Hastelloy C-22 VS. C-22HS – Marine Engineering

Forord

 

Efterhånden som dybt-olie- og gas- og havbundsmineaktiviteter fortsætter med at operere i stadig mere krævende miljøer, stiger kravene til strukturelle materialer i marineudstyr også. Den utilstrækkelige styrke af korrosionsbestandige-legeringer, kombineret med høj-ståls følsomhed over for chloridspændingskorrosion, har længe været en balancegang.

 

Hastelloy C-22, med sin fremragende korrosionsbestandighed, er meget udbredt i offshore-operationer. Dets derivat, C-22HS, gennemgår en speciel varmebehandling, hvilket resulterer i væsentligt forbedret styrke, hvilket giver en ny løsning til udvælgelsen af ​​skibstekniske materialer.

 

Denne artikel skitserer kompositions- og ydeevneforskellene mellem C-22 og C-22HS med det formål at yde støtte til udvælgelsen af ​​skibstekniske materialer.

 

 

 

Marine Engineerings industriudfordringer

 

Som det er velkendt, er den kerneudfordring, som havteknik står over for, at det ekstreme miljø på dybhavet stiller dobbelt, krævende høj-styrke og korrosionsbestandighed i materialer, et krav som traditionelle materialer ofte ikke opfylder.

 

Konkret kan dette opsummeres i følgende indbyrdes forbundne dilemmaer:

 

 

 

Samme afstamning, samme oprindelse, ydeevneoptimering

 

C-22HS er ikke en helt ny legering uafhængig af C-22; den er baseret på ny forskning af C22, en fælles vej for ingeniører til at forbedre eksisterende materialer. På det kemiske sammensætningsniveau er C-22HS derfor helt inden for området C-22 - indholdet af hovedelementerne nikkel, krom og molybdæn er i det væsentlige det samme, og kontrolkravene for urenhedselementer er også de samme. I ASTM- og ASME-standardsystemerne er C-22HS eksplicit klassificeret som et varmebehandlet derivat af C-22-legeringen snarere end en separat parallel variant.

 

 

Som det kan ses af tabellen ovenfor, har de to i det væsentlige den samme kemiske sammensætning, med kun mindre justeringer.

 

Samme grundmateriale, anden "formel"

 

Forskellen ligger ikke i "formlen", men i "processen". Standard C-22 bruger opløsningsglødning, mens C-22HS gennemgår yderligere ældningsbehandling. Resultatet: Flydestyrken springer fra 359 MPa til 1345 MPa, samme kemiske sammensætning, forskellig mikrostruktur.

 

Overvej grafit og diamant: samme sammensætning, men drastisk forskellige egenskaber. C-22 og C-22HS arbejder efter samme princip, kun deres transformation sker inde i ovnen, ikke under jorden.

 

På grund af den samme kemiske sammensætning arver C-22HS alle de korrosions--resistente "gener" fra C-22. PREN-værdier, spaltekorrosionsbestandighed og svejsbarhed er stort set de samme. Ingeniører kan direkte anvende årtiers korrosionsdata og designerfaring fra C-22 til C-22HS - uden at starte fra bunden.

 

Så hvorfor tilføje "HS"?--Hvad er forskellene mellem Hastelloy C22 og C22HS?

 

Betydningen af ​​"HS" er ligetil-det er en forkortelse for High Strength.

 

Bogstavelig betydning-høj styrke

 

Dette er den mest intuitive forståelse. Flydegrænsen for C-22HS (Større end eller lig med 1345MPa) er næsten fire gange større end standard C-22 (Større end eller lig med 359MPa), og dens trækstyrke er også mere end dobbelt. Tilføjelse af "HS" angiver tydeligt i karakterbetegnelsen: "Jeg er højstyrkeversionen i denne familie."

 

Dybere betydning: den høje styrke kommer fra varmebehandling

 

"HS" er ikke kun en præstationsindikator; det indebærer også fremstillingsprocessen-Høj styrke stammer fra en særlig ældningsvarmebehandling. Standard C-22 er i opløsningsudglødet tilstand, mens C-22HS gennemgår en yderligere ældningsproces efter opløsningsbehandling, der udfælder forstærkningsfaser i nanoskala og øger dens styrke yderligere.

 

Så i betragtning af at den vigtigste kemiske sammensætning forbliver uændret, hvad kan mest intuitivt demonstrere forskellen?

 

Forskelle i mekaniske egenskaber (bar/rumtemperatur)

 

Bemærk: På grund af de forskellige måleskalaer kan hårdhed ikke direkte sammenlignes. For en grov reference er 84 HRBW cirka mindre end 20 HRC.

 

Tabellen viser, at flydespændingen for C22HS er cirka 4,5 gange den for C22. Under den samme designbelastning kan brug af C22HS reducere tværsnitsstørrelsen markant, hvilket er af stor betydning for applikationer med begrænset plads- såsom værktøjer i borehullet. Den øgede styrke kommer dog på bekostning af nedsat plasticitet; derfor er C22HS ikke egnet til applikationer, der kræver omfattende koldformning.

 

Modstandsdygtighed over for korrosion af havvandsspalter (aSTM G48)

 

 

Derfor kan det ses, at de to er næsten i samme klasse, og C22HS er bedre i udglødet tilstand, idet dens styrke fordobles efter ældning, mens dens korrosionsbestandighed ikke er væsentligt reduceret. Det, vi dog skal vide, er ikke "hvilken er stærkere", men at C-22HS stadig opretholder det samme niveau af korrosionsbestandighed som C-22 i en højstyrketilstand, og det er der, dens værdi ligger.

 

Forskelle i varmebehandlingsprocesser

 

 

Anvendelsesområder

 

 

Forskellen mellem C-22 og C-22HS afspejler i det væsentlige en klassisk vej i udviklingen af ​​tekniske materialer: udvikling af afledte varianter baseret på modne legeringssystemer gennem mikrostrukturel kontrol. C-22 dækker "bredde"-korrosionsbestandige-korrosionsbestandige komponenter i stort-område; C-22HS bryder gennem "dybde"-højstress-belastningsbærende noder.

 

Hverken er i sagens natur overlegen eller ringere; snarere indtager hver sin niche og udnytter sine styrker og fortsætter med at spille uerstattelige roller inden for deres respektive ekspertiseområder.

 

Ansvarsfraskrivelse: Dataene i denne artikel er typiske værdier eller referenceområder og er kun til reference. Den faktiske ydeevne er underlagt materialekvalitetscertifikatet og målte data. Forslagene til materialevalg er generel vejledning; kontakt venligst materialeleverandøren eller en professionel ingeniør for specifikt valg.

 

 

 

Lork Gruppen
Marketing Operations afdeling
 E-mail:layla@lorkgroup.com
 WhatsApp: +86 199 3707 5488