Полоса из нержавеющей стали Incoloy 926 (UNS N08926) для применений с высокой коррозией

В требовательном мире коррозионных сред, где стандартные нержавеющие стали, такие как 304 или 316, достигают своих пределов, вступает в действие класс передовых сплавов: супераустенитные нержавеющие стали. Среди этих высокопроизводительных материалов сплав 926 (UNS N08926, часто называемый 1.4529, 904L «Plus» или Nicrofer® 3127 hMo) выделяется как лучшее решение для исключительно агрессивных условий. Его уникальный химический состав обеспечивает выдающееся сочетание коррозионной стойкости, прочности и технологических характеристик.

Исключительные свойства 926 обусловлены его тщательно сбалансированным составом:

• Высокое содержание хрома (Cr): ~19-21% - образует первичный пассивный слой для общей коррозионной стойкости.
• Высокое содержание никеля (Ni): ~24-26% - стабилизирует аустенитную структуру, повышает пластичность и улучшает устойчивость к восстанавливающим кислотам и коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC).
• Очень высокое содержание молибдена (Mo): ~6,0-7,0% - краеугольный камень его мастерства. Молибден резко повышает устойчивость к локальной коррозии, особенно к питтинговой и щелевой коррозии, особенно в средах, содержащих хлориды, таких как морская вода, рассолы и кислые хлориды.
• Медь (Cu): ~0,5-1,5% - повышает устойчивость к восстанавливающим кислотам, таким как серная кислота.
• Азот (N): ~0,15-0,25% - значительно увеличивает прочность (предел текучести и прочность на растяжение) и дополнительно повышает устойчивость к локальной коррозии и SCC. Он также помогает стабилизировать аустенитную фазу.
• Марганец (Mn): ~2,0% макс. - способствует раскислению во время плавки.
• Низкое содержание углерода (C): ~0,02% макс. - минимизирует сенсибилизацию (выпадение карбида хрома) во время сварки, сохраняя коррозионную стойкость в зоне термического влияния (HAZ).

Эта синергетическая смесь приводит к эквивалентному числу сопротивления питтингу (PREN = %Cr + 3,3x%Mo + 16x%N), обычно превышающему 40, что значительно выше, чем у стандартных аустенитных сталей (PREN ~25 для 316L) и даже многих дуплексных нержавеющих сталей. Это высокое значение PREN является ключевым показателем его устойчивости к локальному воздействию.

Именно здесь 926 действительно блистает:

• Питтинговая и щелевая коррозия: Превосходно работает в морской воде, солоноватой воде, хлорированной охлаждающей воде, потоках химических процессов и щелоках для целлюлозно-бумажной промышленности, где присутствуют хлориды. Его порог устойчивости намного выше, чем у 316L или 904L.
• Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC): Обладает превосходной устойчивостью к SCC, вызванному хлоридами, по сравнению со стандартными аустенитными сталями, что делает его пригодным для теплых хлоридных сред.
• Общая коррозия: Очень хорошо работает в широком диапазоне кислых и щелочных сред, включая разбавленные серную, фосфорную, уксусную и муравьиную кислоты, особенно в сочетании с окислительными загрязнителями или хлоридами. Добавление меди повышает устойчивость к серной кислоте.
• Окислительные условия: Эффективно противостоит азотной кислоте и другим окислителям благодаря высокому содержанию хрома.
• Морская вода: Основной кандидат для систем обработки морской воды, теплообменников, насосов, клапанов и морских нефтегазовых компонентов (например, трубопроводов, коллекторов) из-за его устойчивости как к общей, так и к локальной коррозии.

