بالنسبة للتطبيقات الصعبة المعرضة للسوائل المسببة للتآكل مثل مياه البحر والمحاليل الكيميائية، تحول المهندسون تقليديًا إلى سبائك النيكل عالية التكافؤ مثل سبيكة 625 كخيار افتراضي.يشرح رودريغو سينيوريلي لماذا تعد السبائك عالية النيتروجين بديلاً اقتصاديًا مع زيادة مقاومة التآكل.
موردو أنابيب لفائف الفولاذ المقاوم للصدأ 316L
أحجام الأنابيب الملفوفة من الفولاذ المقاوم للصدأ
| .125 بوصة عرض × 0.035 بوصة عرض | 0.125 | 0.035 | 6,367 |
| .250 بوصة عرض × 0.035 بوصة عرض | 0.250 | 0.035 | 2,665 |
| .250″ OD X .035″ W (15 Ra Max) | 0.250 | 0.035 | 2,665 |
| .250 بوصة عرض × 0.049 بوصة عرض | 0.250 | 0.049 | 2,036 |
| .250 بوصة عرض × 0.065 بوصة عرض | 0.250 | 0.065 | 1,668 |
| .375 بوصة عرض × 0.035 بوصة عرض | 0.375 | 0.035 | 1,685 |
| .375″ OD X .035″ عرض (15 Ra كحد أقصى) | 0.375 | 0.035 | 1,685 |
| .375 بوصة عرض × .049 بوصة عرض | 0.375 | 0.049 | 1,225 |
| .375 بوصة عرض × 0.065 بوصة عرض | 0.375 | 0.065 | 995 |
| .500 بوصة عرض × 0.035 بوصة عرض | 0.500 | 0.035 | 1,232 |
| .500 بوصة عرض × .049 بوصة عرض | 0.500 | 0.049 | 909 |
| .500″ OD X .049″ W (15 Ra Max) | 0.500 | 0.049 | 909 |
| .500 بوصة عرض × 0.065 بوصة عرض | 0.500 | 0.065 | 708 |
| .750 بوصة عرض × .049 بوصة عرض | 0.750 | 0.049 | 584 |
| .750 بوصة عرض × .065 بوصة عرض | 0.750 | 0.065 | 450 |
| 6 مم OD × 1 مم عرض | 6 ملم | 1 ملم | 2,610 |
| 8 مم OD × 1 مم عرض | 8 ملم | 1 ملم | 1,863 |
| 10 ملم OD × 1 ملم عرض | 10 ملم | 1 ملم | 1,449 |
| 12 ملم OD × 1 ملم عرض | 12 ملم | 1 ملم | 1,188 |
أنابيب ملفوفة من الفولاذ المقاوم للصدأ التركيب الكيميائي
| T304/L (UNS S30400/UNS S30403) | ||||
| Cr | الكروم | 18.0 - 20.0 | ||
| Ni | النيكل | 8.0 - 12.0 | ||
| C | كربون | 0.035 | ||
| Mo | الموليبدينوم | لا يوجد | ||
| Mn | المنغنيز | 2.00 | ||
| Si | السيليكون | 1.00 | ||
| P | الفوسفور | 0.045 | ||
| S | الكبريت | 0.030 | ||
| T316/L (UNS S31600/UNS S31603) | ||||
| Cr | الكروم | 16.0 - 18.0 | ||
| Ni | النيكل | 10.0 - 14.0 | ||
| C | كربون | 0.035 | ||
| Mo | الموليبدينوم | 2.0 - 3.0 | ||
| Mn | المنغنيز | 2.00 | ||
| Si | السيليكون | 1.00 | ||
| P | الفوسفور | 0.045 | ||
| S | الكبريت | 0.030 | ||
الفولاذ المقاوم للصدأ غير الملحومة 316 / L أحجام الأنابيب الملفوفة
| OD | حائط | ID |
| 1/16" | .010 | .043 |
| (.0625") | .020 | .023 |
| 1/8" | .035 | .055 |
| (.1250") | ||
| 1/4" | .035 | .180 |
| (.2500") | .049 | .152 |
| .065 | .120 | |
| 3/8" | .035 | .305 |
| (.3750") | .049 | .277 |
| .065 | .245 | |
| 1/2" | .035 | .430 |
