S31803 समुद्री जल के गड्ढे, दरार और तनाव संक्षारण क्रैकिंग डेटा में संक्षारण प्रतिरोध

डुप्लेक्स 2205(UNS S31803) समुद्री जल में अच्छा प्रदर्शन करता है, लेकिन प्रतिरक्षित नहीं है: यह क्रमशः (मानक फेरिक-क्लोराइड परीक्षणों में) लगभग 35- 40 डिग्री C और 20-25 डिग्री C से नीचे गड्ढे और दरार के हमले का प्रतिरोध करता है, और 316L की तुलना में क्लोराइड तनाव संक्षारण क्रैकिंग के लिए कहीं अधिक प्रतिरोधी है, लेकिन अच्छी डिजाइन प्रथाओं के साथ वातित समुद्री जल में लगभग 60 डिग्री C निरंतर सेवा तक सीमित होना चाहिए।

एक वाक्य में: 2205 लगभग 60 डिग्री सेल्सियस से नीचे के कई समुद्री जल कर्तव्यों के लिए एक मजबूत, लागत प्रभावी विकल्प है, लेकिन इसे निर्दिष्ट और सावधानी से बनाया जाना चाहिए - विशेष रूप से तंग दरारों और स्थिर क्षेत्रों से बचना चाहिए - अन्यथा यह किसी भी स्टेनलेस स्टील की तरह गड्ढे और दरारें बन जाएगा।

चाबी छीनना

• S31803 का PREN लगभग 32-35 है (S32205 ग्रेड 34-38 है) - कई समुद्री जल अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त है, लेकिन सभी के लिए नहीं।
• क्रिटिकल पिटिंग टेम्परेचर (सीपीटी): एएसटीएम जी48 फेरिक-क्लोराइड परीक्षण में लगभग 35{2}}40 डिग्री सेल्सियस।
• क्रिटिकल क्रेविस तापमान (सीसीटी): लगभग 20-25 डिग्री सेल्सियस - दरारें कमजोर बिंदु हैं, जो खुली सतहों की तुलना में अधिक संवेदनशील हैं।
• क्लोराइड तनाव संक्षारण क्रैकिंग (एससीसी): 2205, 316एल से कहीं अधिक प्रतिरोधी है; वातित समुद्री जल में लगभग 60 डिग्री सेल्सियस तक सुरक्षित (316एल ~60 डिग्री सेल्सियस से ऊपर विफल रहता है)।
• प्रवाह वेग मायने रखता है: ~1-1.5 मीटर/सेकेंड से ऊपर बढ़ने वाला समुद्री जल जमाव और जैव-ईंधन को रोकता है जो स्थानीयकृत क्षरण को ट्रिगर करता है।
• वेल्डिंग में ER2209 फिलर और नियंत्रित ताप इनपुट का उपयोग करना चाहिए; पोस्ट-वेल्ड पिकलिंग संक्षारण प्रतिरोध को बहाल करता है।

S31803 (डुप्लेक्स 2205) क्या है?

S31803 डुप्लेक्स 2205 के लिए मूल UNS पदनाम है, एक दो चरण (ऑस्टेनाइट + फेराइट) स्टेनलेस स्टील; नया, अधिक सख्त -विशेष संस्करण UNS S32205 है। दोनों लगभग 22% Cr, 5% Ni, 3% Mo और नाइट्रोजन साझा करते हैं, जिससे लगभग 32-38 का PREN मिलता है।

"डुप्लेक्स" माइक्रोस्ट्रक्चर - लगभग आधा फेराइट, आधा ऑस्टेनाइट - यही कारण है कि 2205 शक्ति और क्लोराइड संक्षारण दोनों में 316L को हरा देता है। फेरिटिक चरण क्लोराइड तनाव संक्षारण क्रैकिंग के मार्ग को अवरुद्ध करता है, जबकि क्रोमियम, मोलिब्डेनम और नाइट्रोजन पिटिंग प्रतिरोध को बढ़ाते हैं।

समुद्री जल में पिटिंग संक्षारण कैसे होता है?

