Sandvik SAF 3207 HD™ – Премиальная гипердуплексная нержавеющая сталь для глубоководных и коррозионно-агрессивных сред

Общие сведения

Sandvik SAF 3207 HD™ — это гипердуплексная (аустено-ферритная) нержавеющая сталь, предназначенная для эксплуатации в условиях сильной коррозии, где также требуется высокая механическая прочность. Эти свойства делают марку идеальной для применения в глубоководных уmbilicals (гибких трубопроводах управления).

Ключевые преимущества

• Отличная стойкость к точечной и щелевой коррозии
• Отличная стойкость к коррозионному растрескиванию (SCC) в средах, содержащих сероводород (H₂S) и хлориды
• Высокая стойкость к общей коррозии в кислых и щелочных средах
• Отличная стойкость к эрозионной коррозии
• Отличные свойства коррозионной усталости
• Исключительно высокая механическая прочность
• Исключительно высокая усталостная прочность
• Физические свойства, дающие конструкторские преимущества
• Хорошая сваропригодность

Более подробная техническая информация, диаграммы и графики, касающиеся коррозионных, механических и физических свойств материала, представлены в разделах ниже.

Дата обновления спецификации: 20.12.2019 (заменяет все предыдущие издания)

Свойства

Общие физические свойства

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Плотность	23,0 °C	7,7 г/см³
Содержание переработанного материала		82,1 %	Среднее содержание

Механические свойства

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Модуль упругости	20,0 °C	200 ГПа
Относительное удлинение	23,0 °C	25 %	мин.
Удлинение A2	23,0 °C	15 %	мин.
Твердость по Rockwell C	23,0 °C	36 HRC	макс.
Предел прочности при растяжении	20,0 °C	850–950 МПа	в зависимости от толщины стенки
	50,0 °C	923 МПа	в зависимости от толщины стенки
	100,0 °C	850 МПа	в зависимости от толщины стенки
	150,0 °C	811 МПа	в зависимости от толщины стенки
	200,0 °C	784 МПа	в зависимости от толщины стенки
	250,0 °C	785 МПа	в зависимости от толщины стенки
	300,0 °C	791 МПа	в зависимости от толщины стенки
Предел текучести Rp0.2	20,0 °C	700–770 МПа	мин., в зависимости от толщины стенки
	100,0 °C	657 МПа	мин., в зависимости от толщины стенки
	150,0 °C	609 МПа	мин., в зависимости от толщины стенки
	200,0 °C	585 МПа	мин., в зависимости от толщины стенки
	250,0 °C	582 МПа	мин., в зависимости от толщины стенки
	300,0 °C	572 МПа	мин., в зависимости от толщины стенки

Тепловые свойства

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Коэффициент линейного теплового расширения	100,0 °C	1,35×10⁻⁵ 1/К	для диапазона 30°C – указанной температуры
	200,0 °C	1,35×10⁻⁵ 1/К	для диапазона 30°C – указанной температуры
	300,0 °C	1,4×10⁻⁵ 1/К	для диапазона 30°C – указанной температуры
	400,0 °C	1,45×10⁻⁵ 1/К	для диапазона 30°C – указанной температуры
Удельная теплоемкость	20,0 °C	480 Дж/(кг·К)
	100,0 °C	510 Дж/(кг·К)
	200,0 °C	540 Дж/(кг·К)
	300,0 °C	570 Дж/(кг·К)
	400,0 °C	590 Дж/(кг·К)
Теплопроводность	20,0 °C	13 Вт/(м·К)
	100,0 °C	15 Вт/(м·К)
	200,0 °C	16 Вт/(м·К)
	300,0 °C	18 Вт/(м·К)
	400,0 °C	20 Вт/(м·К)

Электрические свойства

Свойство	Температура	Значение
Удельное электрическое сопротивление	23,0 °C	8,7×10⁻⁷ Ω·м

Химический состав (масс.%)

Элемент	Содержание	Примечание
Углерод	0,03 %	макс.
Хром	32 %
Железо	Остаток
Марганец	1,5 %	макс.
Молибден	3,5 %
Никель	7 %
Азот	0,5 %
Фосфор	0,04 %	макс.
Кремний	0,8 %	макс.
Сера	0,01 %	макс.