| (.5000") | .049 | .402 |
| .065 | .370 | |
| 5/8" | .035 | .555 |
| (.6250") | .049 | .527 |
| 3/4" | .035 | .680 |
| (.7500") | .049 | .652 |
| .065 | .620 | |
| .083 | .584 | |
| .109 | .532 |
الدرجات المتوفرة من الأنابيب الملفوفة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ/الأنابيب الملفوفة
| أستم A213/269/249 | أونس | EN 10216-2 سلس / EN 10217-5 ملحوم | رقم المادة (WNr) |
|---|---|---|---|
| 304 | S30400 | X5CrNi18-10 | 1.4301 |
| 304 لتر | S30403 | X2CrNi19-11 | 1.4306 |
| 304 هـ | S30409 | X6CrNi18-11 | 1.4948 |
| 316 | S31600 | X5CrNiMo17-12-2 | 1.4401 |
| 316 لتر | S31603 | X2CrNiMo17-2-2 | 1.4404 |
| 316 تي | S31635 | X6CrNiMoTi17-12-2 | 1.4571 |
| 317 لتر | S31703 | FeMi35Cr20Cu4Mo2 | 2.4660 |
تحدد الجودة والشهادة اختيار المواد لأنظمة مثل المبادلات الحرارية اللوحية (PHEs) وخطوط الأنابيب والمضخات في صناعة النفط والغاز.تضمن المواصفات الفنية أن توفر الأصول استمرارية العمليات على مدار دورة حياة أطول مع ضمان الجودة والسلامة وحماية البيئة.ولهذا السبب يقوم العديد من المشغلين بإدراج سبائك النيكل مثل سبيكة 625 في المواصفات والمعايير الخاصة بهم.
ولكن في الوقت الحالي، يضطر المهندسون إلى الحد من التكاليف الرأسمالية، كما أن سبائك النيكل غالية الثمن وعرضة لتقلبات الأسعار.وقد تم تسليط الضوء على ذلك في مارس 2022 عندما تضاعفت أسعار النيكل في أسبوع بسبب تداول السوق، مما تصدر عناوين الأخبار.في حين أن الأسعار المرتفعة تعني أن استخدام سبائك النيكل مكلف، فإن هذا التقلب يخلق تحديات إدارية لمهندسي التصميم حيث أن التغيرات المفاجئة في الأسعار يمكن أن تؤثر فجأة على الربحية.
ونتيجة لذلك، أصبح العديد من مهندسي التصميم على استعداد الآن لاستبدال السبائك 625 ببدائل على الرغم من أنهم يعرفون أنه يمكنهم الاعتماد على جودتها.المفتاح هو تحديد السبيكة المناسبة ذات المستوى المناسب من مقاومة التآكل لأنظمة مياه البحر وتوفير سبيكة تتوافق مع الخواص الميكانيكية.
إحدى المواد المؤهلة هي EN 1.4652، والمعروفة أيضًا باسم Outokumpu's Ultra 654 SMO.ويعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر مقاومة للتآكل في العالم.
تحتوي سبائك النيكل 625 على 58% من النيكل على الأقل، بينما تحتوي سبائك Ultra 654 على 22%.كلاهما يحتوي تقريبًا على نفس محتوى الكروم والموليبدينوم.وفي الوقت نفسه، يحتوي Ultra 654 SMO أيضًا على كمية صغيرة من النيتروجين والمنغنيز والنحاس، وتحتوي سبيكة 625 على النيوبيوم والتيتانيوم، وسعره أعلى بكثير من سعر النيكل.
وفي الوقت نفسه، يمثل تحسنًا كبيرًا مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ 316L، والذي غالبًا ما يعتبر نقطة البداية للفولاذ المقاوم للصدأ عالي الأداء.
