S31254 vs S32760: 6Mo スーパーオーステナイト vs スーパー二相

S31254 および S32760あらゆる面で競争できるように設計されているわけではありません。これらは 2 つの異なる冶金哲学に由来しており、その起源の物語は今でも現場での動作に現れています。

S31254 - 6Mo スーパー オーステナイト ルート.ここでのアイデアは、従来のオーステナイト構造から始めて、モリブデンを約 6 パーセントまで押し上げ、約 0.2 パーセントの窒素を追加し、クロムを 20 パーセント近く、ニッケルを約 18 パーセントに保持することです。その結果、316L や 904L でさえも諦めるような、高温の塩化物媒体中での孔食や隙間の攻撃に耐える単相オーステナイトが得られます。-このグレードは、海水冷却熱交換器のチタンに代わる目的で効果的に作られ、その化学的性質にもその系譜が受け継がれています。{9}}

S32760 - スーパー二重ルート.二相構造の哲学は異なります。微細構造をオーステナイトとフェライトの間でおよそ 50/50 に分割し、高価なニッケルを減らし、クロムを 25 パーセント、モリブデンを 3.5 パーセント近くに保ち、その後窒素と少量のタングステンを添加します。より強力で、1 キロ当たりの価格が安く、-少なくとも中性塩化物媒体においては-6Mo グレードと同等の耐孔食性を備えた二相合金-が得られます。-

したがって、抽象的に「どちらがより耐食性が高いか」ということが選択されることはほとんどありません。どの故障モードが最小限に抑えられるか、製造業者がどのように溶接するか、地域の規格が何を受け入れるか、予算がニッケルの変動にどの程度さらされるかが重要です。

公称構成を並べて表示

すぐにいくつかのことが飛び出します。 S31254 は S32760 のほぼ 3 倍のニッケルを含有しています。これは、その耐食性の高さ (塩化物応力腐食割れに対する高ニッケルの緩衝作用) とコストの脆弱性の両方を兼ね備えています。{3} S32760 は、より厳しい処理ウィンドウとより要求の厳しい溶接手順でニッケルのカット代を支払います。 S32760 のタングステンは装飾的なものではありません。-隙間腐食耐性を向上させ、入熱中の望ましくない相の析出を遅らせます。

なぜ PREN だけが購入者を誤解させるのか

PREN=Cr + 3.3(Mo + 0.5W) + 16N として計算される孔食抵抗相当数は、合金のランク付けに使用されるほとんどの調達仕様の省略表現です。そのたった一つの数字によって、S31254 と S32760 はほぼ互換性があるように見えますが、どちらも 40 台前半から半ばまでの値です。--

問題は、PREN が故障モードを 1 つだけ捉えていることです。それは、清浄な塩化物電解液中でのピット発生に対する耐性です。以下については何も述べられていません。

ガスケットの下の隙間腐食と堆積物、形状と酸素欠乏が支配的です

塩化物応力腐食割れ（SCC）、バルク組成よりも微細構造が重要な場合

サワーサービスクラッキングNACE MR0175 / ISO 15156 による。硬度と微細構造の安定性が鍵となります。

苛性および強酸化サービス、オーステナイトと高モリブデンはフェライトとは大きく異なる挙動をします。

長期的な熱安定性-、60 度で 10 年後も材料がまだ仕様を満たしているかどうかを決定します。

機械的強度: Duplex が決定的に勝つ場所

これは、比較が及ばない唯一の領域です。アニール処理された S32760 は、通常、S31254 の約 300 MPa に対して、約 550 MPa で 0.2 パーセントの耐力を実現します。これは降伏強度の 2 倍に近く、極限引張値は二相鋼では約 750 ～ 880 MPa であるのに対し、オーステナイトでは 655 ～ 690 MPa です。

実際の結果は壁の厚さになります。特定の圧力定格と設計コード-ASME B31.3、EN 13480、または PED-調整された計算-では、二重パイプまたはフランジを大幅に薄く指定できます。圧力下では、-海中、上面、および高圧プロセスでのコンポーネントを保持する-。これは次のようになります。

• 総重量の軽減は、負荷バジェットが厳しいオフショアプラットフォームでは重要です
• スペースが狭い場合の小型フランジ エンベロープ (ASME B16.5、B16.47)
• 陸上の基礎と支持鋼の削減
• 湾岸またはヨーロッパの港への長距離輸出での輸送コストの削減{0}}

耐食性: どちらも完全ではありません

ここで、比較はテーブルではなくなり、決定木になります。

耐孔食性。適切に溶体化処理された材料に対する ASTM G150 の臨界孔食温度は、どちらのグレードでも 70 ～ 80 度の範囲にありますが、S32760 は窒素とタングステンのおかげでわずかに高くなることがよくあります。周囲温度で空気を含んだきれいな海水では、どちらも基本的に孔食の影響を受けません。分裂は高温、酸性、または高度に塩素化された条件でのみ発生します。

隙間腐食。ASTM G48 メソッド F による臨界隙間温度は、どちらも 35 ～ 45 度の範囲に収まる傾向があります。これは、ボルトで締められたフランジ面、堆積物、および海洋成長物の下で発生するため、実際に海水システムを破壊する故障モードです。 S32760 のタングステンはここで役に立ちますが、本当の防御は設計です。つまり、完全溶け込み溶接、滑らかなボア、ねじ溝なし、仕様が許す場合の陰極防食です。

塩化物応力腐食割れ。ここで二重構造が活かされます。オーステナイト系ステンレスは、6Mo グレードであっても、引張応力下で高温の塩化物中で粒内に亀裂が入る可能性があります。二相グレードは、フェライト-オーステナイト界面が亀裂の伝播をブロックするため、塩化物SCCに対する耐性がはるかに優れています。適用または残留応力のある塩化物媒体中で 60 度を超えて動作するものについては、S32760通常は冶金学的により安全な選択ですが、S31254 は依然として 300 シリーズ オーステナイトよりもはるかに優れています。

