Усовершенствованный сплав для экстремальных условий

Конструкторы традиционно обращались к дорогим никелевым сплавам, таким как сплав 625, как к выбору по умолчанию для требовательных применений, подверженных воздействию агрессивных жидкостей, таких как морская вода и химические растворы. Родриго Синьорелли объясняет, как марка с высоким содержанием азота может стать экономически эффективной альтернативой с гораздо более высокой коррозионной стойкостью.

Качество и сертификация всегда определяли выбор материалов для таких систем, как пластинчатые теплообменники (ПТО), трубопроводы, трубы и насосы в нефтеперерабатывающей промышленности. Технические спецификации гарантируют, что активы обеспечивают непрерывность процесса в течение длительного срока службы, одновременно защищая качество, безопасность и окружающую среду. Вот почему многие операторы включили никелевые сплавы, такие как сплав 625, в свои технические спецификации и стандарты.

Однако в настоящее время инженеры сталкиваются с необходимостью контролировать капитальные затраты, а никелевые сплавы являются дорогостоящими и подвержены волатильности цен. Это было подчеркнуто в марте 2022 года, когда цены на никель попали в заголовки газет, когда за неделю они выросли вдвое в ответ на рыночные торги. Хотя высокая цена означает, что использование никелевого сплава обходится дорого, эта изменчивость создает проблемы для инженеров-проектировщиков, поскольку внезапные изменения цен могут внезапно повлиять на прибыльность.

Поэтому, хотя они знают, что могут положиться на его качество, многие инженеры-конструкторы теперь готовы заменить сплав 625 альтернативой. Ключевым моментом является определение подходящего сплава с нужным уровнем коррозионной стойкости для систем морской воды, а также обеспечение соответствия механических свойств.

Одним из материалов, который отвечает всем требованиям, является марка EN 1.4652, также известная как Ultra 654 SMO компании Outokumpu. Она считается самой устойчивой к коррозии нержавеющей сталью в мире.

Никелевый сплав 625 содержит не менее 58% никеля, а Ultra 654 — 22%. Оба имеют примерно одинаковые уровни хрома и молибдена. Между тем, Ultra 654 SMO также содержит небольшое количество азота, марганца и меди; а сплав 625 содержит ниобий и титан, которые намного дороже никеля.

Между тем, она обеспечивает значительный шаг вперед по сравнению с нержавеющей сталью марки 316L, которая обычно считается отправной точкой для производства высокопроизводительной нержавеющей стали.

С точки зрения эксплуатационных характеристик сплав обеспечивает очень хорошую стойкость к равномерной коррозии, исключительно высокую стойкость к точечной и щелевой коррозии, а также хорошую стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением. Однако когда дело доходит до систем морской воды, сплав нержавеющей стали имеет преимущество перед сплавом 625, поскольку он обладает превосходной устойчивостью к хлоридной среде.

Морская вода чрезвычайно агрессивна из-за присутствия 18 000–30 000 частей на миллион хлорид-ионов соли. Хлориды создают риск химической коррозии для многих марок стали. Однако живые организмы в морской воде также могут приводить к созданию биопленок, которые вызывают электрохимические реакции и могут также влиять на производительность.

Легирующая смесь Ultra 654 SMO с низким содержанием никеля и молибдена делает ее значительно менее дорогостоящей, чем традиционный сплав 625 с высокими техническими характеристиками, обеспечивая при этом необходимый уровень производительности. Это обеспечивает типичную экономию средств в размере 30-40%.

Кроме того, за счет сокращения содержания ценных легирующих элементов нержавеющая сталь также снижает подверженность волатильности рынка никеля. В результате производитель может быть более уверен в точности своих проектных предложений и ценовых предложений.

Механические свойства материала являются еще одним важным фактором для инженера. Трубопроводы, теплообменники и другие системы должны выдерживать высокое давление, переменную температуру и часто механическую вибрацию или удары. Ultra 654 SMO имеет хорошие возможности в этой области. Он имеет такую ​​же высокую прочность, как и сплав 625, и значительно более высокую прочность, чем другие нержавеющие стали.

В то же время производителям нужны материалы, которые достаточно формуемы и свариваемы, чтобы обеспечить простоту производства, и которые можно легко получить в требуемых формах продукта.