صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين في درجات حرارة منخفضة

الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوجيجمع بين مقاومة الأوستينيت للتآكل وقوة الفريت في بنية مجهرية بنسبة 50/50 تقريبًا-مما يمنحهما ضعف قوة الخضوع تقريبًا للدرجات الأوستنيتي التقليدية مثل 304L و316L. لكن القوة ليست سوى جزء من القصة.

في الخدمة المبردة، ومعالجة الغاز الطبيعي المسال، والمنصات البحرية، ومشاريع الطاقة في القطب الشمالي، فإن قدرة المادة على امتصاص الطاقة دون كسر-صلابتها- تعتبر أمرًا بالغ الأهمية بنفس القدر.

تجيب هذه المقالة على الأسئلة التي يطرحها المهندسون والمحددون وفرق المشتريات بشكل متكرر حول صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين: كيف يعمل SS المزدوج في درجات حرارة منخفضة؟ ما هي متطلبات اختبار تأثير شاربي المطبقة؟ ما هي الدرجات المناسبة لخدمة-الصفر؟ وماذا تقول الأدلة عن المتانة-الحقيقية في تطبيقات الغاز الطبيعي المسال والتطبيقات البحرية والتطبيقات المبردة؟

الوجبات الرئيسية: يحتفظ الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج بمتانة ممتازة عند درجات حرارة تصل إلى -50 درجة (للطباعة على الوجهين القياسي) و-80 درجة (للطباعة على الوجهين الفائقين)، مع قيم تأثير Charpy V - من 50 إلى 100 جول عند −40 درجة - وهو ما يتجاوز بكثير الحد الأدنى 27 جول المطلوب بواسطة ASTM A240/A790. وهذا يجعل نظام SS المزدوج متفوقًا تقنيًا وبديلاً فعالاً من حيث التكلفة-لـ 316L في التطبيقات تحت-الصفر والتطبيقات البحرية، مع حاجة إلى مواد أقل بنسبة 40-60% نظرًا لقوتها العالية.

ما هو اختبار تأثير شاربي ولماذا هو مطلوب للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج؟

يقيس اختبار الارتطام Charpy V-كمية الطاقة (بالجول) التي تمتصها عينة الاختبار القياسية عند كسرها بواسطة بندول متأرجح عند درجة حرارة محددة. تعني قيمة شاربي الأعلى أن المادة أكثر صلابة-وأكثر قدرة على امتصاص الطاقة دون انقسام. بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج، فإن اختبار Charpy ليس اختياريًا: فهو مفوض من قبل ASTM A240/A790 وEN 10088 وASME Code القسم الثامن للتحقق من أن البنية الدقيقة للفريت-الأوستينيت توفر صلابة كافية لتطبيقات حدود الضغط-.

عينة الاختبار عبارة عن شريط مستطيل (55 مم × 10 مم × 10 مم) مع شق على شكل حرف V بعمق 2 مم - - تم تشكيله في مركزه. يتم وضع العينة في آلة اختبار شاربي، ويتم الاحتفاظ بها عند درجة الحرارة المطلوبة (درجة حرارة الغرفة، 0 درجة، −20 درجة، أو −40 درجة)، ويتم ضربها بواسطة بندول متأرجح. تقيس الآلة الطاقة الممتصة لكسر العينة، معبرًا عنها بالجول (J) أو القدم- رطل (قدم·رطل).

لماذا يكون اختبار شاربي مطلوبًا خصيصًا للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج؟

يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج اختبار Charpy لأن بنيته الدقيقة ذات الطورين (الفريت + الأوستينيت) حساسة للمعالجة الحرارية غير المناسبة، والتي يمكن أن تسبب التقصف عند درجات الحرارة المرتفعة (تقصف 475 درجة، مرحلة سيجما) أو تدهور المتانة عند درجات حرارة أقل من - الصفر. اختبار Charpy هو أداة مراقبة الجودة التي تتحقق من صحة البنية الدقيقة وأن المادة آمنة للخدمة.

المخاطر الأساسية التي يكتشفها اختبار شاربي في الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج:

✔ اختلال الطور: إذا انحرفت نسبة الفريت/الأوستينيت من ~50/50 (على سبيل المثال، 70/30 أو 80/20)، تنخفض الصلابة بشكل كبير. يكتشف اختبار شاربي ذلك بسرعة.

