Thép không gỉ duplex là vật liệu hai pha: khoảng một nửa ferrit, một nửa austenit. Kết quả là một họ mác có giới hạn chảy gần gấp đôi 316L, và khả năng chống nứt ăn mòn ứng suất do clorua lớn hơn nhiều, đó là lý do duplex được dùng cho nước biển, dưới biển, khử muối và môi trường hóa chất.
Longrui Forging dập thân van duplex, nắp, mặt bích, may ơ và các chi tiết thông dụng bằng F51, F53 và F55, từ 5 kg đến 520 kg mỗi chi tiết, trên máy ép đa hướng 6.000 T. Dập, xử lý hòa tan và kiểm tra được thực hiện trong cùng một cơ sở, theo chứng nhận nhà sản xuất vật liệu NORSOK M-650 của chúng tôi.
Mác duplex nào là mác nào
Các ký hiệu mác bên dưới là tên gọi theo ASTM A182, đây là thứ mà hầu hết bản vẽ duplex ghi. Tên thương mại trong ngoặc là tên người mua dùng khi trao đổi.
| Mác ASTM | UNS | Tên thương mại | PREN tối thiểu |
|---|---|---|---|
| F51 | S31803 / S32205 | 2205 | ≥ 34 |
| F53 | S32750 | 2507 | ≥ 40 |
| F55 | S32760 | Zeron 100 | ≥ 40 |
Hai điểm về hàng đầu tiên, vì chúng xuất hiện trong gần như mọi yêu cầu về duplex:
- F51 là mác duplex 22% crôm ban đầu. Thành phần sau đó được siết chặt ở đầu trên của dải để cải thiện khả năng chống rỗ mòn, và phiên bản siết chặt đó là F60 (UNS S32205). S32205 có thể được chứng nhận kép là S31803, nhưng không thể ngược lại. Nếu bản vẽ của bạn ghi F51 và chứng chỉ nhà máy ghi S32205, vật liệu theo đặc tính kỹ thuật chặt hơn, không phải vật liệu thay thế.
- PREN, cột cuối cùng, được tính từ hàm lượng crôm, molypden và nitơ và xếp hạng mức độ một mác chống rỗ trong môi trường clorua. Ứng dụng nước biển thường bắt đầu từ 34; các mác super duplex được chỉ định từ 40 trở lên.
Duplex phù hợp ở đâu và không phù hợp ở đâu
Duplex là lựa chọn đúng cho môi trường giàu clorua, ẩm và ấm vừa phải: các chi tiết dầu khí dưới biển và trên giàn, nhà máy khử muối, thiết bị công nghệ hóa chất, và thân van tiếp xúc với nước biển hoặc nước khai thác.
Đó là lựa chọn sai trên một nhiệt độ nhất định, và điều này cần biết trước khi chốt mác:
- Giòn ở 475 °C. Trên khoảng 300 °C, pha ferit bắt đầu tách ra, và tác động nghiêm trọng nhất ở khoảng 475 °C. Khoảng hình thành thường được nêu là 300 đến 525 °C, vì vậy duplex có giới hạn trên về nhiệt độ làm việc.
- Giới hạn trên không phải chỉ một con số. Các nhà cung cấp công bố nhiệt độ làm việc tối đa cho 2205 trong khoảng 250 °C đến 315 °C, tùy theo nhà máy và mã thiết kế. Tiêu chuẩn bình chịu áp lực áp dụng sẽ chi phối; khi nhiệt độ làm việc gần giới hạn, hãy cho chúng tôi biết và chúng tôi sẽ làm theo tiêu chuẩn mà dự án của bạn chỉ định.
- Pha sigma. Trong khoảng 700 °C đến 950 °C, làm nguội chậm cho phép các pha liên kim hình thành bên trong thép. Chúng làm giảm cả độ dai và khả năng chống ăn mòn, và các mác super duplex là nhạy cảm nhất. Đây là rủi ro trong quá trình chế tạo cũng như rủi ro trong sử dụng, và đó là lý do tốc độ làm nguội sau xử lý hòa tan lại quan trọng đến vậy.