من حيث الأداء، تتمتع السبيكة بمقاومة جيدة جدًا للتآكل العام، ومقاومة عالية جدًا للتآكل والشقوق، ومقاومة جيدة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي.ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بأنظمة مياه البحر، فإن سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ تتمتع بميزة على السبائك 625 نظرًا لمقاومتها الممتازة لبيئات الكلوريد.
مياه البحر شديدة التآكل بسبب محتواها الملحي الذي يتراوح بين 18.000 إلى 30.000 جزء في المليون من أيونات الكلوريد.تمثل الكلوريدات خطر التآكل الكيميائي للعديد من درجات الفولاذ.ومع ذلك، يمكن للكائنات الحية الموجودة في مياه البحر أيضًا أن تشكل أغشية حيوية تسبب تفاعلات كهروكيميائية وتؤثر على الأداء.
بفضل محتواه المنخفض من النيكل والموليبدينوم، يوفر مزيج سبائك Ultra 654 SMO وفورات كبيرة في التكلفة مقارنةً بسبائك 625 التقليدية ذات المواصفات العالية مع الحفاظ على نفس مستوى الأداء.وهذا عادة ما يوفر 30-40% من التكلفة.
بالإضافة إلى ذلك، من خلال تقليل محتوى عناصر السبائك القيمة، يقلل الفولاذ المقاوم للصدأ أيضًا من مخاطر التقلبات في سوق النيكل.ونتيجة لذلك، يمكن للمصنعين أن يكونوا أكثر ثقة في دقة مقترحات التصميم وعروض الأسعار الخاصة بهم.
تعد الخواص الميكانيكية للمواد عاملاً مهمًا آخر للمهندسين.يجب أن تتحمل الأنابيب والمبادلات الحرارية والأنظمة الأخرى الضغوط العالية ودرجات الحرارة المتقلبة والاهتزازات أو الصدمات الميكانيكية في كثير من الأحيان.يتمتع Ultra 654 SMO بموقع جيد في هذه المنطقة.لديها قوة عالية مماثلة للسبائك 625 وهي أعلى بكثير من أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى.
وفي الوقت نفسه، يحتاج المصنعون إلى مواد قابلة للتشكيل واللحام توفر الإنتاج الفوري وتكون متاحة بسهولة في شكل المنتج المطلوب.
في هذا الصدد، تعتبر السبيكة خيارًا جيدًا لأنها تحتفظ بقابلية تشكيل جيدة واستطالة جيدة للدرجات الأوستنيتي التقليدية، مما يجعلها مثالية لتصميم ألواح مبادل حراري قوية وخفيفة الوزن.
كما أنها تتمتع بقابلية لحام جيدة وهي متوفرة بأشكال مختلفة بما في ذلك الملفات والصفائح التي يصل عرضها إلى 1000 مم وسمكها من 0.5 إلى 3 مم أو 4 إلى 6 مم.
ميزة أخرى من حيث التكلفة هي أن السبيكة لديها كثافة أقل من السبيكة 625 (8.0 مقابل 8.5 كجم/دم3).في حين أن هذا الاختلاف قد لا يبدو كبيرًا، إلا أنه يقلل من الحمولة بنسبة 6%، مما يمكن أن يوفر لك الكثير من المال عند الشراء بكميات كبيرة لمشاريع مثل خطوط الأنابيب الرئيسية.
على هذا الأساس، الكثافة المنخفضة تعني أن الهيكل النهائي سيكون أخف وزنًا، مما يسهل عملية النقل والرفع والتركيب.وهذا مفيد بشكل خاص في التطبيقات تحت سطح البحر والبحرية حيث يصعب التعامل مع الأنظمة الثقيلة.
نظرًا لجميع ميزات وفوائد Ultra 654 SMO - المقاومة العالية للتآكل والقوة الميكانيكية واستقرار التكلفة والقدرة على التخطيط الدقيق - فمن الواضح أن لديها القدرة على أن تصبح بديلاً أكثر تنافسية لسبائك النيكل.
وقت النشر: 27 فبراير 2023