슈퍼 듀플렉스 S32750 대 S32760: 텅스텐 대 고급-PREN 최적화에 대한 크롬 접근 방식 - 지식

빠른 답변

S32750(2507) 및 S32760(Zeron 100)은 모두 인증된 최소 PREN 40을 갖춘 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강이지만 도달 방법은 다릅니다. S32750은 Cr-Mo-N 시스템 내에서 더 높은 몰리브덴 및 질소 한도를 사용하는 반면, S32760은 몰리브덴을 더 낮게 캡핑하고 텅스텐과 구리를 추가합니다.
ASTM A240에 따라 표준(수정되지 않음) PREN=%Cr + 3.3(%Mo) + 16(%N); 텅스텐은 이 공식의 일부가 아니므로 혼합-할로겐화물 및 환원산 서비스에서 S32760의 실제 -공식 저항성은-일반 PREN 수치로 인해 과소평가되는 경우가 많습니다.
대부분의 염화물 및 해양 서비스의 경우 두 등급은 기능적으로 상호 교환 가능하며 일반적으로 야금학 단독보다는 비용, 가용성 및 밀 리드 타임을 기준으로 선택됩니다.
S32760은 뜨거운 바닷물과 혼합-산/환원 환경(구리 효과)에서 우위를 점하는 것으로 문서화되어 있습니다. S32750은 일반적으로 가격이 더 낮고{3}}폭넓게 재고가 있는 옵션입니다.

Super Duplex S32750 vs S32760

S32750그리고S32760둘 다 동일한 성능 등급(PREN 40 이상, 50:50 오스테나이트-페라이트 미세 구조)에서 인증된 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강이지만 두 가지 서로 다른 합금 철학을 통해 해당 등급에 도달합니다. - 하나는 크롬, 몰리브덴 및 질소를 최대화하는 데 중점을 두고, 다른 하나는 텅스텐과 구리가 보충된 더 낮은-몰리브덴 매트릭스를 중심으로 구축됩니다.

슈퍼 듀플렉스 스테인리스강은 피팅 저항 등가수(PREN)가 대략 40을 초과하는 등급으로 S32205(2205, PREN 29-33)와 같은 표준 듀플렉스 등급보다 높고 슈퍼 오스테나이트 성능에 더 가깝지만 듀플렉스 미세 구조의 더 높은 강도와 응력{5}}부식-균열 저항성을 유지합니다.

2507 또는 SAF 2507로 상업적으로 알려진 UNS S32750은 1980년대 Sandvik에 의해 개발되었습니다. 상업적으로 Zeron 100으로 알려진 UNS S32760은 1970년대 영국에서 개발되었습니다(원래 Mather & Platt가 현재 Rolled Alloys 및 기타 라이센스 생산업체에서 공급함).

출처: Langley Alloys, "S32750과 S32760의 차이점은 무엇입니까?"; 압연 합금 ZERON 100 기술 문헌.

두 등급 모두 ASTM A240(판/시트/스트립), A182(단조/부속품, 각각 F53 및 F55), A789/A790(튜브 및 파이프) 및 A276/A479(바)의 적용을 받으며 둘 다 동일한 등급의 해양, 담수화 및 화학 처리 장비에 대한 후보입니다.{8}} 조달 사양에서 서로 대체되는 경우가 많기 때문에 구매자나 엔지니어에게 실질적인 질문은 "어느 것이 더 강한지"가 아니라 - 둘 다 본질적으로 동일한 최소 기계적 특성 등급을 충족하지만 - 특정 부식 환경, 용접 공정 및 현재 공급망에 더 적합한 합금 경로가 무엇인지입니다.

두 등급은 ASTM A240에 따라 동일한 24.0~26.0% 크롬 밴드를 공유하므로 실제 차별화는 크롬 자체가 아니라 각 등급이 나머지 공식{3}}요소를 채우는 방식입니다. S32750은 텅스텐 없이 최대 5.0% 몰리브덴과 0.32% 질소까지 허용되는 반면, S32760은 4.0% 및 4.0% 몰리브덴으로 캡핑됩니다. 0.50~1.00% 텅스텐과 0.50~1.00% 구리를 추가합니다.