पिटिंग वहां शुरू होती है जहां निष्क्रिय फिल्म आमतौर पर जमाव, जैव ईंधन, या खरोंच के तहत टूट जाती है - और क्लोराइड आयन उजागर धातु पर हमला करते हैं, जिससे छोटे गहरे छेद बन जाते हैं जो दीवार में छेद कर सकते हैं।

समुद्री जल आक्रामक होता है क्योंकि इसमें लगभग 19,000-35,000 पीपीएम क्लोराइड प्लस ऑक्सीजन होता है। क्लोराइड वह आयन है जो स्टेनलेस स्टील की निष्क्रिय फिल्म को तोड़ता है; ऑक्सीजन (छिड़काव/वातन से) संक्षारण कोशिका को चलाती है। गर्म पानी प्रतिक्रिया को तेज करता है। एक बार जब कोई गड्ढा न्यूक्लियेट हो जाता है, तो यह आत्मनिर्भर होता है और स्थिर क्षेत्रों में तेजी से बढ़ता है।

S31803 के लिए सीपीटी (पिटिंग) डेटा क्या है?

एएसटीएम जी48 फेरिक -क्लोराइड परीक्षणों में, एस31803 / एस32205 लगभग 35-40 डिग्री सेल्सियस का क्रिटिकल पिटिंग तापमान (सीपीटी) दिखाता है। इस तापमान से ऊपर आक्रामक क्लोराइड में पिटिंग का खतरा तेजी से बढ़ जाता है।

सीपीटी को एएसटीएम जी48 विधि ए के अनुसार मापा जाता है (गड्ढे दिखाई देने तक बढ़ते तापमान पर 6% FeCl3)। वास्तविक समुद्री जल में FeCl3 घोल की तुलना में कम क्लोराइड होता है, इसलिए फ़ील्ड सीपीटी अधिक - होता है लेकिन परीक्षण एक रूढ़िवादी रैंकिंग देता है। व्यावहारिक मार्गदर्शन: 2205 लगभग 30-35 डिग्री सेल्सियस से नीचे खुले, बहते समुद्री जल के लिए विश्वसनीय है; उससे ऊपर, डिज़ाइन मार्जिन सिकुड़ जाता है और 2507 (सुपर डुप्लेक्स) या उच्चतर मिश्र धातुओं को प्राथमिकता दी जाती है।

समुद्री जल में दरार संक्षारण कैसे व्यवहार करता है?

दरार का क्षरण 2205 के लिए गड्ढे से भी बदतर है: बोल्ट वाले जोड़ों, गास्केट, लैप वेल्ड, या समुद्री विकास के तहत, स्थिर समुद्री जल ऑक्सीजन को कम कर देता है और अम्लीकृत हो जाता है, जिससे दरार के अंदर धातु पर हमला होता है।

चूँकि दरारें पानी को फँसा लेती हैं और ऑक्सीजन की पूर्ति को रोक देती हैं, अंदर की धातु एनोडिक हो जाती है और ऐसे तापमान पर भी संक्षारित हो जाती है जहाँ खुली सतहें सुरक्षित होती हैं। यह समुद्री जल में स्टेनलेस स्टील्स के लिए सबसे आम विफलता मोड है।

S31803 के लिए सीसीटी (क्रेविस) डेटा क्या है?

एएसटीएम जी48 फेरिक {{2}क्लोराइड परीक्षण में 2205 का क्रिटिकल क्रेविस तापमान (सीसीटी) लगभग 20 -25 डिग्री सेल्सियस है - जो कि इसके सीपीटी से लगभग 10-15 डिग्री सेल्सियस कम है, यह पुष्टि करता है कि दरारें सीमित कारक हैं।

डिज़ाइन पाठ: 2205 समुद्री जल सेवा को ठंडा रखें (दरार वाले क्षेत्रों में लगभग 25-30 डिग्री सेल्सियस से नीचे), निरंतर प्रवाह का उपयोग करें, और सीलिंग या कैथोडिक सुरक्षा के बिना तंग बोल्ट वाली दरारों से बचें।

2205 तनाव संक्षारण क्रैकिंग के प्रति कितना प्रतिरोधी है?

