Co to jest materiał płyty AL-6XN?

Wstęp

Płyta stalowa AL-6XNto super-austenityczna stal nierdzewna.

Nazwa „AL-6XN” pochodzi od jego kluczowych cech: Al oznacza stop, 6 oznacza molibden o zawartości 6% i XN oznacza dodatkowy azot. Oficjalne oznaczenie tego stopu to UNS N08367 i jest on również sprzedawany pod nazwami takimi jak INCOLOY® 25-6HN i 6Mo. AL-6XN jest zastrzeżonym znakiem towarowym firmy ATI Properties, LLC, ale wiele hut produkuje równoważny materiał pod oznaczeniem UNS N08367.

Skład chemiczny płyty AL-6XN

Źródła danych: Wikipedia, Corrosionpedia, stal specjalna Fushun, stop Lork

Najważniejszą cechą składu chemicznego AL-6XN jest połączenie dużej zawartości molibdenu (6%) i azotu (0,2%). PREN oblicza się ze wzoru: PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. W przypadku AL-6XN wartość PREN wynosi około 45, czyli jest prawie dwukrotnie większa niż w przypadku standardowej stali nierdzewnej 316L.

Właściwości mechaniczne płyty AL-6XN

AL-6XN jest nie tylko-odporny na korozję, ale także bardzo wytrzymały. Ze względu na zawartość azotu ma wyższą wytrzymałość na rozciąganie niż zwykłe austenityczne stale nierdzewne, zachowując jednocześnie doskonałą ciągliwość i udarność.

Właściwości mechaniczne (temperatura pokojowa, stan wyżarzany)

Źródła danych: Lork Alloy, SeaTher Technology, TJC Steel

Jak mocny jest AL-6XN w porównaniu do 316L?

Dopuszczalne naprężenia ASME dla AL-6XN są do 75% wyższe niż dla stali nierdzewnej 316L.

Naczynie ciśnieniowe wymagające płyty 316L o grubości 10 mm może potrzebować jedynie płyty AL-6XN o grubości 6 mm, aby wytrzymać to samo ciśnienie. Koszt materiału na kilogram może być wyższy, ale całkowita waga i objętość użytego materiału mogą być znacznie niższe.

Inny sposób zrozumienia przewagi wytrzymałościowej AL-6XN: AL-6XN jest o około 50% mocniejszy niż standardowa stal nierdzewna, zachowując jednocześnie wysoką ciągliwość i udarność.

Właściwości fizyczne płyty AL-6XN

Właściwości fizyczne opisują zachowanie materiału bez działania sił zewnętrznych,-takich jak gęstość, temperatura topnienia oraz reakcja na ciepło i elektryczność.

Maksymalna temperatura robocza: AL-6XN może być używany w sposób ciągły do ​​temperatury około 800 stopni F (427 stopni) zgodnie z przepisami ASME. To znacznie więcej niż w przypadku wielu innych gatunków super-austenitycznych, co sprawia, że ​​AL-6XN nadaje się do zastosowań wysokotemperaturowych, takich jak wymienniki ciepła i sprzęt procesowy obsługujący gorące płyny.

Właściwości magnetyczne: AL-6XN jest niemagnetyczny w stanie wyżarzonym, podobnie jak stale nierdzewne 304 i 316. Dzięki temu nadaje się do zastosowań, w których należy unikać zakłóceń magnetycznych, takich jak wrażliwy sprzęt elektroniczny lub urządzenia medyczne.

Odporność na korozję płyty AL-6XN

To tutaj AL-6XN naprawdę błyszczy. Stop został pierwotnie zaprojektowany do zastosowań w wodzie morskiej i ma ponad 25 lat sprawdzonej pracy w najbardziej korozyjnych środowiskach na Ziemi.

Co sprawia, że ​​AL-6XN jest tak odporny na korozję?