아래 표에는 두 등급 모두에 대한 ASTM A240 열{1}}분석 구성 한계가 나열되어 있습니다.

원소(중량%)	S32750 (2507 / F53)	S32760 (제로100/F55)
탄소, 최대	0.030	0.030
망간, 최대	1.20	1.00
실리콘, 최대	0.80	1.00
인, 최대	0.035	0.035
유황, 최대	0.020	0.010
크롬	24.0–26.0	24.0–26.0
니켈	6.0–8.0	6.0–8.0
몰리브덴	3.0–5.0	3.0–4.0
질소	0.24–0.32	0.20–0.30
구리, 최대	0.50	0.50–1.00
텅스텐	지정되지 않음	0.50–1.00
인증된 최소 PREN	40–41* 이상	40.0 이상

출처: UNS S32750 및 UNS S32760에 대한 ASTM A240/A240M 구성표; 압연 합금 ZERON 100 데이터시트; Smith Metal/Smiths Advanced Metals UNS S32760 데이터시트.

*보고된 최소 PREN 요구 사항은 밀 사양에 따라 약간씩 다릅니다(일반적으로 S32750의 경우 40 이상 또는 41 이상). 항상 구매 사양 및 MTR을 확인하세요.

숫자 읽기:S32750의 더 넓은 몰리브덴 범위(S32760의 경우 최대 5.0% 대 4.0%)와 더 높은 질소 한도(0.32% 대 0.30%)를 통해 공장에서는 새로운 요소를 추가하지 않고도 높은 PREN을 보장하기 위해 기존의 크롬-몰리브덴-질소 시스템을 더욱 강화할 수 있습니다. 대신 S32760은 더 좁고 낮은 밴드에 몰리브덴을 보유하고 S32750 사양에 전혀 존재하지 않는 텅스텐 및 구리 - 원소를 도입하여 - 다음 섹션에서 설명하는 다른 메커니즘을 통해 유사한 피팅 저항 등급에 도달합니다.

표준 PREN 공식(%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N)에는 텅스텐이 포함되어 있지 않으므로 S32760의 공식 저항을 약간 과소평가합니다. 사과-대-사과 비교를 원하는 엔지니어는 대신 텅스텐-조정된 PREN-W 공식을 사용합니다.

표준 PREN:PREN=%Cr + 3.3(%Mo) + 16(%N). 이는 두 등급의 ASTM 데이터시트에 인용된 공식이며 ASTM 최소값(40–41 이상)을 인증하는 데 사용되는 버전입니다.

텅스텐-조정된 PREN-W:PREN-W=%Cr + 3.3(%Mo + 0.5×%W) + 16(%N). 텅스텐은 염화물 구멍에 저항하는 약한 버전의 몰리브덴처럼 야금학적으로 작용하기 때문에 몰리브덴 계수의 대략 절반으로 간주됩니다. 이 수정된 공식은 특히 S32760과 같은 W-베어링 등급을 S32750과 같은 Mo 전용 등급과 비교할 수 있도록 만들기 위해 NORSOK 및 대부분의 슈퍼 듀플렉스 설계 문헌에서 사용되는 공식입니다.

출처: NORSOK M-630 재료 데이터 시트; PREN-W에 관한 압연 합금 및 Zeron 100 기술 문헌.

명목상의 중간 범위 화학을 예시로 사용하면-(사양 요구사항 아님):

등급	공칭 Cr / Mo / N (/ W)	표준 PREN	PREN-W(텅스텐-조정됨)
S32750	25% / 4.0% / 0.28%	≈ 42.7	해당 없음(W 용어 없음)
S32760	25% / 3.6% / 0.25% / 0.7% W	≈ 40.9	≈ 42.0

명목상 중간 범위-값을 기준으로 계산한 예시입니다. 실제 열화학 및 인증된 PREN은 공장마다 다르며 공장 테스트 보고서(MTR)에 대해 확인되어야 합니다.