- Nhiệt độ thấp. Duplex trải qua quá trình chuyển từ dẻo sang giòn, không giống thép không gỉ austenit. Các yêu cầu kỹ thuật ngoài khơi thường yêu cầu thử va đập ở −46 °C, và −80 °C là mức thấp nhất mà người ta thường dùng.
Duplex đòi hỏi gì tại xưởng rèn
Duplex được rèn trong một dải hẹp hơn so với thép carbon hoặc thép austenit, và hai điều quyết định liệu một chi tiết rèn duplex có đạt yêu cầu hay không diễn ra ở cả trước và sau máy ép:
- Nhiệt độ nung và gia công. Phôi được giữ và gia công trong một cửa sổ nhiệt độ tránh vùng liên kim, với nhiệt độ được theo dõi thay vì ước lượng, theo từng lô.
- Xử lý hòa tan và làm nguội. Sau khi rèn, chi tiết được xử lý hòa tan và làm nguội ở tốc độ được kiểm soát, để ferit và austenit trở lại cân bằng dự định thay vì bị chuyển biến một phần.
- Kiểm tra xác nhận. Thành phần hóa học trên mỗi mẻ nấu, độ bền kéo và giới hạn chảy, năng lượng va đập bao gồm bể nhiệt độ thấp, độ cứng Brinell và kiểm tra siêu âm, tất cả tại phòng thí nghiệm của chúng tôi. Hồ sơ lò và làm nguội có thể đi kèm đơn hàng.
- Hồ sơ giấy tờ. Các dự án ngoài khơi và dầu khí kiểm toán tài liệu chặt chẽ không kém gì chi tiết. Giấy phép API Spec 20C và chứng nhận NORSOK M-650 của chúng tôi là những gì các cuộc kiểm toán tìm kiếm; cả hai được trình bày trên trang chứng nhận.
2205 hay 2507: Chọn như thế nào
Hầu hết các yêu cầu về duplex đều quy về so sánh này. Bảng là bản tóm tắt của quyết định; toàn bộ dải vật liệu nằm trên trang vật liệu.
| Câu hỏi | F51 / 2205 | F53 / 2507 |
|---|---|---|
| PREN | 34 trở lên | 40 trở lên |
| Giới hạn chảy | Khoảng gấp đôi 316L | Cao hơn nữa, và là lý do để chuyển lên |
| Môi trường clorua | Nước biển, nước khai thác, hóa chất thông thường | Nước muối, clorua cao, môi trường nóng hơn hoặc ăn mòn hơn |
| Rèn và gia công cơ khí | Dễ xử lý hơn | Khó gia công hơn, cửa sổ xử lý hẹp hơn |
| Nơi thường được chỉ định | Thân van, nắp van, mặt bích, chi tiết bơm | Thiết bị dưới biển và trên boong, hệ thống nước biển, nhà máy hóa chất |
| Chi phí tương đối | Mốc cơ sở cho duplex | Cao hơn 2205, dựa trên hàm lượng hợp kim |
Nếu quý vị đang làm việc ở mức clorua hoặc nhiệt độ mà 2205 chỉ ở ngưỡng giới hạn, lựa chọn thường là chuyển sang 2507 thay vì làm dày chi tiết 316L, vì khác biệt về khả năng chống ăn mòn là quyết định về mác vật liệu chứ không phải quyết định về thiết kế. Nếu nhiệt độ làm việc là yếu tố giới hạn, câu trả lời có thể là một họ vật liệu hoàn toàn khác, và chúng tôi sẽ nói rõ như vậy.