✔ تقصف عند 475 درجة: التعرض الطويل لدرجة حرارة 300-500 درجة يسبب رواسب غنية بالكروم - في مرحلة الفريت، مما يقلل بشكل كبير من الصلابة. تكتشف اختبارات شاربي في درجة حرارة الغرفة ودرجات الحرارة تحت -الصفر.

✔ تقصف مرحلة سيجما: يشكل الوقت الممتد عند 600-800 درجة مرحلة سيجما صلبة وهشة بين المعادن. يمكن لاختبار Charpy واحد اكتشاف تقصف طور سيجما-من مجموعة معالجة حرارية سيئة.

✔ حرارة اللحام -صلابة المنطقة المتأثرة (HAZ): تعتبر منطقة اللحام HAZ الخاصة بـ SS المزدوج هي المنطقة الأضعف في الهيكل المُصنَّع. يعد اختبار تأثير منطقة HAZ (باستخدام عينات الحز الجانبي- أو محاكاة اللحام المنفصلة) أمرًا إلزاميًا للتطبيقات المهمة.

✔ التحقق من خدمة درجة الحرارة المنخفضة-: بالنسبة للتطبيقات المبردة والبحرية، يتحقق اختبار Charpy عند -40 درجة أو أقل من أن مرحلة الأوستينيت تحتفظ بمرونة لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) عند درجة حرارة التصميم.

اختبارات شاربي مقابل اختبارات الصلابة الأخرى: ما هو المطلوب لاختبارات الدوبلكس SS؟

لماذا يحتفظ الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج بالصلابة عند درجات الحرارة المنخفضة

يحتفظ الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج بمتانة ممتازة في درجات الحرارة المنخفضة لأن مرحلته الأوستنيتية (البنية البلورية FCC) تظل قابلة للطرق والمقاومة للصدمات-حتى عند -40 درجة، في حين أن مرحلته من الفريت (بنية BCC) توفر القوة. يعمل الأوستنيت كمرحلة احتجاز -للشقوق، مما يؤدي إلى إضعاف الشقوق المنتشرة وتوزيع طاقة التأثير عبر البنية المجهرية ذات الطورين-. ولهذا السبب تمت الموافقة على استخدام الازدواج القياسي (2205) للخدمة حتى -50 درجة والازدواج الفائق (2507، 32760) حتى -80 درجة، دون الحاجة إلى سبائك من الدرجة المبردة-.

لفهم سبب كون وحدة SS المزدوجة قوية للغاية عند درجة حرارة منخفضة، نحتاج إلى فهم ما يحدث للمعادن عندما تصبح باردة:

✔ معادن BCC (الفريت، SS من الحديد، الفولاذ الكربوني): في درجات الحرارة المنخفضة، تخضع معادن BCC لمرحلة انتقالية -إلى-هشة (DBTT)-مطاطة مع تحذير بسيط تحت درجة الحرارة الحرجة. يمكن أن يفشل الفولاذ الكربوني بشكل كارثي تحت -20 درجة. حتى الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد مثل 430 يظهر DBTT.

✔ معادن لجنة الاتصالات الفيدرالية (الأوستينيت والألومنيوم والنحاس): لا تحتوي معادن لجنة الاتصالات الفيدرالية على DBTT. يمكن أن تنزلق مستوياتها الذرية في أي اتجاه، لذلك تظل قابلة للسحب حتى عند درجة حرارة النيتروجين السائل (−196 درجة). ولهذا السبب يتم استخدام 304L و316L في الخدمة المبردة حتى -269 درجة.

✔ دوبلكس SS (مرحلتان-): يمنع الطور الأوستينيت انتشار الكسر الهش عبر مصفوفة الفريت. حتى عندما تواجه مرحلة الفريت بعض التقصف، فإن جزر الأوستينيت تمتص طاقة التأثير وتمنع الشقوق من الجريان. يجب أن يتنقل الشق بشكل متكرر حول جزر الأوستينيت، مما يبدد الطاقة ويرفع الصلابة الفعالة.

