サンドビック 3RE60

3RE60 は、孔食や応力腐食割れが潜在的な問題となる塩化物含有環境での使用に優れた材料です。このような環境では、3RE60 は標準のオーステナイト鋼よりもはるかに優れています。したがって、この材料は、塩化物含有量が中程度の冷却水を扱う熱交換器での使用に特に適しています。

典型的な適用例は、石油精製所、化学および石油化学プラント、パルプ産業内で見られます。

3RE60 の高い強度と硬度により、この材料は、重い負荷や摩耗にさらされる構造において、オーステナイト鋼に代わる魅力的な代替品になります。

承認:

3RE60 が 300 °C (570 °F) を超える温度に長時間さらされると、微細構造が変化し、衝撃強度が低下します。この効果は、動作温度での材料の挙動に必ずしも影響しません。例えば、熱交換器のチューブは、より高い温度で問題なく使用できます。アドバイスが必要な場合は Sandvik にお問い合わせください。

圧力容器用途の場合、VdTÜV-Wb 385 および NGS 1604 によると、最大で 300 °C (570 °F) が必要です。

曲がる

曲げに必要な力は、3RE60 では AISI 304L/316L の約 2 倍ですが、耐力を超えると、3RE60 ではオーステナイト系ステンレス鋼と同じくらい簡単に塑性変形が起こります。 3RE60 は、その後の熱処理を必要とせずに 25% の変形まで冷間曲げできます。ただし、応力腐食割れのリスクが増加し始める使用条件下、たとえば、約 100 ppm Cl– の酸素含有環境で材料温度が約 150°C (300°F) である場合は、その後でも熱処理を行うことをお勧めします。適度な冷間曲げ。

全面腐食

一般的な腐食に対する耐性に関しては、3RE60 はほとんどの媒体で AISI 316L と同等またはそれ以上です。以下の表には、ギ酸および塩酸での実験室試験から得られた腐食データの例が含まれています。

硫酸に対する耐性は、図 3 の等腐食図に示されています。図は、この点で 3RE60 が AISI 316L とよく比較されることを示しています。

強い酸化条件下での使用向け。硝酸では、3RE60 は推奨されません。このような環境では、オーステナイト鋼を選択する必要があります。 Sandvik 3R12 (AISI 304L) または特殊鋼 Sandvik 2RE10 (AISI 310L)。

孔食:鋼の耐孔食性は、たとえばクロムとモリブデンの含有量を増やすことによって改善されます。 AISI 316 タイプの鋼と比較して、3RE60 はクロム含有量が高いため、耐孔食性が優れています。モリブデンを含まないAISI 304タイプの鋼と比較すると、3RE60は明らかにはるかに優れています。これは、塩化物を含む水溶液で行われた孔食 (CPT) の開始の臨界温度の定電位測定によって確認されます。

応力腐食割れ:標準オーステナイト鋼 AISI 304L および AISI 316L は、約 60°C (140°F) を超える温度で、塩化物含有溶液中で応力腐食割れ (SCC) を起こしやすいです。

二相ステンレス鋼は、このタイプの腐食に対してはるかに敏感ではありません。 3RE60 の SCC に対する優れた耐性は、実験室でのテストによって証明されていますが、過去 20 年間の広範な運用経験によってさらに重要になっています。運用経験と検査結果は図 5 にまとめられています。

この図は、3RE60 と標準鋼 AISI 304L および AISI 316L が応力腐食割れのリスクなしで使用できる温度-塩化物の範囲を示しています。塩化物含有量が高い場合、耐孔食性が制限要因となることがよくあります。このような場合、22% Cr、5.5% Ni、3% Mo を含む二相ステンレス鋼 Sandvik SAF 2205 を使用することをお勧めします。

塩化カルシウムで実施された実験室試験の結果を図 6 に示します。試験は失敗するまで、または最大 500 時間継続されました。この図は、オーステナイト標準鋼 AISI 304L および AISI 316L と比較して、3RE60 の SCC 耐性がはるかに大きいことを示しています。

