25Cr Super Duplex roestvrij staal (SDSS) is een hoogwaardige legering- die wordt gekenmerkt door een gemengde microstructuur van ongeveer 50% austeniet en 50% ferriet. Deze structuur biedt een uitstekende combinatie van hoge sterkte en uitstekende weerstand tegen corrosie, vooral in agressieve omgevingen die chloriden, CO₂ en H₂S bevatten.
Het wordt gedefinieerd door standaarden zoalsASTM A789 / A790voor naadloze en gelaste buizen. Het meest voorkomende cijfer isUNS-S32750.
Belangrijkste kenmerken en voordelen
Uitzonderlijke corrosieweerstand:Superieur aan standaard 316L en 22Cr duplexstaalsoorten, vooral tegen putcorrosie, spleetcorrosie en spanningscorrosiescheuren (SCC).
Hoge mechanische sterkte:Ongeveer tweemaal de vloeigrens van conventionele austenitische roestvaste staalsoorten (bijvoorbeeld 304, 316), waardoor een dunnere wanddikte en lichtere constructies mogelijk zijn.
Uitstekende erosie-Corrosie- en slijtvastheid.
Goede weerstand tegen sulfidespanningsscheuren (SSC):Geschikt voor gebruik in zure (H₂S-bevattende) diensten onder specifieke omstandigheden gedefinieerd door normen zoals ISO 15156 / NACE MR0175.
Chemische samenstelling (typisch % gewicht)
De volgende tabel schetst de standaard chemische samenstellingsvereisten voor UNS S32750.
Tabel 1: Chemische samenstelling (ASTM A789/A790)
| Element | Inhoud (%) | Opmerkingen |
|---|---|---|
| Chroom (Cr) | 24.0 - 26.0 | Biedt weerstand tegen corrosie van de basis. |
| Nikkel (Ni) | 6.0 - 8.0 | Stabiliseert de austenietfase. |
| Molybdeen (Mo) | 3.0 - 4.0 | Verbetert de weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie. |
| Mangaan (Mn) | Kleiner dan of gelijk aan 1,2 | - |
| Stikstof (N) | 0.24 - 0.32 | Cruciaal voor het versterken en balanceren van de fasestructuur. |
| Koolstof (C) | Kleiner dan of gelijk aan 0,030 | Laag koolstofgehalte om sensibilisatie te voorkomen. |
| Silicium (Si) | Kleiner dan of gelijk aan 0,80 | - |
| Fosfor (P) | Kleiner dan of gelijk aan 0,035 | - |
| Zwavel (S) | Kleiner dan of gelijk aan 0,020 | - |
| Koper (Cu) | Kleiner dan of gelijk aan 0,50 | - |
| Wolfraam (W) | Kleiner dan of gelijk aan 0,50 | Sommige versies bevatten W voor verbeterde corrosieweerstand. |
| Ijzer (Fe) | Evenwicht | - |
Mechanische en fysieke eigenschappen
De volgende tabel bevat de standaard mechanische eigenschappen bij kamertemperatuur-voor buisvormige producten en de belangrijkste fysieke eigenschappen.
Tabel 2: Mechanische en fysieke eigenschappen
| Eigendom | Typische waarde/vereiste | Standaard / Conditie |
|---|---|---|
| Opbrengststerkte (Rp0,2), min | 550 MPa (80 ksi) | ASTM A789/A790 |
| Treksterkte (Rm), min | 795 MPa (115 ksi) | ASTM A789/A790 |
| Verlenging (A), min | 15 % | ASTM A789/A790 |
| Hardheid, max | 32 HRC | ASTM A789/A790 (typisch) |
| Impactsterkte (Charpy V-inkeping) | Groter dan of gelijk aan 45 J bij -46 graden (-50 graden F) | Meestal erg hoog |
| Dikte | 7,8 g/cm³ | - |
| Thermische uitzettingscoëfficiënt | 13,0 x 10⁻⁶ /K (20-100 graden) | - |
| Thermische geleidbaarheid | 14 W/m·K (20 graden) | - |
| Smeltbereik | 1425 - 1475 graad | - |
Corrosieweerstandsparameters
De corrosieweerstand van duplexstaal wordt vaak gekwantificeerd door deEquivalent nummer putweerstand (PREN).
PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N
Voor UNS S32750:
Typische PREN: 40 - 45
Kritische puttemperatuur (CPT):Typisch groter dan of gelijk aan 50 graden (122 graden F) volgens ASTM G48 Methode A.
Productassortiment en normen
25Cr SDSS-buizen worden vervaardigd als zowel naadloze als gelaste producten voor verschillende toepassingen.
Tabel 3: Algemene productnormen en toepassingen
| Producttype | Standaard nummer | Standaard titel | Veel voorkomende toepassingen |
|---|---|---|---|
| Naadloze buis en pijp | ASTM A789 / A790 | Standaardspecificatie voor naadloze en gelaste ferritische/austenitische roestvrijstalen buizen voor algemeen gebruik | Drukvaten, warmtewisselaars, proceslijnen. |
| Gelaste buis en pijp | ASTM A789 / A790 | (Hetzelfde als hierboven) | Procesleidingen met grotere diameter, stroomleidingen. |
| Olieland buisgoederen (OCTG) | API5CRA | Specificatie voor corrosie-bestendige naadloze buizen van gelegeerd materiaal voor gebruik als behuizing, buizen en koppelingen | Productiebuizen, behuizingen en koppelingenin zeer corrosieve olie- en gasbronnen. |
Vergelijking met andere corrosie-bestendige legeringen (overzicht)
| Materiaalkwaliteit | UNS-nummer | Typisch PREN | Min. vloeigrens (MPa) | Belangrijkste kenmerken |
|---|---|---|---|---|
| 316L Austenitisch | S31603 | ~25 | 170 | Goede algemene corrosieweerstand, lage sterkte. |
| 22Cr duplex | S31803 / S32205 | ~35 | 450 | Goede sterkte en corrosieweerstand; werkpaard CRA. |
| 25Cr superduplex | S32750 | >40 | 550 | Hogere sterkte en corrosieweerstand dan 22Cr. |
| Nikkellegering 825 | N08825 | ~32 | 240 | Uitstekende weerstand tegen spanningscorrosie. |
Belangrijkste toepassingsgebieden
Olie- en gasindustrie:
Productiebuizen en behuizingen voor corrosieve putten (hoge CO₂, chloriden en matige H₂S).
Stroomleidingen, headers en spruitstukken.
Onderzeese systemen en umbilicals.
Chemische en petrochemische verwerking:Warmtewisselaars, reactoren en leidingen die agressieve chemicaliën verwerken.
Ontzilting en zeewatersystemen:Hogedruk RO-membranen, zeewaterkoelleidingen en pekelverwarmers.
Pulp- en papierindustrie:Componenten van vergister- en bleeksystemen.
Maritieme en offshore techniek.
Belangrijke overwegingen
Warmtebehandeling:Alle 25Cr-producten moeten dat zijnoplossing-uitgehardbij ~1040-1100 graden gevolgd door snel blussen om de juiste fasebalans en corrosieweerstand te bereiken.
Fabricage:Vereist zorgvuldige controle van de warmte-inbreng tijdens het lassen om het neerslaan van schadelijke intermetallische fasen (bijvoorbeeld de sigmafase) te voorkomen, wat de taaiheid en corrosieweerstand drastisch kan verminderen.
Zure service:Het gebruik ervan in zure omgevingen is onderworpen aan strikte limieten op het gebied van hardheid, uitgeoefende spanning en H₂S-partiële druk volgens ISO 15156/MR0175.