ماذا يحدث لصلابة SS المزدوجة أقل من -40 درجة؟

الخلاصة: يحافظ الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج القياسي (2205، UNS S31803 / S32205) على صلابة كافية تصل إلى -50 درجة تقريبًا ولكنه يبدأ في إظهار قيم تأثير منخفضة أقل من -40 درجة. للخدمة أقل من −50 درجة، يوصى بدرجات الطباعة المزدوجة الفائقة (2507، 32750، 32760) ذات المحتوى الأعلى من Ni وN. بالنسبة للخدمة التي تقل عن -80 درجة (الغاز الطبيعي المسال في-الأنبوب، الخزانات المبردة)، عادةً ما يتم تحديد درجات الأوستنيتي مثل 304L أو 316L-على الرغم من أن بعض مشغلي الغاز الطبيعي المسال يستخدمون تقنية الازدواج الفائق لقوتها الأعلى-إلى-نسبة الوزن.

ملاحظة: تمثل القيم اتجاه الاختبار الطولي (اتجاه L-T). عادةً ما تكون القيم المستعرضة (T-L) أقل بنسبة 30-50%. استخدم دائمًا الاتجاه ذي الصلة باتجاه تحميل التصميم الخاص بك.

المعايير المطبقة: متطلبات تأثير شاربي للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج

يتطلب ASTM A240 (لوحة/ورقة) وASTM A790 (أنبوب) ما لا يقل عن 54 J (40 قدمًا · رطل) لدرجات الطباعة المزدوجة القياسية في حالة التلدين بالمحلول. تتطلب درجات الطباعة المزدوجة الفائقة (S32750، S32760) عادةً ما بين 45 إلى 50 جول كحد أدنى. هذه هي الحدود الدنيا لدرجة حرارة الغرفة-للخدمة دون-الصفر، ويجب أن يحدد المحدد درجة حرارة الاختبار والقيمة الدنيا استنادًا إلى رمز التصميم وشروط الخدمة.

ما هي المتطلبات الإضافية المطبقة على التطبيقات البحرية والتطبيقات المبردة؟

تفرض التطبيقات الخارجية وتحت-الصفر متطلبات تتجاوز الحدود الدنيا القياسية للجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM). تحدد API 17J وNORSOK وISO 15156 اختبار Charpy الإضافي عند درجة حرارة التصميم (−20 درجة أو −40 درجة أو أقل) بقيم لا تقل عن 45–50 J واختبار تأثير HAZ للتحقق من صلابة منطقة اللحام.

متطلبات شاربي الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين حسب درجة حرارة الخدمة

بالنسبة لخدمة الغاز الطبيعي المسال (درجة حرارة التصميم −162 درجة)، لا يوصى باستخدام الازدواج القياسي 2205 لاحتواء الضغط الأولي لأن طور الفريت الخاص به يخضع لانتقال هش مطاوع - إلى - حول −60 درجة إلى −80 درجة. تم تحديد 304L أو 316L الأوستنيتي للأغلفة الداخلية لخزان LNG. ومع ذلك، يتم استخدام سوبر دوبلكس 2507 و32760 في خطوط أنابيب الغاز الطبيعي المسال تحت سطح البحر والمنصات البحرية حيث تصل درجات الحرارة التصميمية إلى -80 درجة، بشرط أن يؤكد اختبار شاربي المتانة الكافية عند -80 درجة.

متطلبات صلابة تطبيق الغاز الطبيعي المسال:

✔ الغلاف الداخلي لخزان الغاز الطبيعي المسال (الحاجز الأساسي): AISI 304L (UNS S30403) أو الفولاذ الأوستنيتي 304/316. الحد الأدنى شاربي 27 J عند -162 درجة. لا يُسمح باستخدام SS مزدوج للحاجز الأساسي.

✔ الغلاف الخارجي لخزان الغاز الطبيعي المسال والمساحة الحلقية: يتم استخدام Super duplex 2507 أو 32760 بشكل متزايد في هياكل دعم الخزان الخارجي والأنابيب، مع اختبار Charpy عند -80 درجة بحد أدنى 45 J.

✔ خطوط التدفق تحت سطح البحر لمحطة إعادة الغاز الطبيعي المسال: Super duplex 2507 (S32750) مع PREN أكبر من أو يساوي 40، Charpy 45 J عند -20 درجة، معتمد من API 17J.

✔ الغاز الطبيعي المسال في القطب الشمالي: بالنسبة لشركة Yamal للغاز الطبيعي المسال والمشاريع المماثلة، تم تحديد درجات مزدوجة خاصة مع اختبار Charpy عند درجة -60، إلى جانب متطلبات صلابة الكسر CTOD.

