Sandvik 3RE60: Stainless Steel Duplex Tinggi Performa untuk Ketahanan Korosi

3RE60 adalah materi yang unggul untuk digunakan dalam lingkungan yang mengandung klorida di mana korosi lobang dan retak korosi tegangan adalah masalah potensial. Dalam lingkungan tersebut, 3RE60 jauh lebih unggul dibandingkan stainless steel austenitik standar. Materi ini sangat cocok untuk digunakan dalam pemanas pemanas yang bekerja dengan air pendingin dengan kandungan klorida sedang.

Contoh aplikasi typis ditemukan dalam rafineri minyak, pabrik kimia dan petrokimia, serta dalam industri pulp.

Kekuatan dan kekerasan tinggi 3RE60 menjadikan materi ini alternatif yang menarik dibandingkan stainless steel austenitik dalam struktur yang diterima beban berat atau aus.

Persetujuan:

• Disetujui untuk digunakan dalam konstruksi ASME Boiler and Pressure Vessel Code section VIII div. 1 dan 2 NGS 1604 (Aturan Nordic untuk aplikasi SS 2376)
• VdTÜV-Werkstoffblatt 385 (Stahl feritisch-austenitik tidak berkarat).

Jika 3RE60 terkena suhu di atas 300 °C (570 °F) untuk waktu yang lama, struktur mikro berubah yang mengakibatkan penurunan kekuatan retak. Efek ini tidak selalu mempengaruhi perilaku materi pada suhu operasi. Misalnya, tabung pemanas dapat digunakan pada suhu yang lebih tinggi tanpa masalah. Hubungi Sandvik untuk saran.

Untuk aplikasi tabung tekanan, 300 °C (570 °F) diperlukan sebagai maksimum sesuai VdTÜV-Wb 385 dan NGS 1604.

Pengeboran

Persyaratan gaya untuk pengeboran 3RE60 sekitar dua kali lebih tinggi dibandingkan AISI 304L/316L, namun ketika tegangan leleh terlampaui, deformasi plastis terjadi sama mudahnya di 3RE60 seperti di stainless steel austenitik. 3RE60 dapat dibentuk dingin hingga 25% deformasi tanpa memerlukan pemanasan panas selanjutnya. Namun, dalam kondisi layanan di mana risiko retak korosi tegangan mulai meningkat, misalnya di mana suhu materi hampir 150°C (300°F) dalam lingkungan yang mengandung oksigen dengan sekitar 100 ppm Cl–, pemanasan panas direkomendasikan bahkan setelah pembentukan dingin sedang.

Korosi Umum

Dari segi ketahanan terhadap korosi umum, 3RE60 setara atau lebih unggul dibandingkan AISI 316L dalam sebagian besar media. Tabel di bawah ini berisi contoh data korosi yang diperoleh dari uji laboratorium dalam asam formiat dan asam klorida.

Ketahanan terhadap asam sulfat ditunjukkan oleh diagram isokorosi dalam gambar 3. Diagram menunjukkan bahwa 3RE60 setara dengan AISI 316L dalam hal ini.

Untuk penggunaan dalam kondisi oksidasi yang kuat, misalnya dalam asam salpeter, 3RE60 tidak direkomendasikan. Dalam lingkungan tersebut, stainless steel austenitik harus dipilih, misalnya Sandvik 3R12 (AISI 304L) atau stainless steel khusus Sandvik 2RE10 (AISI 310L).

Korosi Lobang: Ketahanan korosi lobang stainless steel dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kandungan kromium dan molibdenum, misalnya. Dibandingkan stainless steel tipe AISI 316, 3RE60 memiliki kandungan kromium yang lebih tinggi dan oleh karena itu ketahanan lebih baik terhadap korosi lobang. Dibandingkan stainless steel tipe AISI 304, yang tidak mengandung molibdenum, 3RE60 jelas jauh lebih unggul. Hal ini dikonfirmasi oleh pengukuran potensiostatis suhu kritis untuk iniciasi korosi lobang (CPT) yang dilakukan dalam larutan air yang mengandung klorida, gambar 4.

