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。
不锈钢是在本世纪初开发的,以应对不断增长的需求,在许多行业,更耐久的钢,可以承受苛刻的服务条件。不锈钢被认为是标准碳钢的演变,通过在铁基体中添加合金元素如镍和铬而获得。添加这些合金元素可以提高钢在严酷环境下的耐腐蚀性能。
在深入研究不同的等级之前,让我们回顾一下市场上可用的不锈钢的类型和它们的分类。
不锈钢管ASTM A312 TP304 TP316

不锈钢类型

一般来说,任何铬含量至少为10.5%的钢合金都可以被认为是不锈钢。然而,根据合金元素的混合,有多种牌号可供选择(镍。铬、钼、钛、铜、氮等)。每种合金都有特定的组织、化学和力学性能。

不锈钢的一般特性是,由于外层的氧化铬层,它们具有抗腐蚀性能。这种氧化物就像一个微观保护层,与氧气发生反应,阻止腐蚀。此外,在低温应用中,不锈钢合金比碳钢具有更好的韧性、更好的强度和硬度、改善的延展性和低维护成本。

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,基本奥氏体等级易发生应力腐蚀开裂(较高的镍含量是增强应力腐蚀开裂的必要条件)。奥氏体不锈钢不能通过热处理硬化,但可以工作硬化到高强度水平,同时保持合理的强度和延展性水平。

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)

铁素体不锈钢铬含量高,但碳添加量低(一般在0.1%以下)。不锈钢家族的名字来自于他们的微观结构非常类似于碳和低合金钢的事实。

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。

这些钢还表现出了显著的抗应力腐蚀开裂性能。与马氏体钢一样,铁素体SS具有磁性。最常见的铁素体合金是430(17%铬)和409(11%铬),主要用于汽车行业。

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)

由于在合金中添加了铜、铌和铝等元素,酸碱钢具有显著的强度。

这些钢可以在最终时效处理前加工成具有高公差要求的非常特殊的形状。这与马氏体钢在处理过程中容易发生变形的常规硬化和回火不同。

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。

不锈钢管等级表(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:

不锈钢管道等级 爹妈 C P 年代 SI. Cr TI. 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马克思
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马克思
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马克思
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马克思
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
(氮)
-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

不锈钢管道等级
ASTM A312 / ASME SA312
抗拉强度
N /平方毫米(分钟)
屈服强度
N /平方毫米(分钟)
伸长
%(分钟)
TP304 515 205 35.
TP304L 485. 170. 35.
TP316 515 205 35.
TP316L 485. 170. 35.
TP321 外径< 17,1 mm - 515; OD <17,1 mm - 205; 35.
外径> 17,1毫米- 485 OD> 17,1 mm - 170

交叉参考表astm / en不锈钢管材

不锈钢管等级
材料/喧嚣 en等级 ASTM的成绩
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 一个312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 爹妈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

无缝不锈钢管可在尺寸范围1/8″至24″,焊接不锈钢管制造范围2″至36″(ASTM A312, ASTM A358,即电熔焊奥氏体铬镍不锈钢管,或轧制)。

Astm a312管重

公称管道尺寸 外径 不锈钢管尺寸
安排5 s 附表10s. 附表40s. 80年代的时间表
(毫米) (英寸) WT /重量
毫米(在) 公斤/米 毫米(在) 公斤/米 毫米(在) 公斤/米 毫米(在) 公斤/米
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管径公差

nps. ASTM A312 / ASME SA312 OD耐受性
+ - - - - - -
英寸 毫米 英寸 毫米
1/8至1 1/2
> 1 /2到4
> 4到8
> 8到18
> 18至26
> 26 ~ 34
> 34至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 制造商可以抛光任何不锈钢管道项目到#4抛光,#6抛光,#7抛光或#8镜面抛光。
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 可提供不锈钢管,除平端和斜面端外,也可提供螺纹端(一般为NPS以下2英寸)
管道珩磨和转动 制造商可以使用精密磨耗工具珩磨不锈钢管和钢管,获得任何所需的光洁度或尺寸公差。
热处理和退火 大多数不锈钢管都可以通过热处理来改变其机械性能。
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。
但测试 在一些情况下,可能需要对不锈钢板的UT测试。

我们建议购买ASTM A312规格从ASTM网站或者IHS商店对这个主题有一个完整的理解。

双管

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

双相和超双相不锈钢可焊,具有中等的成形性。这些类型的不锈钢具有磁性,但由于奥氏体含量为50%,其程度低于铁素体、马氏体和沉淀硬化等级。

这个家庭下的共同成绩是:

  • 精益双工:UNS S32101、S32202 (UR2202)、S32304、S32003。
  • 标准双工:爹妈/ S32205 S31803母材
  • 超级双工:UNS S32760 (Zeron 100)、S32750(2507)和S32550 (Ferralium 255)
  • 超级双工: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

双相和超双相可视为“高级”不锈钢管,在市场上与传统A312不锈钢管尺寸范围相同(尺寸范围由ASME B36.19规范涵盖)。

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。

什么是双相钢?

“双相”一词指的是具有双重结构的不锈钢系列,即它们既不是像304不锈钢那样的完全奥氏体SS结构,也不是像430系列那样的标准铁素体结构。

已经开发了双面不锈钢(UNS S31803 / UNS S32205)克服300系列不锈钢的问题如316L和317L(氯化物应力腐蚀开裂,在金属暴露于含氯化物的液体或钢暴露于高温的情况下受到拉应力)。

双相钢的显微组织由奥氏体池包围着连续的铁素体相(约40-50%铁素体)。

因此,双管结合了铁素体和奥氏体不锈钢材料的质量。

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级双相通常在导致300系列不锈钢标准奥氏体级过早失效的环境中表现良好。与不锈钢316相比,它还具有更强的耐海水腐蚀能力。

值得注意的是,尽管双相不锈钢具有良好的高温氧化性能,但2205如果在300℃以上的温度下保持一段时间会出现脆化。(只有通过全溶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双管性能

爹妈 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
倪4.50 - -6.50
0.030 P马克斯
0.020年代马克斯
Si 1.00 Max.
90. 65. 25.
爹妈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
倪4.50 - -6.50
0.030 P马克斯
0.020年代马克斯
SI1.00 MAX.
95. 65. 25.

双工管道根据ASME B36.19标准制造。

超级双管

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
  • 喷射和压载水系统
  • 管道
  • 高压反渗透装置和海水管道
  • 机械应用中的高强度和耐腐蚀部件
  • 烟气脱硫系统(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。
根据PREN = Cr + 3.3Mo + 16N计算,在大多数材料形式下,超双相的抗点蚀当量均超过40。

A790超级双管性能

爹妈 化学成分 Min.Tensile
(ksi)
最小
(ksi)
伸长
%
没有S32750. C0.030马克思
Cr
24.0-26.0.
0.5最大
1.20 Max.
3.0-5.0
N0.24-0.32
6.0 - -8.0
P0.035最大
年代0.020最大
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24.0-26.0.
0.5 - -1.0
1.0马克思
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N0.2-0.3
6.0 - -8.0
P0.03马克思
年代0.01马克思
SI.1.0马克思
W0.5 - -1.0
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