실용적인 요점: 두 공장 모두 인증서에 인쇄하는 수정되지 않은 공식에 따라 S32750은 일반적으로 질소 허용량이 높기 때문에 약간 더 높은 PREN을 계산합니다. 텅스텐이 인정되면 S32760의 유효 피팅 저항은 해당 격차 -의 대부분을 줄이고 다음 섹션에서 볼 수 있듯이 일부 환경에서 측정된 성능은 PREN 수치만으로 예측할 수 있는 성능을 초과합니다.

텅스텐은 몰리브덴과 유사한 방식으로 염화물 공격에 대해 패시브 필름을 안정화하지만 원자 단위로 보면 효율이 다소 낮습니다. 따라서 PREN-W에서는 텅스텐이 절반만- 인정됩니다. 그러나 이와 함께 구리를 추가하면 S32750이 공유하지 않는 비-산화 및 혼합 산 환경에서 S32760이 실질적으로 PREN{4}}독립적인 이점을 얻을 수 있습니다.

Does Tungsten Deliver the Same Corrosion Benefit as Molybdenum

몰리브덴은 주로 크롬-이 풍부한 수동 산화막을 안정화하고 활성 피트 내부의 양극 용해 반응을 억제하는 방식으로 작용합니다. 이것이 바로 PREN 공식에서 가장 큰 계수(3.3)를 전달하는 이유입니다. 텅스텐은 패시브 필름에서 유사한 격자 위치를 차지하고 관련이 있지만 더 약한 안정화 효과(-)를 제공하며 이는 PREN-W에서 받는 0.5 계수의 기초입니다.

구리는 염화물 구멍에 의미 있는 영향을 미치지 않기 때문에 PREN 공식의 일부가 아닙니다. 그 이점은 다릅니다. 구리는 묽은 황산 및 염산과 같은 비-환원성 산에서 일반적인 부식에 대한 저항성을 향상시킵니다. - 904L과 같은 구리 베어링 등급이 황산 서비스에 지정된 것과 같은 이유입니다. 따라서 S32760의 구리 함량은 어떤 공식을 사용하더라도 PREN 비교만으로는 포착할 수 없는 혼합 산/염화물 흐름에서 부식 이점을 제공합니다.

측정된 임계 피팅 온도(ASTM G48, 6% 염화제2철)

상태	S32750 (2507)	S32760 (제로100)
가공, 용액-어닐링 - CPT	≒ 78도(보고됨)	70~80도
가공된 - CCT(틈새)	≒ 37도(보고됨)	일반적으로 CPT보다 낮으며, 학년에 따라-상이함
-용접된 상태(일치/과일치 필러) - CPT	≒ 50~60도(문학 범위)	Zeron 100X 필러 사용 시 35~60도

출처: pipingpipeline.com 합금 2507 기술 페이지; NACE/ForceTechnology 용접-CPT 문헌 검토; zeron100.com (압연 합금) ZERON 100 부식 데이터.

두 가지가 눈에 띕니다. 첫째, 두 등급 모두 용접 후 피팅 저항의 상당 부분을 잃습니다. - 이는 기본- 금속 PREN이 보장이 아니라 시작점이며 필러 금속 선택 및 용접 열 입력이 실제 접합 성능을 좌우한다는 점을 상기시켜 줍니다. 둘째, 가공 CPT 범위는 완전히 겹칩니다. 주변-~-온건 온도에서 간단한 염화물 서비스의 경우 두 등급이 비슷하게 작동하며 선택은 특정 서비스 화학과 아래에서 다루는 사항에 따라 결정됩니다.

두 등급 모두 ASTM A240에 따라 550 MPa(80 ksi)의 동일한 최소 0.2% 항복 강도를 공유하지만 S32750은 더 낮은 최소 연신율과 더 높은 최소 인장 강도로 지정되는 반면, S32760은 약간 더 얇은 몰리브덴 매트릭스를 반영하여 더 많은 연신율을 허용합니다-.
특성(ASTM A240, 상온)	S32750	S32760
0.2% 오프셋 항복 강도, 최소	550MPa(80ksi)	550MPa(80ksi)
최대 인장 강도, 최소	795MPa(116ksi)	750MPa(109ksi)
신장, 최소	15%	25%
브리넬 경도, 일반 최대	≒ 310HB	270~310HB(사양-에 따라 다름)
미세구조	≒ 50% 페라이트 / 50% 오스테나이트	≒ 50% 페라이트 / 50% 오스테나이트
최대 권장 서비스 온도	일반 이중 제한 ≒ 300~315도	≒ 300도(화씨 572도); 장기간 높은-온도에 노출되면 인성이 감소합니다.