酸っぱいサービス。どちらのグレードも、H2S を含む石油およびガス環境向けの NACE MR0175 / ISO 15156 に記載されていますが、制限があります。硬度には上限があり（S32760 の場合は通常 22 HRC、ほとんどのエンド ユーザーによって同様の制限が S31254 に適用されます）、材料は、合意された制限を超える冷間加工を行わず、溶体化焼きなまし状態でなければなりません。{7}}。中東のサワーガス サービス-サウジアラビア、UAE、カタール、クウェート-の場合、これは交渉の余地がありません。-工場証明書には熱処理条件が明示的に記載されている必要があります。

腐食性および酸化性媒体。S31254がよく勝つコーナーです。高-ニッケルオーステナイトは、フェライト相が脆弱な二相鋼よりも高温の苛性アルカリ、硫酸、酸化性塩化物環境にうまく対処します。欧州における紙パルプ、FGD 液、および特定の石油化学関税では、まさにこの理由から、依然として S31254 が指定されています。

溶接と製造の現実

溶接は、実際に多くの調達決定が行われる場所です。溶接を間違うと発生する人件費が、材料の価格差に比べて小さく見えてしまうからです。

S32760 には規律が求められます。入熱は規定の範囲内に留める必要があります。{0}低すぎるとフェライトが過剰になり靭性が低下し、高すぎると金属間化合物の析出が発生して耐腐食性が損なわれる危険があります。パス間の温度制御は必須であり、通常は 150 度未満に保たれます。ルートの耐食性を維持するには窒素を含むバッキングガスが必要です。また、窒素の損失を補うために過合金フィラー（通常は 6Mo またはニッケルベースの消耗品）が指定されています。-位相バランスは、多くの場合、製造テストピースの磁気測定によって検証する必要があります。

S31254 はより寛容ですが、気楽ではありません。オーステナイト構造は標準プロセスで溶接可能であり、適合する 6Mo フィラーまたは過合金ニッケル フィラー (625- タイプなど) が使用されます。-重量セクションの本当のリスクは、熱影響ゾーンでのシグマ相とカイ相の析出です。-冷却が遅すぎる場合-これは、904L やその他の高 Mo オーステナイトを捕捉するのと同じトラップです。-断面の厚さが約 12 ～ 15 mm を超えると、制御された冷却または溶接後の溶体化焼きなましが必要になり始め、コストが増加し、製造されたアセンブリが歪む可能性があります。

コストの経済性: キロあたりの価格を超えて

ステンレスのグレードをキロ価格で見積もると、ほとんどの話が抜け落ちます。実際には、3 つのコスト層によって、特定のジョブに対してどのグレードが安いかが決まります。

1. 合金サーチャージの変動性。 S31254ニッケルおよびモリブデン市場にさらされています。ニッケルが約 18 パーセント含まれているため、LME ニッケル価格が 1 ドル動くと、割増料金が著しく変動します。S32760、ニッケルが約 7 パーセント含まれており、ニッケルへの曝露ははるかに少ないですが、タングステンとクロムの変動にはより多く曝露されています。プロジェクトが複数の月にまたがって実行され、契約で追加料金が固定されていない場合、S31254 がよりリスクの高い予算枠となります。-

2. 両面印刷での軽量化。S32760 の 2 倍の降伏強度により、圧力定格設計の肉厚を、コードと直径に応じて 30 ～ 40 パーセント減らすことができます。-湾岸の淡水化やヨーロッパの地域冷却で一般的な大口径海水配管-では-、これにより購入トン数を十分に削減でき、-キロあたりのデュプレックス価格の上昇を相殺できます。 S32760 は、1 キロ当たりのコストが高いにもかかわらず、設置コストに基づいて 15 ～ 25% 安く販売されるケースも見られました。-

3. 製造および検査コスト。二重溶接は時間がかかり、より多くの手順認定、より多くの NDE、およびより厳密な QA が必要です。小ロットや複雑な製造では、その人件費が軽量化の効果を台無しにしてしまう可能性があります。パイプや標準的なフランジ付きスプールの大きなストレートランでは、製造上のペナルティは小さく、二重の方が有利です。

HUITONG がどのようにして両方のグレードを供給するか

HUITONG は、B2B 輸出向けの高合金ステンレス パイプ、継手、フランジに重点を置いたサプライヤーとして、S31254 と S32760 の両方を継ぎ目なし溶接パイプ、プレート、バーで提供しており、フランジは ASME B16.5 に準拠し、継手は ASME B16.9 および B16.11 に準拠しています。{0}材料は、必要に応じて EN 10204 3.1 または 3.2 MTC で供給され、化学、機械、腐食試験 (二相については ASTM G48、6Mo についてはリクエストに応じて) が熱ごとに報告されます。

購入者に対して、当社は定期的に以下を提供します。

• 化学的性質が重複するデュアルグレード認証（一部の熱は S31254 と 6Mo オーステナイト同等物の両方に適合します）
• サワーサービスに関する NACE MR0175 / ISO 15156 適合文書
• 欧州圧力機器義務に対する PED 2014/68/EU 適合
• カスタムの長さ、面取りされた端、製造用のプレートを{0}}-サイズに合わせてカットします
• リクエストに応じて第三者による検査（SGS、ビューロー ベリタス、TÜV、DNV）-

在庫状況と価格はニッケルとモリブデンの市場によって変動するため、リスト価格ではなく現在の工場価格を引用しています。{0}これは特に S31254 の場合に重要であり、サーチャージの変動により週ごとに価格が大幅に変動する可能性があります。

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