PDF《2205双相不锈钢在制药和生》

2205 应力腐蚀开裂 无应力腐蚀开裂 AISI 304L AISI 316L 推荐的焊缝填充金属为ER2209(UNS S39209,EN 1600),只有在焊接之后能 够进行焊缝固溶退火处理以恢复耐腐蚀性 的情况下,才推荐采用不使用填充金属的 自熔焊.进行固溶退火处理时,将部件加热 到至少1900°F(1040°C)的温度,然后 快速冷却. 鉴于可能导致产品污染,要求对严重 红锈的材料表面进行清洁,而清洁作业的 成本高、耗时长.因此,有必要要求制药 和生物科技所使用的候选材料至少具备与 316L不锈钢相同的耐红锈能力.曾经对包 括316L不锈钢和2205双相不锈钢(

3、4) 在内的材料进行过红锈现象的系统调查研 究.根据这项研究,2205不锈钢耐红锈的 能力至少与316L不锈钢相当. 红锈

6 表3 焊接2205双相不锈钢管道所使用的自耗嵌块材料 嵌块材料 具体合金和牌号 镍铬钼合金 UNS - N06625, N10276, N06022 (EN - 2.4856, 2.4819, 2.4602) 6% Mo 牌号 UNS - N08367, S31254, N08926 (EN - NA., 1.4547, 1.4529) 超级双相不锈钢Steels UNS - S32750, S32760 (EN - 1.4410, 1.4501) 双相不锈钢如2205的熔透性和流动性 比316L不锈钢差,所以焊接速度较慢.因为2205双相不锈钢熔透性差,所以需要修 改接头的形状.2205双相不锈钢需要比 316L不锈钢更宽的坡口角度、更大的根部间隙和更小的钝边,以便获得完全熔透的 焊缝. 图7 电解抛光的2205双相不锈钢板(样品来源:DCI公司) 许多制药和生物科技应用都要求与产 品接触的表面经过电解抛光处理.因此, 能够提供高质量电解抛光表面的能力就成 为了一项重要的材料特性.2205双相不锈 钢可以电解抛光至15微英寸(0.38微米) 或更高的光洁度,这样的光洁度满足或超 过了ASME BPE标准(6)对电解抛光表面 的表面光洁度要求.尽管2205双相不锈钢 能够轻易满足制药和生物科技行业对表面 光洁度的要求,但经电解抛光的2205不锈 钢表面并不像电解抛光后316L不锈钢表面 那样光亮.这种差异是因为在电解抛光过 程中,铁素体相比奥氏体相的金属溶解率 略高. 双相不锈钢的电解抛光 标准规范和质量控制标准 北美和欧洲的很多行业和国家标准都 包含了2205双相不锈钢.ASTM A 240标 准目前列出了2205双相不锈钢的两种牌号 S31803和S32205.S32205的铬、钼和氮 最低含量要求稍微高一些,但仍然在S31803的化学成份范围内.开发这个牌号 的目的,是为了解决某些S31803焊缝热影 响区(HAZ) 潜在的耐腐蚀性和韧性损失的问题.因此,推荐用户指定S32205牌号.如果要求使用S31803,有些时候是因 为此牌号包含在ASME标准当中,用户应当 要求所有S31803牌号的化学成份也满足 S32205牌号的成分要求,以便获得预期的 一致特性. 表 4给 出了2205双相不锈钢重要的ASTM产品和质量控制标准,表5列出了双 相不锈钢的一些相关国际标准.最新的ASME BPE-2009标准包括了2205双相不锈 钢.双相不锈钢还包括在API 650标准中, 此标准规定了立式、圆柱型及地上贮罐的 设计、材料、加工制造、安装和测试要求. 如果焊接设备允许使用填充焊丝,则 采用2209填充焊丝可进行2205不锈钢管的 轨道焊接.也可以不用填充焊丝,而使用 成分适当地过合金化的自耗嵌块.表3汇总 了焊接2205双相不锈钢管道所使用的嵌块 材料.关于双相不锈钢管道焊接的其它指 导说明,见参考文献5.

7 表4 2205双相不锈钢ASTM产品和质量控制标准汇总 产品形式 相关的ASTM标准规范 锻制管道法兰和管件 A182C高温设备用锻制或轧制合金和不锈钢管法兰、锻制管件以及阀门和部件 板材、薄板和带材 A240C压力容器和一般用途铬和铬镍不锈钢板、薄板和带材 无缝和焊接卫生用管 A270C卫生设施用无缝和焊接奥氏体和铁素体-奥氏体不锈钢管道 棒材和型材 A276C不锈钢棒材和型材 无缝和焊接管道 A789C一般用途无缝和焊接铁素体―奥氏体不锈钢管道 无缝和焊接管道 A790C无缝和焊接铁素体―奥氏体不锈钢管道 管件 A815C锻轧铁素体、铁素体-奥氏体、马氏体不锈钢管配件 焊接管道 A928C采用填充金属的电熔焊铁素体-奥氏体(双相)不锈钢管道 铸件 A890C一般用途的铁-铬-镍-钼耐蚀双相(奥氏体-铁素体)不锈钢铸件标准规范 A995C承压部件用奥氏体-铁素体(双相)不锈钢铸件标准规范 质量控制 A923C检测双相(奥氏体-铁素体)不锈钢的有害金属间相 腐蚀试验 G48C采用三氯化铁溶液进行不锈钢和相关合金耐点蚀和缝隙腐蚀性能试验标准方法 表5 适用的欧洲材料标准 EN 10028-7 承压用途扁平材-不锈钢 EN 10088-2 不锈钢-一般和建筑用途耐腐蚀薄板/板/带EN 10088-3 不锈钢-一般和建筑用途耐腐蚀半成品/条材/棒材/线材/型材 EN 10217-7 承压用途焊接钢管-不锈钢管 EN