粒界腐食:3RE60 は、溶接時に溶接部に隣接する熱影響部でオーステナイトの再形成が迅速に行われるように組成がバランスされた最新の二相ステンレス鋼のファミリーのメンバーです。これにより、母材とほぼ同等の腐食特性と靭性を与える微細構造が得られます。溶接構造における 3RE60 の長年の経験により、鋼の粒界腐食に対する高い耐性が確認されました。

隙間腐食:孔食に対する耐性が鋼のクロムとモリブデンの含有量に関係するのと同じように、隙間腐食に対する耐性も関係します。したがって、3RE60 は、AISI 316L タイプの鋼よりも隙間腐食に対する耐性が優れています。

エロージョン・コロージョン

AISI 316L タイプの鋼は、研磨性の高い固体粒子を含む流動媒体にさらされると、エロージョン コロージョンの攻撃を受けます。硬度が高いため、3RE60 はこのような条件下で非常に優れた耐性を示します。

腐食疲労:特定の用途で。製紙工場のサクションロールでは、材料の耐腐食疲労性が耐用年数に大きく影響します。実験室でのテストでは、3RE60 は AISI 316L タイプの鋼よりも腐食条件下ではるかに優れた疲労強度を持っていることが示されています。これは、焼鈍された材料と溶接された材料の両方に当てはまります。 2 つの鋼種の違いは、3RE60 の優れた機械的強度によって説明されます。

3RE60 と AISI 316L の回転曲げ疲労試験は、室温で 400 ppm Cl– と 250 ppm SO42– を含む溶液、pH =3.5 で実施されました。テスト結果を図 7 に示します。

オーステナイト系ステンレス鋼と比較して、3RE60 は 0.2% 耐力と引張強度が高くなります。これは、チューブをチューブシートに拡張する際に留意する必要があります。通常の拡張方法を使用できますが、拡張にはより高い初期力が必要であり、1 回の操作で行う必要があります。

チューブは通常、熱処理された状態で出荷されます。さらなる処理の後に追加の熱処理が必要な場合は、以下をお勧めします。

溶体化処理:990 ～ 1130°C (1815 ～ 2065°F)、空気または水中で急冷。

熱処理は、溶体化アニール (この見出しの下を参照) または抵抗アニールの形で実行されます。

熱間曲げは 1100 ～ 950°C (2010 ～ 1740°F) で実施し、その後に溶体化アニールを行う必要があります。

ステンレス鋼の機械加工では、満足のいく結果を得るために、常に切削データと加工方法の調整が必要です。超硬工具で旋削加工を行う場合、AISI 316 に適用される切削速度と比較して、仕上げ加工では切削速度を 20%、荒加工では 60% 下げる必要があります。他の加工についても同様です。高速度鋼工具を使用すると、AISI 316 とほぼ同じ切削速度を使用できます。

ツールと切削データの選択に関する詳細な推奨事項は、パンフレット S-1,462-ENG に記載されています。上記のコメントを考慮して、グレード 5R60 (AISI 316) のデータを選択してください。

供給形態:

Sandvik 4C54 のシームレス チューブとパイプは、溶液焼きなましおよび白酸洗の状態、または光輝焼きなましの状態で、外径 125 mm までの寸法で提供されます。

その他の供給形態

Sandvik 3RE60 は、次の形式でも提供できます。

シームレス チューブとパイプ:ASTM A789 に準拠した熱交換器用シームレス チューブは、サイズ (平均壁) が 32 x 1.5 mm で、溶体化処理および白漬け状態でストックされています。

溶接用溶加材は、以下の直径で在庫しています:

Sandvik 3RE60 の溶接性は良好です。溶接は予熱なしで行う必要があり、その後の熱処理は通常必要ありません。融接の適切な方法は、手動メタル アーク溶接 (MMA/SMAW) およびガス シールド アーク溶接であり、TIG/GTAW 方法が第一選択です。

Sandvik 3RE60 の場合、0.5 ～ 2.5 kJ/mm の入熱と <150°C (300°F) のパス間温度が推奨されます。

推奨溶加材:

• TIG/GTAW または MIG/GMAW 溶接
  • ISO 14343 S 22 9 3 N L / AWS A5.9 ER2209 (例:Exaton 22.8.3.L)
• MMA/SMAW 溶接
  • ISO 3581 E 22 9 3 N L R / AWS A5.4 E2209-17 (例:Exaton 22.9.3.LR)