Retak Korosi Tegangan: Stainless steel austenitik standar AISI 304L dan AISI 316L rentan terhadap retak korosi tegangan (SCC) dalam larutan yang mengandung klorida pada suhu di atas sekitar 60°C (140°F).

Stainless steel duplex jauh lebih tidak sensitif terhadap jenis korosi ini. Ketahanan baik 3RE60 terhadap SCC telah terbukti melalui uji laboratorium, namun lebih signifikantnya melalui pengalaman operasional yang luas selama 20 tahun terakhir. Pengalaman operasional dan hasil uji laboratorium telah dikumpulkan dalam gambar 5.

Diagram menunjukkan rentang suhu-klorida di mana 3RE60 dan stainless steel standar AISI 304L dan AISI 316L dapat digunakan tanpa risiko retak korosi tegangan. Pada kandungan klorida tinggi, ketahanan terhadap korosi lobang sering menjadi faktor pembatas. Dalam hal tersebut, kami merekomendasikan penggunaan stainless steel duplex Sandvik SAF 2205, stainless steel dengan 22% Cr, 5.5% Ni dan 3% Mo.

Hasil uji laboratorium yang dilakukan dalam klorida kalsium ditunjukkan dalam gambar 6. Uji dilanjutkan hingga gagal atau maksimum 500 jam. Diagram menunjukkan ketahanan SCC yang jauh lebih besar 3RE60 dibandingkan stainless steel standar austenitik AISI 304L dan AISI 316L.

Korosi Intergranular: 3RE60 adalah anggota keluarga stainless steel duplex modern yang komposisinya telah diseimbangkan sedemikian rupa sehingga, saat dipasang, pembentukan ulang austenit di zona terpengaruh panas di sebelah las terjadi dengan cepat. Ini menghasilkan mikrostruktur yang memberikan properti korosi dan keawetan yang setara dengan logam induk. Pengalaman panjang dengan 3RE60 dalam struktur las telah mengonfirmasi ketahanan tinggi stainless steel terhadap korosi intergranular.

Korosi Lubang: Sama seperti ketahanan terhadap korosi lobang dapat dikaitkan dengan kandungan kromium dan molibdenum stainless steel, demikian pula ketahanan terhadap korosi lubang. 3RE60 oleh karena itu memiliki ketahanan lebih baik terhadap korosi lubang dibandingkan stainless steel tipe AISI 316L.

Erosi Korosi

Stainless steel tipe AISI 316L diserang oleh erosi korosi jika terpapar media yang mengalir yang mengandung partikel padat yang sangat mengasah. Karena kekerasan tinggi, 3RE60 menunjukkan ketahanan yang sangat baik dalam kondisi tersebut.

Kelelahan Korosi: Dalam aplikasi tertentu, misalnya gulungan hisap di pabrik kertas, ketahanan materi terhadap kelelahan korosi memiliki pengaruh krusial pada umur pakainya. Uji laboratorium telah menunjukkan bahwa 3RE60 memiliki kekuatan kelelahan yang jauh lebih baik dalam kondisi korosif dibandingkan stainless steel tipe AISI 316L. Ini berlaku baik untuk materi yang dianil-anelasi maupun yang dipasang. Perbedaan antara dua grade stainless steel dijelaskan oleh kekuatan mekanik yang lebih unggul 3RE60.

Uji kelelahan lentar putar telah dilakukan pada 3RE60 dan AISI 316L pada suhu kamar dalam larutan yang mengandung 400 ppm Cl– dan 250 ppm SO42–, pH = 3.5. Hasil uji ditunjukkan dalam gambar 7.