Aby chronić AL-6XN, współpracują ze sobą trzy elementy:

Chrom (20–22%) tworzy na powierzchni cienką, niewidoczną warstwę tlenku, która zapobiega rdzewieniu i ogólnej korozji. Warstwa ta ulega-samonaprawieniu-w przypadku zarysowania,-szybko odbudowuje się w obecności tlenu.

Molibden (6–7%) jest kluczem do walki z chlorkami. Tworzy barierę chemiczną, która zapobiega przedostawaniu się jonów chlorkowych przez ochronną warstwę tlenku. Bez molibdenu chlorki mogą się przebić i zacząć wżery.

Azot (0,18–0,25%) dodatkowo wzmacnia warstwę ochronną i sprawia, że ​​materiał jest jeszcze bardziej odporny na korozję wżerową i szczelinową.

Rodzaje korozji Odporny na korozję AL-6XN

Korozja wżerowa tworzy małe dziury, które mogą rosnąć i ostatecznie przebić ścianę rury lub zbiornika. Wartość PREN AL-6XN wynosząca około 45 oznacza, że ​​może tolerować znacznie wyższe stężenia chlorków i temperatury niż 316L przed rozpoczęciem wżerów. Na przykład podczas badania gorącego kwasu octowego z chlorkami, 316L zaczął wżerać się już przy stężeniu chlorków 3 ppm, podczas gdy AL-6XN wymagał 9 ppm – trzykrotności tolerancji chlorków.

Korozja szczelinowa występuje w ciasnych przestrzeniach, w których gromadzi się płyn, np. pod uszczelkami lub pomiędzy przykręconymi kołnierzami. Wysoka zawartość molibdenu i azotu AL-6XN zapewnia wyjątkową odporność na ataki szczelin, nawet w stojącej wodzie morskiej.

Pękanie korozyjne naprężeniowe (SCC) ma miejsce, gdy naprężenie rozciągające łączy się ze środowiskiem korozyjnym. Chlorki są częstą przyczyną SCC w standardowych stalach nierdzewnych. Wysoka zawartość niklu w AL-6XN (24%) zapewnia mu praktyczną odporność na pękanie korozyjne pod wpływem chlorków, co oznacza, że ​​po prostu nie pęka w środowisku chlorku sodu, w którym zawiodłyby stopy 304 i 316.

Zalety materiału płytowego AL-6XN

Doskonała odporność na chlorki. AL-6XN jest odporny na wżery, korozję szczelinową i pękanie spowodowane korozją naprężeniową w wodzie morskiej, solankach i innych środowiskach bogatych w chlorki, w których 316L uległby uszkodzeniu w ciągu kilku miesięcy.

Wysoka wytrzymałość. Dzięki dopuszczalnym naprężeniom ASME do 75% wyższym niż 316L, AL-6XN umożliwia inżynierom projektowanie lżejszego, cieńszego sprzętu bez poświęcania bezpieczeństwa i trwałości.

Ekonomiczna-alternatywa dla stopów niklu. Chociaż AL-6XN kosztuje więcej niż 316L, jest znacznie tańszy niż stopy o wysokiej zawartości niklu, takie jak C-276, a jednocześnie oferuje porównywalną odporność na korozję w wielu środowiskach.

Doskonała spawalność. AL-6XN można spawać standardowymi technikami, chociaż należy przestrzegać odpowiednich procedur, aby zachować odporność na korozję.

Udokumentowane osiągnięcia. Dzięki ponad 25-letniemu doświadczeniu w pracy w wodzie morskiej i innych agresywnych środowiskach AL-6XN jest materiałem godnym zaufania i sprawdzonym.

Dobra formowalność. AL-6XN można zginać, walcować i formować standardowymi metodami, chociaż ze względu na zwiększoną wytrzymałość w porównaniu ze standardowymi austenitycznymi stalami nierdzewnymi wymagane są większe siły.

Szeroki zakres temperatur. AL-6XN działa dobrze w temperaturach kriogenicznych do 800 stopni F (427 stopni), spełniając większość wymagań procesów przemysłowych.