출처: ASTM A240/A240M 기계적 특성 표; 압연 합금 ZERON 100 데이터시트; Gravitycastindia.com ASTM A240 UNS S32750/S32760 참조 시트. 설계를 사용하기 전에 관련 표준의 최신 버전과 해당 MTR을 확인하십시오.

NACE MR0175/ISO 15156이 적용되는 신맛 처리의 경우 두 등급 모두 경도 상한선(특정 서비스 범주에 따라 일반적으로 약 28~32HRC로 인용됨)이 적용되므로 경도는 명목상의 일반 값에서 가정하기보다는 MTR에서 확인해야 합니다. - 사워 환경에서 석출-경화되거나-강도 부식 방지-된 합금에 적용되는 것과 동일한 주의가 필요합니다.

두 등급 모두 표준 GTAW, GMAW, SMAW 및 SAW 공정으로 용접 가능하며 동일한 ASME 섹션 IX P-번호 그룹을 공유하지만 S32760은 용접 금속의 구리-텅스텐 화학을 보존하기 위해 전용 오버매칭 필러(Zeron 100X)가 필요한 반면, S32750은 널리 재고가 있는 ER2594/E2594 슈퍼 듀플렉스 필러를 사용하여 용접하는 것이 더 일반적입니다. 가족.

두 등급 모두 ASME 섹션 IX P-번호 10H, 그룹 1에 속합니다. 즉, 하나의 슈퍼 듀플렉스 등급에 자격을 갖춘 용접공 또는 절차가 특정 WPS/PQR 요구 사항에 따라 제품군 전반에 걸쳐 광범위하게 자격을 부여받았음을 의미합니다. ER2594(AWS A5.9) 및 해당{6}}전극 대응 E2595/E2594(AWS A5.4)는 S32750, S32760 및 S32550 및 S31260을 포함한 관련 슈퍼 듀플렉스 등급에서 일반적으로 사용됩니다.

출처: 압연 합금 ZERON 100 FAQ; 워싱턴 합금 ER2594 제품 문헌.

그러나 텅스텐과 구리는 S32760 수준의 일반 ER2594 증착물에 존재하지 않기 때문에 S32760을 표준 슈퍼 듀플렉스 필러로 용접하는 것은 융합 영역에서 기본 금속의 텅스텐/구리 화학을 완전히 복제하지 못합니다. 대신 Rolled Alloys 및 기타 Zeron 100 라이선스 보유자는 접합부 전반에 걸쳐 화학적 성질과 관련 부식 성능을 보존하기 위해 특별히 우수한 전용 필러(Zeron 100X 또는 용접 후 어닐링이 계획된 경우 일치하는 Zeron 100M 필러로 판매)를 공급합니다.

S32750과 S32760 사이의 혼합 접합부는 일반적으로 ER2594와 같은 표준 25% Cr 슈퍼 듀플렉스 필러로 만들어집니다. 필러는 프로젝트별 WPS/PQR 요구 사항에 따라 부식 및 기계적 자격 부여를 위해 두 모재 중 더 얇은 재료와만 일치하면 되기 때문입니다.-

두 등급 모두 ASTM/ASME 제품-형식 표준과 동일한 해외 및 신맛-서비스 인증 프레임워크의 병행 세트로 보호되므로 사양 준수가 둘 사이의 결정 요인이 되는 경우는 거의 없습니다. -올바른 제품 형식 표준에 대한 공장 인증이-중요합니다.
제품 형태	S32750	S32760
플레이트/시트/스트립	ASTM A240 / ASME SA-240	ASTM A240 / ASME SA-240
단조품 / 부속품	ASTM A182 등급 F53	ASTM A182 등급 F55
심리스 및 용접 튜브	ASTM A789	ASTM A789
이음매없는 용접 파이프	ASTM A790	ASTM A790
술집	ASTM A276 / A479	ASTM A276 / A479
주물	ASTM A890 등급 5A	ASTM A890(주조 사양에 따른 등급)
Sour-서비스 자격	NACE MR0175 / ISO 15156-3	NACE MR0175 / ISO 15156-3
해양 자재 데이터 시트	노속 M-630	NORSOK M-630(Zeron 100에는 전용 압연 합금 MDS D51–D58이 있음)

출처: ASTM A182, A240, A276, A479, A789, A790, A890 등급별 지정 목록; Smiths Advanced Metals UNS S32760 데이터시트; 압연 합금 ZERON 100 데이터시트.