Tài liệu kèm đơn hàng duplex
Chứng nhận kiểm tra EN 10204 3.1 được cấp mặc định cùng đơn hàng duplex, với số mẻ nấu có thể truy xuất qua kết quả thử nghiệm. Khi yêu cầu kỹ thuật của dự án yêu cầu thử nghiệm có chứng kiến, chứng nhận EN 10204 3.2 do kiểm tra viên bên ngoài tổ chức chúng tôi ký xác nhận có thể được cung cấp theo yêu cầu, và chứng nhận này được báo giá riêng thay vì bao gồm trong giá chi tiết. Trước khi gửi hàng, máy quang phổ XRF cầm tay kiểm tra lại rằng chi tiết đúng mác mà chứng nhận ghi. Trang kiểm soát chất lượng nêu rõ nội dung được kiểm tra ở từng công đoạn và hồ sơ để lại.
Dập rèn bổ sung gì cho chi tiết duplex
Vật đúc và thép thanh đều được dùng cho chi tiết duplex, và với một số hình dạng, chúng là lựa chọn đúng. Điều dập rèn bổ sung là cấu trúc được định hướng bằng biến dạng thay vì bằng đông đặc: thớ chạy dọc theo tiết diện thay vì men theo khuôn, và độ xốp bên trong được đóng lại thay vì để kiểm tra siêu âm phát hiện. Chi tiết cũng về gần hình dạng thành phẩm, điều này có giá trị với một mác khó gia công như vậy, và cân bằng ferit và austenit sau đó được phục hồi trong xử lý hòa tan tại lò của chúng tôi, với chu trình được ghi lại.
Nhà máy đằng sau đó là một chuỗi thống nhất: phôi thỏi cắt theo khối lượng, dập trên máy ép đa hướng 6.000 T, xử lý nhiệt, gia công cơ khí và kiểm tra trong cùng một nhà máy, theo chứng nhận NORSOK M-650 và giấy phép API Spec 20C của chúng tôi. So sánh tổng quát giữa hai phương án có trên trang dập rèn so với đúc.
Nội dung liên quan
Câu hỏi thường gặp
Duplex có khó dập rèn hơn 316 không?
Có. Duplex giữ độ bền cao hơn ở nhiệt độ dập rèn, nên cần lực ép lớn hơn và cửa sổ nhiệt độ hẹp hơn so với thép không gỉ austenit, và tốc độ làm nguội sau xử lý hòa tan phải được kiểm soát để duy trì cân bằng pha. Đó là kiểm soát quy trình chứ không phải một quy trình khác: cùng các dây chuyền dập rèn cả hai.
Quý vị có thể dập rèn thân van F51 không?
Có, và đây là một trong những công việc duplex thường xuyên của chúng tôi: thân van và nắp van bi loại hai mảnh và ba mảnh bằng F51, từ 1/2″ đến 12″ và từ Class 150 đến 2500. Kích thước và khối lượng có trên trang thân van.
Sự khác biệt giữa F51 và F60 là gì?
F51 là UNS S31803, duplex 22% crôm nguyên bản. F60 là UNS S32205, cùng mác với thành phần được đưa lên giới hạn trên của dải để có khả năng chống rỗ tốt hơn. S32205 có thể được chứng nhận kép là S31803, đó là lý do một chứng nhận thường mang cả hai số.
Quý vị có cung cấp chứng nhận vật liệu duplex và báo cáo thử nghiệm không?
Có. Kết quả thử thành phần và cơ tính, báo cáo UT và biểu đồ lò đều có thể được cung cấp kèm đơn hàng. Chứng nhận 3.1 được cấp mặc định; khi yêu cầu kỹ thuật của quý vị cần ký xác nhận từ bên ngoài, chứng nhận 3.2 được báo giá riêng.
Chi tiết duplex nặng nhất mà quý vị có thể dập là bao nhiêu?
Chi tiết dập đơn lẻ đạt 520 kg, và phạm vi gia công cơ khí của chúng tôi là Ø600 × 1000 mm. Các chi tiết duplex thường nằm dưới mức đó, nên khối lượng hiếm khi là giới hạn; hình dạng và chiều dày tiết diện thường quyết định tính khả thi. Gửi bản vẽ và chúng tôi sẽ xác nhận.
Gửi bản vẽ kèm mác và điều kiện làm việc, chúng tôi sẽ trả lời về tính khả thi và giá, thường trong vòng một ngày.