Estudo de tubo sem costura de aço inoxidável super duplex UNS S32750 sobre processo de extrusão

prazo de entrega

À medida que as infraestruturas energéticas e petroquímicas da próxima geração exigem condutas de serviço altamente corrosivas, os aços inoxidáveis ​​super duplex atraem uso extensivo por sua combinação exclusivamente equilibrada de resistência, dureza e corrosão resistência superior às ligas tradicionais. Dentro da família destes materiais austenítico-ferríticos Fe-Cr-Ni-Mo, UNS S32750 surge frequentemente especificado devido à elevada resistência à corrosão por pites/fendas através de adições personalizadas de Mo e W. No entanto, embora as aplicações sejam abundantes, sua fabricação em tubos sem costura requer compreensão completa e processamento otimizado. Este relatório tem como objetivo examinar a técnica de extrusão aplicada na fabricação do tubo sem costura super duplex S32750 através da avaliação da metalurgia e do comportamento da liga durante as diversas etapas que compreendem o pré-aquecimento., extrusão sem contêiner, e pós-processamento.

Microestrutura e Propriedades

As fases microestruturais primárias que governam o desempenho do S32750 incluem um equilíbrio quase igual de austenita γ-Fe altamente resistente à corrosão(Ni,CR) e ferrita α-Fe proporcionando um efeito sinérgico. Os principais elementos de liga promovem esta estrutura duplex através:

• Crómio (24-26%) estabiliza ferrita e austenita ao mesmo tempo em que confere resistência à corrosão
• Molibdênio (3.5-4.5%) e tungstênio (1.5-2.5%) aumentar a resistência à corrosão localizada, como corrosão
• Níquel (5-7%) aumenta a fração de austenita que então confere capacidades de alongamento

Juntos, isso produz uma microestrutura de 40-60% ilhas de austenita dispersas dentro de uma matriz ferrítica possuindo ótima tolerância e resistência a danos. S32750 normalmente exibe resistência à tração máxima superior 90 ksi com 20% alongamento mínimo e excelente tenacidade até temperaturas criogênicas.

Produção de tarugos

Produzindo a matéria-prima S32750 necessária (boleto) para extrusão começa com ingredientes elementares brutos puros derretidos sob gás argônio inerte usando fornos de indução a vácuo. Ajustes cuidadosos protegem as composições de acordo com as especificações ASTM, ao mesmo tempo que minimizam elementos intersticiais indesejados, como enxofre, fósforo e nitrogênio ligados a fases secundárias prejudiciais. As máquinas de lingotamento contínuo solidificam rapidamente o metal fundido em tarugos retangulares, exigindo processamento adicional para obter todas as propriedades.

Pré-aquecimento

O objetivo principal antes da extrusão envolve homogeneizar tarugos para refinar a estrutura do grão e dissolver inclusões de carbonetos/nitretos que poderiam enfraquecer o desempenho do tubo. Como um mecanismo de precipitação para fortalecimento da liga depende deste refinamento da fase secundária, um pré-aquecimento em várias etapas é comumente adotado:

• A imersão inicial mantém os tarugos a 900-1020°C, permitindo a dissolução lenta de inclusões que reprecipitam como dispersóides mais finos
• Resfriamento lento acabou 1-2 dias retém precipitados antes da têmpera final na faixa duplex (850-950° C) para garantir formas de equilíbrio microestrutural completo após resfriamento lento do ar

Controles rigorosos de temperatura protegem o equilíbrio metalúrgico durante esses estágios de aquecimento/imersão, que podem durar até uma semana no total.

Extrusão sem contêiner

A extrusão direta sem recipiente denota o processo em que os tarugos são comprimidos através de uma matriz cônica de aço desprovida de qualquer recipiente circundante.. Isso proporciona vantagens operacionais em relação à extrusão tradicional baseada em contêiner para a fabricação de tubos S32750. Aspectos principais:

• Tarugos pré-aquecidos a 1050-1150°C entram na entrada da matriz montados em uma sapata isolada e empurrados por um aríete hidráulico
• A geometria cônica orientada em um semi-ângulo de 8-15° gera tensão de compressão uniforme, forçando o metal a fluir suavemente através de taxas de redução de 3-10x
• 'Toras' extrudadas em formato próximo à rede saem da matriz mantendo 95% precisão dimensional sem rasgos/rachaduras
• A produtividade do processo atinge 30 m/minuto com geração mínima de flash e taxas de defeito abaixo de 1 ppm
• Toras imediatamente temperadas em água para travar a microestrutura duplex e depois endireitadas

A extrusão sem contêiner aproveita o pré-condicionamento de tarugos, tensões controladas e design de matriz otimizado para fornecer tubo S32750 de alta qualidade sem risco de defeitos no recipiente.

Pós-processamento

Modelagem adicional e tratamentos térmicos ajustam a microestrutura e as propriedades:

• O fresamento/torneamento remove imperfeições da superfície e atinge tolerâncias de circularidade/espessura da parede do tubo
• Recozimento de solução realizado 1 hora entre 1000-1100°C resolve quaisquer camadas endurecidas antes da têmpera rápida
• O endurecimento por precipitação envolve envelhecimento 2-6 horas entre 600-750°C para nuclear a distribuição desejada de partículas fortalecedoras em escala nanométrica, como carbonetos
• Testes não destrutivos avaliam a solidez e certificam que as propriedades mecânicas atendem aos códigos de aplicação
• Revestimento/revestimento opcional aplicado antes do envio protege contra corrosão durante serviços futuros

Após os pós-tratamentos, o tubo sem costura S32750 exibe o perfil alvo de resistência e tenacidade ultra-alta, dotado de rotas de processamento refinadas, como extrusão sem contêiner combinada com tratamentos térmicos de precisão.

Conclusão

atendendo aos rigorosos requisitos exigidos em offshore, os mercados de petróleo/gás e produtos químicos exigem técnicas de fabricação otimizadas. Este relatório detalhou o processo de extrusão sem contêiner de vários estágios aplicado para produzir tubos sem costura de alta qualidade a partir da liga inoxidável super duplex UNS S32750. Ao pré-condicionar tarugos, aproveitando tensões de deformação controladas e refinando microestruturas, O tubo sem costura alcança as propriedades exclusivamente equilibradas da matriz duplex desta liga, tornando-o indispensável para tubulações de longa vida que transportam fluidos corrosivos. O avanço contínuo estimula as capacidades de extrusão, garantindo uma infraestrutura sustentável no futuro.