2205 अपने फेरिटिक चरण के कारण 316L की तुलना में क्लोराइड SCC के प्रति नाटकीय रूप से अधिक प्रतिरोधी है, जो दरार के प्रसार को रोकता है। इसे आम तौर पर लगभग 60 डिग्री सेल्सियस तक वातित समुद्री जल में सुरक्षित माना जाता है, जबकि 316एल ~60 डिग्री सेल्सियस से ऊपर टूट सकता है।

क्लोराइड एससीसी को तीन चीजों की आवश्यकता होती है: तन्य तनाव, क्लोराइड, और पर्याप्त तापमान . 316एल (पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक) गर्म क्लोराइड में एससीसी द्वारा आश्चर्यजनक रूप से अक्सर विफल हो जाता है। 2205 का फेरिटिक आधा दरारों को चलने से रोकता है, जिससे थ्रेसहोल्ड तापमान काफी बढ़ जाता है। उद्योग अभ्यास (उदाहरण के लिए, नॉरसोक एम-001) समुद्री जल में डुप्लेक्स स्टेनलेस को लगभग 60 डिग्री सेल्सियस तक सीमित करता है जब तक कि अन्यथा सत्यापित न हो।

समुद्री जल में S31803 बनाम 316L बनाम 2507

समुद्री जल के लिए: 316एल सीमांत है और आमतौर पर निरंतर विसर्जन के लिए इसे टाला जाता है; 2205 ठंडे समुद्री जल को प्रवाहित करने के लिए मानक किफायती वर्कहॉर्स है; 2507 गर्म, उच्च वेग या उच्च क्लोराइड समुद्री जल के लिए प्रीमियम विकल्प है।

समुद्री जल के प्रदर्शन को नियंत्रित करने वाले प्रमुख कारक

समुद्री जल में 2205 के जीवित रहने पर पाँच कारक हावी हैं: तापमान, प्रवाह वेग, ऑक्सीजन, दरारें/जमा, और जैव ईंधन। इन्हें नियंत्रित करें और 2205 दशकों तक प्रदर्शन करें।

• तापमान: दरार वाले क्षेत्रों में ~30-35 डिग्री सेल्सियस से नीचे रहें, एससीसी सुरक्षा के लिए अधिकतम ~60 डिग्री सेल्सियस।
• प्रवाह वेग: जमाव और जैव दूषण को रोकने के लिए ~1-1.5 मीटर/सेकेंड से ऊपर रखें; स्थिर मृत पैरों से बचें.
• ऑक्सीजन: वातित (छिपे हुए) क्षेत्र अधिक संक्षारक होते हैं लेकिन स्वतः निष्क्रिय भी होते हैं; पूर्ण गीलापन के लिए डिज़ाइन, रुक-रुक कर नहीं।
• जमा और समुद्री विकास: नियमित रूप से साफ करें; गंदगी से उस गड्ढे में दरारें पड़ जाती हैं।
• कैथोडिक संरक्षण: 2205 को बलि एनोड (Zn/Al) या प्रभावित धारा से जोड़ने से बसे हुए क्षेत्रों में जीवन का विस्तार होता है।

वेल्डिंग और फैब्रिकेशन का संक्षारण पर प्रभाव

सही वेल्डिंग 2205 संक्षारण प्रतिरोध को बरकरार रखती है; गलत हीट इनपुट या स्किपिंग पोस्ट-वेल्ड की सफाई इसे बर्बाद कर सकती है। ईआर2209 फिलर का उपयोग करें, 150 डिग्री सेल्सियस से नीचे इंटरपास को नियंत्रित करें, और वेल्डिंग के बाद हमेशा पिकल/पैसिवेट करें।

• फिलर: PREN और फेज़ संतुलन बनाए रखने के लिए ER2209 (मैचिंग डुप्लेक्स)।
• हीट इनपुट: ~0.5-2.5 केजे/मिमी में रखें; बहुत गर्म होने पर भंगुर सिग्मा चरण बनता है, बहुत ठंडा होने पर अतिरिक्त फेराइट निकलता है।
• चरण संतुलन: लक्ष्य 35-65% फेराइट; पीएमआई/फेराइट स्कोप से सत्यापित करें।
• पोस्ट{{0}वेल्ड: पिकलिंग + पैसिवेशन क्रोमियम से समृद्ध निष्क्रिय फिल्म को पुनर्स्थापित करता है; अकेले पीसना पर्याप्त नहीं है.
• कार्बन स्टील संदूषण से बचें (लोहे के कण जंग के धब्बे का कारण बनते हैं) - समर्पित उपकरणों का उपयोग करें।

समुद्री जल में 2205 का उपयोग कब नहीं करना चाहिए

Do not use 2205 for warm (>60 deg C) stagnant seawater, tight unvented crevices at >30 डिग्री सेल्सियस, इसके सीपीटी, या क्रायोजेनिक/एलएनजी ड्यूटी के ऊपर निरंतर विसर्जन। उन मामलों में 2507, 6मो सुपर ऑस्टेनिटिक, या निकल मिश्र धातु तक कदम बढ़ाएं।