ما هي متطلبات Charpy لـ SS مزدوج في تطبيقات المنصات الخارجية؟

عادةً ما تحدد المنصات البحرية في بحر الشمال وخليج المكسيك وبحر الصين الجنوبي الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج لأنابيب المعالجة، وأذرع التوهج، والمكونات تحت سطح البحر مع متطلبات شاربي من 45 إلى 50 جول عند -20 درجة أو -40 درجة، اعتمادًا على درجة الحرارة الأساسية للتصميم ومتطلبات NORSOK أو API المطبقة.

ما هي متطلبات Charpy لأنابيب SS المزدوجة في خطوط الأنابيب في القطب الشمالي والمناخ البارد؟

تتطلب خطوط الأنابيب في القطب الشمالي في كندا وروسيا وألاسكا التي تعمل عند -40 درجة إلى -45 درجة فولاذ مقاوم للصدأ مزدوج مع قيم تأثير شاربي تبلغ 50-60 جول عند درجة حرارة التصميم، بالإضافة إلى اختبار صلابة الكسر الإضافي (CTOD و/أو DWTT). تحدد معايير CSA Z662 الكندية وGOST الروسية متطلبات المتانة التي تتجاوز متطلبات API وASME القياسية للمناخات المعتدلة.

✔ خطوط أنابيب النفط في القطب الشمالي (−40 درجة إلى −45 درجة): دوبلكس فائق 2507 أو مزدوج الاتجاه 2101 مع شاربي 50 J دقيقة عند −40 درجة؛ DWTT مطلوب لأنابيب الخط (مساحة القص > 85% عند -40 درجة).

✔ خطوط أنابيب الغاز في القطب الشمالي (−40 درجة): متطلبات مماثلة بالإضافة إلى CTOD أكبر من أو تساوي 0.25 مم عند −40 درجة لحامات محيط الأنابيب.

كيف تؤثر المعالجة الحرارية واللحام على صلابة شاربي الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين

تتسبب المعالجة الحرارية غير الصحيحة في ثلاث آليات تقصف مميزة في الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج، والتي تم الكشف عنها جميعًا عن طريق اختبار شاربي: (1) التقصف عند 475 درجة (فقدان سريع للصلابة بعد 100-1000 ساعة عند 300-500 درجة)، (2) تقصف طور سيجما (بعد التعرض لفترة طويلة عند 600-800 درجة)، (3) تقصف ألفا برايم (طويل الأمد- تحلل الفريت عند 300-400 درجة). يمكن لجميع العناصر الثلاثة تقليل قيم تأثير شاربي من 80-120 جول إلى أقل من 20 جول-، وهو ما يمثل خسارة كارثية في المتانة.

ما هي متطلبات Charpy للمناطق المتضررة من حرارة اللحام SS على الوجهين-(HAZ)؟

تعتبر منطقة اللحام HAZ للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج هي المنطقة الأضعف في الهيكل المُصنَّع لأن دورة اللحام الحرارية تسبب خللًا في الطور المحلي (استنزاف الفريت أو الأوستينيت المفرط)، وخشونة الحبوب، واحتمال هطول الأمطار. تتطلب التطبيقات الحرجة اختبار شاربي لـ HAZ عند درجة حرارة التصميم، مع الحد الأدنى من القيم عادةً 70-85% من متطلبات المعدن الأساسي.

✔ شاربي معدني أساسي: 54 جول في درجة حرارة الغرفة (ASTM A240/A790 كحد أدنى).

✔ HAZ Charpy: 40 J كحد أدنى في درجة حرارة الغرفة لمعظم الأكواد؛ 45 J كحد أدنى عند درجة حرارة التصميم للتطبيقات البحرية والقطب الشمالي.

✔ معدن اللحام Charpy: يجب أن يفي معدن اللحام المترسب (عادةً ما يطابق الحشو أو الحشو المغطى) بمتطلبات Charpy. ER2594 (AWS A5.9) حشو اللحام يحقق عادة 50-80 J في درجة حرارة الغرفة.

✔ المعالجة الحرارية اللاحقة للحام (PWHT): يجب ألا تكون SS المزدوجة PWHT في نطاق 300-800 درجة بسبب خطر التقصف. يعد التلدين بالمحلول بعد اللحام هو الطريق الوحيد المقبول لـ PWHT.

