nižších nákladoch.
Aplikácie
Rúry AL6XN sú ideálne pre:
Chemické spracovanie: Reaktory, skladovacie nádrže na kyseliny.
Energia: FGD práčky, chladiace systémy jadrových elektrární.
Námorné inžinierstvo: Potrubia na morskú vodu, komponenty pobrežných platforiem.
Porovnanie s inými triedami ASTM A312
|
stupňa |
Obsah Cr/Ni/Mo |
Kľúčové aplikácie |
|
AL6XN (N08367) |
20/24/6 |
Prostredia s-vysokou{1}}teplotou bohaté na chloridy |
|
316L (S31603) |
17/12/2.5 |
Mierne korozívne podmienky (napr. spracovanie potravín) |
|
254 SMO (S31254) |
20/18/6 |
Podobné ako AL6XN, ale vyššia cena |
Zvýšená pevnosť AL6XN s dusíkom-umožňuje tenšie steny, čím sa znižujú náklady na materiál bez ohrozenia bezpečnosti.
254 SMO vs AL6XN
Rozdiely v chemickom zložení
Hlavný rozdiel medzi nimi spočíva v ich obsahu niklu. 254SMO obsahuje približne 18 % niklu, zatiaľ čo AL-6XN má výrazne vyšší obsah niklu, ktorý dosahuje približne 24 % až 25 %.
Vďaka vyššiemu obsahu niklu vykazuje AL-6XN stabilnejšiu austenitickú štruktúru, ktorá účinnejšie inhibuje precipitáciu škodlivých intermetalických fáz počas zvárania alebo tepelného spracovania, a tak ponúka výhody pri výrobe hrubostenných komponentov. 254SMO so svojím relatívne nízkym obsahom niklu, pri svojej stabilite sa vo veľkej miere spolieha na približne 0,2 % dusíka (N).
Odolnosť proti korózii
Oba vykazujú veľmi podobnú odolnosť voči jamkovej a štrbinovej korózii. Vo väčšine chloridových prostredí je ich odolnosť proti korózii v podstate ekvivalentná.
Avšak, pretože 254SMO obsahuje približne 0,7 % medi, zatiaľ čo AL-6XN má nižší obsah medi, nižší obsah medi môže viesť k mierne lepšej odolnosti proti štrbinovej korózii v špecifických testoch štrbinovej korózie v morskej vode.
Mechanické vlastnosti a aplikácie pri vysokých{0}}teplotách
Pokiaľ ide o mechanickú pevnosť, AL-6XN zvyčajne vykazuje mierne vyššiu pevnosť. To je primárne pripisované jeho vyššiemu obsahu niklu a dusíka, čo má za následok medzu klzu a pevnosť v ťahu, ktoré sú približne o 5 % až 10 % vyššie ako u 254SMO.
Vo vysokoteplotných aplikáciách je podľa špecifikácií ASME AL-6XN schválený na použitie v prostrediach do približne 427 stupňov , pričom povolený teplotný limit pre 254SMO je približne 371 stupňov .
Obrobiteľnosť a náklady
Keďže nikel je jedným z najdrahších legujúcich prvkov v špeciálnych nehrdzavejúcich oceliach, 254SMO so svojím nižším obsahom niklu zvyčajne ponúka značnú výhodu v nákladoch na suroviny a považuje sa za jednu z najnákladnejších-nerezových ocelí so 6 % molybdénom.
Avšak 254SMO má zlú obrobiteľnosť. AL-6XN má na druhej strane lepšiu spracovateľnosť za tepla a tvárnosť za studena, čo uľahčuje výrobu zložitých dielov.
Normy a certifikácie a priemyselné aplikácie
Pokiaľ ide o priemyselné normy a certifikácie, 254SMO je široko začlenený do hlavných medzinárodných štandardných systémov, vrátane amerických noriem (ASTM) a európskych noriem (EN), a teší sa veľmi vysokému uznaniu na trhu.
Zatiaľ čo AL-6XN existuje aj v amerických normách, jej pokrytie v európskych normách je relatívne obmedzené. V odvetviach s extrémne vysokými bezpečnostnými požiadavkami, ako je ropný a plynárenský a chemický priemysel, oba spĺňajú normu NACE MR0175 a môžu sa používať v drsnom kyslom prostredí.
V praktických aplikáciách hrá 254SMO dôležitú úlohu v systémoch odsoľovania morskej vody a odsírenia spalín vďaka svojej vynikajúcej nákladovej-efektívnosti.
AL-6XN so svojou vyššou pevnosťou, lepším-teplotným výkonom a štrukturálnou stabilitou sa častejšie vyberá pre vysokotlakové kondenzátorové rúrky v elektrárňach a pre náročnejšie zariadenia na chemické spracovanie.
Záver
Rúry ASTM A312 AL6XN kombinujú vynikajúcu odolnosť proti korózii, mechanickú pevnosť a hospodárnosť životného cyklu. Dodržiavanie tolerancií ASTM, správne tepelné spracovanie a prísne testovanie zaisťuje spoľahlivosť v náročných aplikáciách.
Podrobné špecifikácie projektu nájdete v ASTM A312/A312M-2022 a v správach o skúškach materiálov od certifikovaných výrobcov.