Dibandingkan stainless steel austenitik, 3RE60 memiliki kekuatan tegangan leleh 0.2% yang lebih tinggi dan kekuatan tarik yang lebih tinggi. Hal ini harus diingat saat memperluas tabung ke lembar tabung. Metode memperluas normal dapat digunakan, namun perluasan memerlukan gaya awal yang lebih tinggi dan harus dilakukan dalam satu operasi.

Tabung biasanya dikirim dalam kondisi pemanasan panas. Jika pemanasan panas tambahan diperlukan setelah pemrosesan lebih lanjut, berikut direkomendasikan.

Anelasi Larutan: 990-1130°C (1815-2065°F), pendinginan cepat di udara atau air.

Pemanasan panas dilakukan dalam bentuk anelasi larutan (lihat di bawah judul ini) atau anelasi resistensi.

Pembentukan panas dilakukan pada 1100-950°C (2010-1740°F) dan harus diikuti oleh anelasi larutan.

Pemesinan mekanis stainless steel selalu memerlukan penyesuaian data pemotongan dan metode pemesinan untuk memberikan hasil yang memuaskan. Saat pengelasan dilakukan dengan alat bersuji karbida, kecepatan pemotongan harus dikurangi 20% untuk pemesinan finishing dan 60% untuk pemesinan kasar dibandingkan kecepatan pemotongan yang diterapkan untuk AISI 316. Hal yang hampir sama berlaku untuk operasi lainnya. Jika alat steel kecepatan tinggi digunakan, kecepatan pemotongan yang hampir sama dapat digunakan seperti untuk AISI 316.

Rekomendasi rinci untuk pemilihan alat dan data pemotongan disediakan dalam brosur S-1,462-ENG. Pilih data seperti grade 5R60 (AISI 316), dengan memperhatikan komentar di atas.

Bentuk Pasokan:

Tabung dan pipa seamless dalam Sandvik 4C54 disediakan dalam dimensi hingga 125 mm diameter luar dalam kondisi anelasi larutan dan pickling putih atau dalam kondisi anelasi cerah.

Bentuk pasokan lainnya

Sandvik 3RE60 juga dapat disediakan dalam bentuk:

• Tabung dan pipa las
• Fitting
• Strip, dianilasi atau digiling dingin hingga berbagai tingkat kekerasan
• Besi batang
• Lembar, sheet, dan strip lebar
• Lemaran tabung dipadatkan

Tabung dan pipa seamless: Tabung seamless untuk pemanas sesuai ASTM A789 tersedia dalam kondisi anelasi larutan dan pickling putih dalam ukuran (dinding rata-rata): 32 x 1.5 mm.

Logam tambahan untuk las tersedia dalam diameter berikut:

• kawat las Sandvik 22.8.3.L
• 0.80, 1.60, 2.0 dan 2.4 mm (2/64, 1/16, 5/64 dan 3/32 in.)
• elektroda terlapisi Sandvik 22.9.3.LR
• 2.5, 3.25 dan 4.0 mm (3/32, 1/8 dan 5/32 in.)

Keletasan las Sandvik 3RE60 baik. Las harus dilakukan tanpa pemanasan awal dan pemanasan panas selanjutnya biasanya tidak diperlukan. Metode las gabungan yang cocok adalah las logam tunggal manual (MMA/SMAW) dan las busa gas, dengan metode TIG/GTAW sebagai pilihan pertama.

Untuk Sandvik 3RE60, input panas 0.5-2.5 kJ/mm dan suhu antar pass di bawah 150°C (300°F) direkomendasikan.

Logam tambahan yang direkomendasikan:

• Las TIG/GTAW atau MIG/GMAW
  • ISO 14343 S 22 9 3 N L / AWS A5.9 ER2209 (mis. Exaton 22.8.3.L)
• Las MMA/SMAW
  • ISO 3581 E 22 9 3 N L R / AWS A5.4 E2209-17 (mis. Exaton 22.9.3.LR)