دوبلكس مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي: مقارنة صلابة درجات الحرارة المنخفضة

اختر الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج للتطبيقات تحت-الصفر عندما: (1) تكون القوة مهمة (يحتوي الطباعة على الوجهين على قوة إنتاجية 2× تبلغ 316L، مما يعني مادة أقل بنسبة 40–60%)، (2) تكون درجة حرارة التصميم أكبر من أو تساوي -50 درجة للطباعة على الوجهين القياسي أو أكبر من أو تساوي -80 درجة للطباعة على الوجهين الفائقين، و(3) التكسير الناتج عن إجهاد الكلوريد (Cl-SCC) يمثل خطرًا (الازدواج أكثر مقاومة). اختر الأوستنيتي 304L/316L للخزانات الداخلية للغاز الطبيعي المسال، والتخزين المبرد، ودرجات الحرارة أقل من -80 درجة حيث تنخفض صلابة الطباعة المزدوجة. بالنسبة للتطبيقات تحت -الصفر عند درجة -30 إلى -50 درجة (أنابيب معالجة المنصة البحرية، وخطوط حقن المياه في القطب الشمالي)، يعتبر دوبلكس 2205 متفوقًا تقنيًا وأكثر فعالية من حيث التكلفة-من 316L.

الأسئلة المتداولة

يتطلب ASTM A240 وASTM A790 ما لا يقل عن 54 J (40 قدم · رطل) Charpy V - من طاقة التصادم للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج (S31803/S32205/S32750/S32760) في حالة التلدين - في المحلول عند درجة حرارة الغرفة (20±5 درجة). ومع ذلك، هذا هو الحد الأدنى فقط من متطلبات الشهادة-وهذا لا يعني أن المادة مناسبة لدرجة حرارة الخدمة المحددة لديك. بالنسبة للتطبيقات التي تقل عن - الصفر (المنصات البحرية، وخطوط أنابيب القطب الشمالي، والأنابيب المبردة)، يجب عليك تحديد اختبار Charpy عند درجة حرارة التصميم بقيم لا تقل عن 45-50 جول لكل رموز المشروع المعمول بها (NORSOK، API، CSA، ISO). قد تظهر لوحة مزدوجة ذات 54 جول في درجة حرارة الغرفة 30-40 جول فقط عند -40 درجة، الأمر الذي قد يفشل في متطلبات المشروع البحري.

هل يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2205 في خدمة الغاز الطبيعي المسال عند درجة -162؟

لا يُنصح باستخدام الازدواج القياسي 2205 لاحتواء الغاز الطبيعي المسال الأولي عند درجة -162. تستخدم صهاريج تخزين الغاز الطبيعي المسال الأوستنيتي 304L أو 316L لغلاف الخزان الداخلي للأسباب التالية: (1) تخضع مرحلة الفريت في الطباعة المزدوجة 2205 لانتقال هش من - إلى - مطاوع عند درجة -60 تقريبًا إلى -80 درجة، مما يتسبب في انخفاض قيم شاربي بشكل حاد؛ (2) لا يصدق ASTM A240 على 2205 للخدمة المبردة تحت -50 درجة. ومع ذلك، تمت الموافقة على درجات دوبلكس فائقة (2507، 32760) مع قيم شاربي المعتمدة عند -80 درجة لخطوط تدفق الغاز الطبيعي المسال تحت سطح البحر، ودعامات الخزانات الخارجية، والأنابيب خارج حدود الاحتواء الأساسي، حيث تتم مواجهة درجات حرارة التصميم من -80 درجة إلى -100 درجة. بالنسبة للاحتواء الأولي للغاز الطبيعي المسال، استخدم دائمًا الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 304L/304 أو 316L/316.

كيف يؤثر اللحام HAZ على قيم تأثير شاربي في الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج؟

الاستنتاج: يُظهر اللحام HAZ للفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج عادةً قيم تأثير شاربي أقل بنسبة 20-40% من المعدن الأساسي بسبب: (1) خشونة الحبوب في مصفوفة الفريت (تقليل القدرة على إيقاف التصدع)، (2) عدم توازن الطور المحلي (مناطق الفريت الزائد مع محتوى منخفض من الأوستينيت)، و (3) احتمال هطول نيتريد الكروم Cr₂N أثناء التبريد السريع من الدورة الحرارية للحام. تتطلب المشاريع البحرية والقطبية الحرجة اختبار شاربي لـ HAZ عند درجة حرارة التصميم (عادةً −20 درجة إلى −40 درجة) مع الحد الأدنى من القيم 40-45 J. أفضل ممارسة هي استخدام معادن حشو مطابقة أو متداخلة (على سبيل المثال، ER2594 لـ S32750، ER2209 لـ S32205)، والتحكم في درجة حرارة الممر البينية أقل من 150 درجة، وتجنب PWHT في نطاق 300-800 درجة. تحقق اللحامات GTAW (TIG) وSAW عمومًا قيم HAZ Charpy أعلى من SMAW (العصا).