Технологические свойства

Области применения

Сталь Sandvik SAF 3207 HD™ разработана для глубоководных уmbilicals — применения с экстремальными требованиями к стойкости к точечной и щелевой коррозии, механической прочности и усталостным свойствам.

Благодаря более высокой прочности на текучесть, более высокой коррозионной стойкости и превосходным усталостным свойствам по сравнению с супердуплексными сталями, Sandvik SAF 3207 HD™ также является отличным выбором для ряда других применений в нефтегазовой отрасли. Например, когда требуется стойкость к сероводороду (H₂S), например при закачке необработанной морской воды, в управляющих и химических линиях, Sandvik SAF 3207 HD™ обеспечивает высокую надежность и эксплуатационную безопасность, снижая операционные расходы.

Коррозионные свойства

Общая коррозия: Sandvik SAF 3207 HD™ обладает высокой стойкостью к коррозии в органических кислотах, например муравьиной и уксусной (см. рисунок 4).

Стойкость к неорганическим кислотам сравнима или даже превосходит высоколегированные аустенитные нержавеющие стали в определенных диапазонах концентраций. На рисунках 5 и 6 показаны изокоррозионные диаграммы для серной и хлористовой кислот соответственно.

Точечная и щелевая коррозия: Стойкость к точечной и щелевой коррозии в основном определяется содержанием хрома, молибдена и азота. Технология производства и обработки, например сварка, также критически важны для реальной работы в эксплуатации. Параметром для сравнения стойкости к точечной коррозии в хлоридных средах служит число PRE (Pitting Resistance Equivalent).

PRE = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N (в масс.%)

Минимальное значение PRE для Sandvik SAF 3207 HD составляет 50.

Одним из самых жестких испытаний на точечную коррозию является ASTM G48 (экспозиция в 6% FeCl₃). В модифицированном варианте ASTM G48A образец экспонируется в течение 24-часовых периодов. При обнаружении точек и существенной потере массы (> 5 мг) испытание прекращается. Иначе температура повышается на 5°C и испытание продолжается с тем же образцом.

Испытание на щелевую коррозию проводилось в 6% FeCl₃ с щелью по процедуре MTI-2, где искусственная щель крепилась на образец с моментом 0,28 Нм. Полученные значения и сравнение с Sandvik SAF 2507® приведены на рисунке 7. Sandvik SAF 3207 HD™ показывает лучшие результаты, чем Sandvik SAF 2507®.

Тепловая обработка

Трубы обычно поставляются в термически обработанном состоянии. Если требуется дополнительная термическая обработка после дальнейшей обработки, рекомендуется следующее:

Запекание в твердом растворе: 1040–1140°C (1905–2085°F), быстрый охлаждение в воздухе, защитной атмосфере или воде.

Механическая обработка

Будучи двухфазным материалом (аустенит-феррит), Sandvik SAF 3207 HD™ демонстрирует иной профиль износа режущего инструмента по сравнению с аустенитными нержавеющими сталями. Режимы резания (скорость и подача) должны быть ниже рекомендуемых для аустенитных марок.

Формы поставки

Бесшовные трубы из Sandvik SAF 3207 HD™ могут поставляться в типичных размерах для уmbilicals. Состояние поставки: запеченные в твердом растворе и либо бело-маринованные, либо полированные.

Сварка

Сваропригодность Sandvik SAF 3207 HD™ хороша. Сварка должна выполняться без предварительного нагрева, последующая термическая обработка обычно не требуется. Подходящим методом плавления является аргонодуговая сварка GTAW/TIG с облучающим газом Ar+2% N₂. Для сварки труба-трубоплита рекомендуется использовать Ar+3% N₂ как защитный газ для обеспечения надлежащей структуры сварочного шва.

Для Sandvik SAF 3207 HD™ рекомендуется тепловой ввод 0,2–1,0 кДж/мм и межпроходная температура <100°C (210°F).

Рекомендуемые наплавка материалы:

• GTAW/TIG сварка: Exaton 27.7.5.L. Для информации о наплавке материалах и методах сварки обращайтесь к Sandvik.