Hastelloy C-22 VS. C-22HS – námořní inženýrství

Předmluva

 

Vzhledem k tomu, že hlubinné-těžby ropy a zemního plynu a mořského dna pokračují ve stále náročnějších prostředích, rostou i požadavky na konstrukční materiály v námořních zařízeních. Nedostatečná pevnost slitin odolných proti korozi-spojená s náchylností vysoko-oceli ke korozi způsobené chloridy byla dlouho vyvažujícím faktorem.

 

Hastelloy C-22 se svou vynikající odolností proti korozi je široce používán v offshore operacích. Jeho derivát, C-22HS, prochází speciálním tepelným zpracováním, jehož výsledkem je výrazně zvýšená pevnost a poskytuje nové řešení pro výběr materiálů pro lodní inženýrství.

 

Tento článek nastiňuje rozdíly ve složení a výkonu mezi C-22 a C-22HS s cílem poskytnout podporu pro výběr materiálů pro námořní techniku.

 

 

 

Průmyslové výzvy námořního inženýrství

 

Jak je dobře známo, hlavní problém, kterému čelí námořní inženýrství, spočívá v tom, že extrémní prostředí hlubinného moře klade dvojí požadavky na vysokou-pevnost a odolnost materiálů proti korozi, což je požadavek, který tradiční materiály často nesplňují.

 

Konkrétně to lze shrnout do následujících vzájemně propojených dilemat:

 

 

 

Stejný rodokmen, stejný původ, optimalizace výkonu

 

C-22HS není zcela nová slitina nezávislá na C-22; je založen na novém výzkumu C22, společné cestě pro inženýry ke zlepšení stávajících materiálů. Proto je na úrovni chemického složení C-22HS zcela v rozmezí C-22 – obsahy hlavních prvků niklu, chrómu a molybdenu jsou v podstatě stejné a požadavky na kontrolu prvků nečistot jsou také stejné. V systémech norem ASTM a ASME je C-22HS výslovně klasifikován jako tepelně zpracovaný derivát slitiny C-22, spíše než jako samostatná paralelní odrůda.

 

 

Jak je vidět z výše uvedené tabulky, oba mají v podstatě stejné chemické složení, jen s drobnými úpravami.

 

Stejný základní materiál, jiný "vzorec"

 

Rozdíl nespočívá ve „vzorci“, ale v „procesu“. Standard C-22 používá rozpouštěcí žíhání, zatímco C-22HS podstupuje dodatečné ošetření stárnutím. Výsledek: skoky meze kluzu z 359 MPa na 1345 MPa, stejné chemické složení, odlišná mikrostruktura.

 

Zvažte grafit a diamant: stejné složení, ale drasticky odlišné vlastnosti. C-22 a C-22HS pracují na stejném principu, pouze k jejich přeměně dochází uvnitř pece, nikoli pod zemí.

 

Kvůli stejnému chemickému složení zdědí C-22HS všechny „geny“ C-22 odolné proti korozi-. Hodnoty PREN, odolnost proti štěrbinové korozi a svařitelnost jsou v podstatě stejné. Inženýři mohou přímo aplikovat desítky let dat o korozi a konstrukčních zkušeností od C-22 po C-22HS – aniž by začínali od nuly.

 

Tak proč přidávat "HS"?--Jaké jsou rozdíly mezi Hastelloy C22 a C22HS?

 

Význam „HS“ je přímočarý-je to zkratka pro High Strength.

 

Doslovný význam-vysoká síla

 

Toto je nejintuitivnější pochopení. Mez kluzu C-22HS (Větší nebo rovna 1345MPa) je téměř čtyřikrát vyšší než u standardního C-22 (Větší nebo rovna 359MPa) a jeho pevnost v tahu je také více než dvojnásobná. Přidání "HS" v označení stupně jasně naznačuje: "Jsem vysoce pevná verze v této rodině."

 

Hlubší význam: vysoká pevnost pochází z tepelného zpracování

 

„HS“ není jen ukazatelem výkonu; to také znamená výrobní proces-Vysoká pevnost pochází ze speciálního tepelného zpracování stárnutím. Standard C-22 je ve stavu rozpouštěcím žíháním, zatímco C-22HS prochází po úpravě roztokem dalšímu procesu stárnutí, přičemž dochází k precipitaci nanometrových zpevňujících fází a dalšímu zvýšení jeho pevnosti.

 

Takže vzhledem k tomu, že hlavní chemické složení zůstává nezměněno, co může nejintuitivněji demonstrovat rozdíl?

 

Rozdíly v mechanických vlastnostech (bar/teplota místnosti)

 

Poznámka: Vzhledem k různým měřítkům nelze tvrdost přímo porovnávat. Pro hrubou referenci, 84 HRBW je přibližně méně než 20 HRC.

 

Tabulka ukazuje, že mez kluzu C22HS je přibližně 4,5krát vyšší než mez kluzu C22. Při stejném konstrukčním namáhání může použití C22HS výrazně snížit-velikost průřezu, což má velký význam pro prostorově{5}}omezené aplikace, jako jsou vrtací nástroje. Zvýšená pevnost však přichází za cenu snížené plasticity; proto C22HS není vhodný pro aplikace vyžadující rozsáhlé tváření za studena.

 

Odolnost proti korozi štěrbiny mořské vody (aSTM G48)

 

 

Proto je vidět, že oba jsou téměř ve stejné třídě a C22HS je lepší v žíhaném stavu, přičemž jeho pevnost se po stárnutí zdvojnásobí, přičemž jeho odolnost proti korozi není výrazně snížena. Co však potřebujeme vědět, není „co je silnější“, ale to, že C-22HS si stále zachovává stejnou úroveň odolnosti proti korozi jako C-22 ve stavu vysoké pevnosti, v čemž spočívá jeho hodnota.

 

Rozdíly v procesech tepelného zpracování

 

 

Oblasti použití

 

 

Rozdíl mezi C-22 a C-22HS v podstatě odráží klasickou cestu ve vývoji inženýrských materiálů: vývoj derivátů založených na vyzrálých slitinových systémech prostřednictvím mikrostrukturní kontroly. C-22 pokrývá „šířkové“-velkoplošné-korozi odolné{10}}komponenty; C-22HS prolomí "hloubkové" vysoce namáhané nosné uzly.

 

Ani jedno není ze své podstaty nadřazené nebo podřadné; spíše, každý zaujímá své vlastní místo a využívá své silné stránky, přičemž nadále hraje nezastupitelnou roli ve svých příslušných oblastech odborných znalostí.

 

Zřeknutí se odpovědnosti: Údaje v tomto článku jsou typické hodnoty nebo referenční rozsahy a jsou pouze orientační. Skutečný výkon podléhá certifikátu kvality materiálu a naměřeným údajům. Návrhy na výběr materiálu jsou obecným vodítkem; Konkrétní výběr konzultujte s dodavatelem materiálu nebo odborným inženýrem.

 

 

 

Skupina Lork
Oddělení marketingových operací
 E-mail:layla@lorkgroup.com
 WhatsApp:+86 199 3707 5488