• गर्म, ऑक्सीजन से भरपूर, कम प्रवाह वाला समुद्री जल ~35-40 डिग्री सेल्सियस से ऊपर: 2507 या 6एमओ चुनें।
• उष्णकटिबंधीय जल में टाइट बोल्ट वाली फ्लैंज दरारें: सील, सीपी, या अपग्रेड मिश्र धातु।
• क्रायोजेनिक समुद्री जल/एलएनजी (-162 डिग्री सेल्सियस): 304एल/316एल का उपयोग करें, डुप्लेक्स का नहीं।
• उच्च H2S + क्लोराइड (खट्टा) गंभीर सेवा: NACE MR0175 सत्यापित करें और 2507 पर विचार करें।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: क्या S31803, 2205 के समान है?

उत्तर: S31803 डुप्लेक्स 2205 के लिए मूल UNS है; S32205 सख्त, उच्च नाइट्रोजन/मोलिब्डेनम रसायन और थोड़ा बेहतर संक्षारण प्रतिरोध वाला नया संस्करण है। अधिकांश मिलें अब S32205 की आपूर्ति करती हैं।

प्रश्न: क्या 2205 का उपयोग समुद्री जल में किया जा सकता है?

उत्तर: हां, बहने के लिए, अच्छे डिजाइन के साथ ठंडा (लगभग 30-35 डिग्री सेल्सियस दरार / 60 डिग्री सेल्सियस एससीसी से नीचे) समुद्री जल। यह गर्म स्थिर समुद्री जल या सुरक्षा के बिना तंग दरारों के लिए नहीं है।

प्रश्न: डुप्लेक्स 2205 का सीपीटी क्या है?

ए: एएसटीएम जी48 फेरिक-क्लोराइड परीक्षण में लगभग 35-40 डिग्री सेल्सियस; वास्तविक समुद्री जल में क्षेत्र का प्रदर्शन आम तौर पर बेहतर होता है लेकिन डिज़ाइन में मार्जिन रखना चाहिए।

प्रश्न: क्या 2205 समुद्री जल में 316एल से बेहतर है?

उत्तर: हां - 2205 में 316एल का पीआरईएन लगभग 1.3-1.5 गुना है और क्लोराइड एससीसी प्रतिरोध कहीं बेहतर है, जिससे यह मानक विकल्प बन जाता है जहां 316एल विफल हो जाएगा।

प्रश्न: क्या 2205 को समुद्री जल में कैथोडिक संरक्षण की आवश्यकता है?

उत्तर: हमेशा नहीं, लेकिन स्थिर या दरार वाले क्षेत्रों में बलि एनोड से जुड़ने से जीवन में काफी वृद्धि होती है और यह आम बात है।

प्रश्न: समुद्री जल में 2205 के लिए कौन सा तापमान सुरक्षित है?

उत्तर: एससीसी से बचने के लिए दरार वाले क्षेत्रों को लगभग 25-30 डिग्री सेल्सियस से नीचे और समग्र सेवा को लगभग 60 डिग्री सेल्सियस से नीचे रखें; ठंडा और बहना हमेशा सुरक्षित होता है।

निष्कर्ष

S31803 / डुप्लेक्स 2205 कई समुद्री जल अनुप्रयोगों के लिए एक सिद्ध, लागत प्रभावी सामग्री है, जिसमें PREN लगभग 32-38, CPT लगभग 35-40 डिग्री C, CCT लगभग 20-25 डिग्री C, और क्लोराइड SCC प्रतिरोध 316L से कहीं बेहतर है। इसकी सीमाएं स्पष्ट हैं: दरारें और गर्म स्थिर पानी इसके दुश्मन हैं, और निरंतर सेवा लगभग 60 डिग्री सेल्सियस से नीचे रहनी चाहिए।

सामान्य नियम: नियंत्रित दरारों वाले ठंडे, बहते समुद्री जल के लिए, 2205 स्मार्ट डिफ़ॉल्ट है। गर्म, उच्च -क्लोराइड, या गंभीर दरार वाली सेवा के लिए, सुपर डुप्लेक्स 2507 तक जाएँ।

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