S32750은 일반적으로 전 세계 수많은 공장에서 일반 UNS/ASTM 사양에 따라 생산되기 때문에 비용이 더 저렴하고 더 광범위하게{2} 소스를 제공하는 옵션인 반면, S32760/Zeron 100은 텅스텐 및 구리 첨가와 관련하여 약간의 프리미엄을 제공하고 일부 제품 형태에서는 소규모 라이센스 생산자 그룹과 더 긴밀한 관계를 맺고 있습니다.

Which Grade Costs Less and Is Easier to Source

S32750은 독점적인 미량 원소가 없는 간단한 Cr-Mo-N 시스템이기 때문에 광범위한 국제 공장에서 생산되며 일반적으로 파이프, 플레이트 및 피팅과 같은 표준 제품 형태에서 더 쉽게 사용할 수 있고 더 낮은{3}}프리미엄 옵션입니다. S32760에 텅스텐 및 구리를 첨가하면 원자재 비용이 약간 추가됩니다.{6}} UNS S32760 자체는 자격을 갖춘 모든 공장에서 생산할 수 있는 공개 사양이지만 Zeron 100 상표명과 전용 용접 소모품(Zeron 100X/100M)은 압연 합금 및 허가된 공급망과 가장 밀접하게 연관되어 UNS가 아닌 상표명을 지정하는 구매자의 소싱 옵션을 좁힐 수 있습니다. 지정. 구매자는 특정 공장의 엄격한 내부 화학이 실제 프로젝트 요구 사항이 아닌 한 상품명이 아닌 UNS 번호 및 관리 ASTM 표준으로 지정해야 합니다.

대부분의 해양, 해저 및 일반 염화물 함유 화학 서비스의 경우{0}} S32750과 S32760은 상호 교환이 가능하며 비용과 가용성에 따라 선택됩니다. S32760은 특히 뜨거운 바닷물과 염화물을 환원산 또는 혼합산과 결합하는 흐름에 대해 더 강력한 선택입니다. 여기서 구리 함량은 PREN 이상의 실제 가치를 더합니다.
애플리케이션	더 잘 맞음	왜
해저 파이프라인, 라이저, 매니폴드(상온/중온 염화물)	어느 학년이든	CPT/CCT 범위가 겹치고 항복 강도 등급이 동일합니다.- 비용 및 공장 가용성을 선택하세요
Hot seawater / MSF desalination (>40도)	S32760	문서화된 현장 성능 기록 및 뜨거운 염화물 서비스에서 텅스텐/구리의 약간의 우위
혼합 염화물 + 환원산 흐름(예: H2SO4/HCl을 염화물로 희석)	S32760	구리를 첨가하면 PREN과 관계없이{0}}산 저항성을 감소시킬 수 있습니다. S32750에는 구리 사양이 없습니다.
일반 화학 처리, 펄프 및 제지, FGD 스크러버	어느 학년이든	둘 다 널리 자격을 갖추고 있습니다. 현지 공장 재고는 일반적으로 결정합니다.
최대 인장력이 필요한 고강도 구조 부품(패스너, 샤프트)-	S32750	동일한 항복 등급에서 더 높은 최소 인장 강도(795 vs. 750 MPa)
더 높은 최소 신율/연성 마진이 필요한 용도	S32760	더 높은 최소 신율(25% 대. 15%)

출처: Kalpataru Piping Solutions, "S32750 대 S32760(Zeron 100): 각각을 사용해야 하는 경우"; 압연 합금 ZERON 100 응용 문헌.