926 использует упрочнение азотом, чтобы предложить:

• Более высокая прочность: Значительно более высокий предел текучести (обычно мин. 40 ksi / 275 МПа) и прочность на растяжение по сравнению со стандартными аустенитными сталями, такими как 304/316, приближаясь или превышая некоторые дуплексные марки.
• Отличная ударная вязкость и пластичность: Сохраняет отличную ударную вязкость и формуемость, характерные для аустенитных структур, даже при криогенных температурах.
• Хорошая обрабатываемость: Может быть легко сформирован и обработан с использованием методов, подходящих для высоколегированных аустенитных сталей, хотя его высокая прочность и скорость наклепа требуют большей мощности и ухода за инструментом, чем стандартные марки. Холодная обработка значительно увеличивает его прочность.

Хотя в целом сваривается, необходимы меры предосторожности:

• Низкий ввод тепла: Используйте такие методы, как TIG (GTAW) или MIG (GMAW) со стрингерами, чтобы минимизировать ширину HAZ и избежать вредного выпадения фазы.
• Соответствующий присадочный металл: Используйте перелегированные присадки, такие как сплав 625 (ERNiCrMo-3) или присадки типа 926 (например, ERNiCrMo-12), чтобы компенсировать сегрегацию и поддерживать коррозионную стойкость в металле шва. Присадки типа 904L иногда используются, но обеспечивают более низкую коррозионную стойкость.
• Защитный газ: Используйте защиту на основе аргона с возможными добавками для предотвращения окисления.
• Очистка после сварки: Необходима для удаления цветов побежалости и восстановления коррозионной стойкости пассивного слоя.

Сплав 926 находит критическое применение в отраслях, где отказ недопустим:

• Нефть и газ (морские/подводные): Трубопроводы морской воды, системы впрыска, насосы, клапаны, коллекторы, соединительные кабели.
• Химическая и нефтехимическая переработка: Реакторы, сосуды, теплообменники, трубопроводы, обрабатывающие агрессивные кислоты (особенно серную, фосфорную), хлориды и смеси.
• Производство электроэнергии (системы FGD): Воздуховоды, демпферы, абсорбционные башни, обрабатывающие коррозионные шламы для очистки дымовых газов.
• Целлюлозно-бумажная промышленность: Оборудование в отбеливающих установках и варочных котлах, подверженных воздействию коррозионных щелоков и хлоридов.
• Опреснение морской воды: Трубки теплообменника, корпуса испарителя, нагреватели рассола/обработка.
• Морская инженерия: Трубопроводы морской воды, насосы, клапаны на судах и морских сооружениях.
• Фармацевтическая и пищевая промышленность: Высококоррозионностойкое оборудование, где чистота продукта имеет первостепенное значение (требует соответствующей отделки поверхности).

Высокий уровень никеля, молибдена и азота делает сплав 926 значительно более дорогим материалом, чем стандартные аустенитные или дуплексные нержавеющие стали. Поэтому его выбор оправдан, когда:

1. Среда слишком коррозионная для 316L, 317L, 904L или дуплексных марок, таких как 2205.
2. Последствия коррозионного разрушения (простой, угрозы безопасности, воздействие на окружающую среду) серьезны.
3. Его более высокая прочность позволяет использовать более тонкие сечения, что потенциально компенсирует часть стоимости материала.
4. Его превосходная долговечность снижает затраты на техническое обслуживание и замену в течение срока службы актива.

Сплав 926 (UNS N08926) — это супераустенитная нержавеющая сталь, разработанная для самых сложных коррозионных сред. Высокое содержание хрома, никеля, молибдена и азота обеспечивает исключительную устойчивость к питтинговой, щелевой коррозии, коррозионному растрескиванию под напряжением и общему воздействию, особенно в присутствии хлоридов. В сочетании с хорошей механической прочностью, ударной вязкостью и обрабатываемостью (с надлежащей практикой сварки) он служит критическим материалом в морской нефтегазовой отрасли, химической переработке, системах FGD электростанций, применениях в морской воде и других требовательных отраслях. Хотя его премиальная стоимость требует тщательного экономического обоснования, его непревзойденные характеристики и долговечность в агрессивных условиях делают его незаменимым решением там, где менее качественные материалы выйдут из строя.