Zastosowania przemysłowe płyty AL-6XN

Płyty AL-6XN są stosowane w gałęziach przemysłu, w których zarówno odporność na korozję, jak i wytrzymałość mają kluczowe znaczenie. Poniżej znajdują się najczęstsze zastosowania.

Zastosowania związane z wodą morską i morską

AL-6XN został pierwotnie opracowany do zastosowań w wodzie morskiej. Jest szeroko stosowany w:

Wymienniki ciepła i skraplacze wody morskiej

Systemy rurociągów na morskich platformach naftowych i gazowych

Instalacje wody pożarowej na statkach i platformach wiertniczych

Sprzęt, pompy i rurociągi do odsalania, do transportu solanki o wysokiej zawartości-chlorków

Przetwarzanie chemiczne

Zakłady chemiczne przetwarzają agresywne płyny, które niszczą standardowe stale nierdzewne. Płyty AL-6XN stosowane są do:

Zbiorniki procesowe, zbiorniki i rurociągi

Wymienniki ciepła obsługujące żrące chemikalia

Kolumny destylacyjne i sprzęt do destylacji oleju talowego

Sprzęt obsługujący chlorki, kwasy utleniające i środowiska mieszanych kwasów

Instalacje odsiarczania gazów spalinowych (IOS).

Elektrownie i obiekty przemysłowe wykorzystują systemy FGD do usuwania dwutlenku siarki ze gazów spalinowych. Zawiesiny ze płuczki są silnie żrące i zawierają chlorki i kwasy w podwyższonych temperaturach. Płyty AL-6XN znajdują zastosowanie w:

Wieże i kanały pochłaniające FGD

Podgrzewacze wtórne i rurociągi wody użytkowej

Dysze natryskowe i elementy wewnętrzne

Przemysł celulozowo-papierniczy

W bielarniach do wybielania miazgi stosuje się dwutlenek chloru i inne agresywne chemikalia. Płyty AL-6XN znajdują się w:

Myjki filtracyjne, kadzie i walce prasujące

Sprzęt do wybielania dwutlenkiem chloru

Rurociągi transportujące ługi z wybielaczy

Produkcja farmaceutyczna i biofarmakologiczna

Przemysł biofarmaceutyczny wymaga materiałów odpornych na korozję i utrzymujących czystość produktu. Płyty AL-6XN stosowane są do:

Fermentory i zbiorniki bioreaktorów

Zbiorniki procesowe i rurociągi farmaceutyczne

Sprzęt do sterylizacji

Przetwórstwo spożywcze

Nawet produkty spożywcze mogą być zaskakująco żrące. Na przykład sok pomidorowy powoduje korozję stali nierdzewnej 316L w temperaturze pasteryzacji wynoszącej 210 stopni F (100 stopni). AL-6XN jest odporny na tę korozję, a jednocześnie oferuje korzystne właściwości stali nierdzewnej.

Wytwarzanie energii

Rurki skraplacza w elektrowniach jądrowych i kopalnych

Rurociągi wody użytkowej tłoczące wodę morską lub słonawą

Podgrzewacze wody zasilającej i wymienniki ciepła

Normy i specyfikacje dla płyty AL-6XN

AL-6XN (UNS N08367) jest objęty wieloma międzynarodowymi normami. Kupując płytę AL-6XN, zawsze żądaj Certyfikatu Testu Młyńskiego (MTC) potwierdzającego zgodność z odpowiednią specyfikacją dla Twojego zastosowania.

Źródła danych: specyfikacje ASTM, Neonickel, HiteAlloy

Typowe formy produktów dostępne dla AL-6XN obejmują arkusze, płyty, cewki, pręty, rury bez szwu i spawane, rury, kołnierze, złączki i odkuwki. Grubość blachy wynosi zazwyczaj od 0,5 mm do 100 mm, przy szerokości do 3000 mm i długości do 12000 mm.