비용 중심의 표준 염화물 서비스의 경우-기본값은 S32750입니다. 환경에 뜨거운 바닷물이나 환원/혼합 산이 포함되어 있거나 프로젝트 사양에서 이름으로 Zeron 100을 요구하는 경우 S32760으로 전환하십시오.

염화물 농도, 온도 및 스트림에 환원산 또는 혼합산이 포함되어 있는지 확인합니다. - 환원산 조건이 있으면 S32760의 구리 함량이 유리합니다.

프로젝트 사양에 UNS S32750/S32760이 일반적으로 명시되어 있는지, 아니면 특별히 Zeron 100 상표명이 명시되어 있는지 확인하세요. 후자는 자격을 갖춘 공급업체 목록을 좁히기 때문입니다.

공칭 또는 중간 범위 게시 값에 의존하기보다는 MTR에서 인증된 PREN 및 전체 열 화학을 확인하세요.{0}}

용접된 조립품의 경우 적격 WPS/PQR 및 용가재(S32750의 경우 ER2594/E2594, S32760의 경우 Zeron 100X 또는 100M)를 확인하고{6}}대표 용접 쿠폰의 CPT를 다시 확인하세요. - 기본-금속 CPT는 용접에 적용되지 않습니다.

신맛이 나는 서비스의 경우 일반 밀 최대값이 아닌 해당 NACE MR0175/ISO 15156 범주에 따라 경도를 확인하십시오.

사양을 확정하기 전에 필수 제품 양식에서 두 UNS 번호에 대한 현재 밀 리드 타임과 프리미엄을 비교하십시오. 가용성은 해마다 바뀔 수 있기 때문입니다.

Q: S32760은 합금 원소가 더 많기 때문에 항상 S32750보다 낫습니까?

A: 아니요. 요소가 많다고 해서 해당 서비스의 성능이 자동으로 향상되는 것은 아닙니다. S32760의 텅스텐과 구리는 뜨거운 해수 및 환원/혼합산 서비스에서 실질적인 이점을 제공하지만 S32750의 더 높은 최소 인장 강도와 일반적으로 저렴한 비용으로 인해 많은 표준 염화물 응용 분야에 더 나은 선택이 됩니다.

Q: S32750과 S32760을 서로 용접할 수 있나요?

A: 예. ER2594와 같은 25% 크롬 슈퍼 듀플렉스 필러는 S32750을 S32760에 결합하는 데 일반적으로 사용되며, 프로젝트-별 WPS/PQR 인증에 따라 필러는 두 모재 중 더 희박한 요구 사항을 충족해야 하기 때문입니다.

Q: PREN 수치가 높을수록 항상 사용 시 내식성이 향상된다는 의미입니까?

A: 완전히는 아닙니다. PREN은 크롬, 몰리브덴 및 질소를 기반으로 하는 유용한 스크리닝 지수이지만 산 환원에서 구리 효과를 포착하지 못하고, PREN-W 공식을 사용하지 않는 한 텅스텐을 고려하지 않으며, 용접 후 발생하는 CPT 감소를 반영하지 않습니다. 이는 특정 환경에 대한 실제 테스트 데이터와 비교하여 검증된 출발점으로 간주되어야 합니다.

Q: Zeron 100은 S32760과 같은 것인가요?

A: Zeron 100은 UNS S32760 사양에 따라 생산된 재료의 상표명으로, Rolled Alloys 및 라이선스 공급망과 가장 밀접하게 연관되어 있습니다. 용어는 일반적으로 같은 의미로 사용되지만 이름으로 "Zeron 100"을 호출하는 프로젝트 사양은 단순히 "UNS S32760"을 호출하는 것에 비해 허용 가능한 공급업체 목록의 범위를 좁힐 수 있습니다.

Q: 일반 석유 및 가스 배관에 대해 어떤 등급이 더 일반적으로 비축되어 있습니까?

A: S32750은 독점 요소가 없는 간단한 Cr-Mo-N 시스템이기 때문에 일반적으로 광범위한 국제 공장에서 더 널리 사용됩니다. 실제 지역 재고 수준은 필요한 특정 제품 형태 및 크기에 대해 EETA 또는 다른 적격 공급업체를 통해 확인되어야 합니다.