Produkcja i spawanie płyty AL-6XN

Spawalniczy:AL-6XN ma dobrą spawalność. Można go spawać standardowymi procesami, takimi jak TIG (GTAW), MIG (GMAW) i SMAW. Zawartość azotu w stopie pomaga ustabilizować strefę spoiny i utrzymać odporność na korozję.

Aby osiągnąć optymalne wyniki, zaleca się jednak stosowanie kwalifikowanych procedur spawania. Aby uzyskać najlepszą wydajność, użyj pasujących spoiw (takich jak ERNiCrMo-3 lub ERNiCrMo-10). W większości zastosowań obróbka cieplna po spawaniu nie jest zwykle wymagana, ale odprężanie może być korzystne w przypadku ciężkich profili.

Tworzenie się:AL-6XN można formować na zimno poprzez gięcie, walcowanie lub prasowanie standardowymi metodami. Jednakże, ponieważ stop ma wyższą wytrzymałość niż standardowe stale nierdzewne, do jego odkształcenia potrzebne są większe siły. Należy unikać pochylania się nad ostrą matrycą, ponieważ może to spowodować pękanie. Po surowym formowaniu na zimno zaleca się odprężanie lub całkowite wyżarzanie, a następnie hartowanie w wodzie w celu przywrócenia właściwości mechanicznych i korozyjnych.

Obróbka:AL-6XN-twardnieje szybciej niż standardowe austenityczne stale nierdzewne. Aby uzyskać najlepsze rezultaty, należy używać ostrych narzędzi skrawających, sztywnych opraw i odpowiedniego chłodziwa. Zalecane są niskie prędkości skrawania i dodatnie kąty natarcia. W stanie wyżarzonym obrabialność jest podobna do innych austenitycznych stali nierdzewnych o wysokiej zawartości molibdenu.

Obróbka cieplna:AL-6XN jest zazwyczaj dostarczany w stanie wyżarzonym. Standardowa temperatura wyżarzania wynosi około 2050 stopni F (1120 stopni), po czym następuje szybkie chłodzenie (hartowanie w wodzie), aby zapobiec wytrącaniu się niepożądanych faz i utrzymać odporność na korozję.

Wniosek

Materiał płyt AL-6XN to superaustenityczna stal nierdzewna zaprojektowana specjalnie w celu rozwiązania problemu korozji chlorkowej. Zawiera około 24% niklu, 20% chromu i 6% molibdenu, w połączeniu ze wzmocnieniem azotem, oferuje unikalne połączenie właściwości:

Wyjątkowa odporność na wżery, korozję szczelinową i pękanie spowodowane korozją naprężeniową w wodzie morskiej i innych środowiskach-bogatych w chlorki.

Wysoka wytrzymałość przy dopuszczalnych naprężeniach ASME do 75% wyższych niż 316L.

Dobra podatność na obróbkę, doskonała spawalność i odkształcalność.

Ekonomiczna-alternatywa dla drogich-stopów na bazie niklu, takich jak C-276.

Szeroki zakres temperatur od kriogenicznych do 800 stopni F (427 stopni).

Niezależnie od tego, czy Twoje zastosowanie obejmuje systemy chłodzenia wodą morską, zbiorniki do procesów chemicznych, sprzęt do odsiarczania gazów spalinowych czy bioreaktory farmaceutyczne, AL-6XN zapewnia odporność na korozję i wytrzymałość mechaniczną niezbędną do długotrwałej pracy.

Określając AL-6XN, zawsze sprawdź, czy materiał spełnia odpowiednie normy ASTM lub ASME (takie jak ASTM B688 lub ASME SA-240) i poproś o certyfikaty pełnego testu walcowniczego w celu zapewnienia identyfikowalności.

Dlaszczegółowy cytatlub aby omówić, czy AL-6XN jest odpowiedni dla Twojego projektu, skontaktuj się z naszym technicznym zespołem sprzedaży w sprawie konkretnych wymagań.