ما الفرق بين اختبار صلابة الكسر Charpy V-(CVN) واختبار CTOD لصلابة الكسر المزدوج؟

يقيس Charpy V-notch (CVN) إجمالي الطاقة (بالجول) الممتصة لكسر عينة قياسية محززة-وهو اختبار فحص، سريع وغير مكلف، وأداة مراقبة الجودة القياسية التي تفرضها ASTM A240/A790. يقيس CTOD (إزاحة فتحة طرف الكراك) صلابة الكسر (بالمم) للمادة التي تحتوي على صدع حقيقي-مثل العيب-ويخبرك بحجم الكسر الحرج الذي سيؤدي إلى فشل عند ضغط ودرجة حرارة معينة. بالنسبة للمنصات البحرية وخطوط الأنابيب في القطب الشمالي وأوعية الضغط الحرجة، يتم تحديد CTOD بشكل متزايد لأنه يسمح للمهندسين بحساب الحد الأقصى لحجم الخلل المقبول قبل حدوث الكسر الكارثي، وهو أمر غير ممكن باستخدام بيانات Charpy وحدها. كقاعدة عامة: استخدم Charpy لمراقبة الجودة وإصدار شهادات المواد؛ استخدم CTOD من أجل اللياقة-من أجل-تقييم الخدمة والتصميم النقدي.

كيف يمكن مقارنة الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج الهزيل (على سبيل المثال، 2101، 2002) بـ 2205 بالنسبة إلى-صلابة درجة الحرارة المنخفضة؟

تعتبر الدرجات المزدوجة الخالية من الدهون (LDX 2101، UNS S32101؛ 2002، UNS S32003) بدائل ذات أسعار اقتصادية لـ 2205 مع محتوى Ni أقل (من 5-8٪ إلى 1.5-5٪) وبالتالي تكلفة أقل. وتعتمد صلابتها عند درجات الحرارة المنخفضة-على نسبة حجم الأوستينيت (AVF) المحددة ومحتواها من النيتروجين. يُظهر LDX 2101 (AVF ~45%، N ~0.22%) قيم شاربي التي تبلغ 55–70 J عند درجة −20 و30–50 J عند −40 درجة - مناسبة للعديد من التطبيقات البحرية والقطب الشمالي ولكنها ليست صعبة بشكل مستمر مثل 2205 (والتي تحقق 60–100 J عند درجة −20 مع 50% AVF). بالنسبة لمشاريع القطب الشمالي مع درجات حرارة تصميمية أقل من −40 درجة، يوصى باستخدام 2205 أو دوبلكس فائق على الوجهين الهزيل. بالنسبة للمنصات البحرية عند -20 درجة إلى -30 درجة، يعد الاتجاه البسيط 2101 بديلاً مقبولاً وفعالاً من حيث التكلفة-لبديل 2205، بشرط إجراء اختبار شاربي عند درجة -20 أو أقل.

هل يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج اختبار التأثير (Charpy) عند درجات حرارة تحت-الصفر، وكيف يمكنني تحديد درجة حرارة الاختبار؟

نعم، إذا كانت درجة حرارة تصميمك أقل من 0 درجة أو إذا كان الكود المعمول به (ASME B31.3، VIII-1، NORSOK، API، CSA Z662) يحددها. درجة حرارة الاختبار هي عادة درجة حرارة التصميم المعدني، وهي أدنى درجة حرارة متوقعة للمعدن أثناء التشغيل بالإضافة إلى أي بدل للتشغيل العابر. التوجيه القياسي: (1) بحر الشمال البحري/خليج المكسيك: اختبار عند -20 درجة كحد أدنى (NORSOK M-001). (2) خطوط أنابيب القطب الشمالي: اختبار عند -40 درجة كحد أدنى (CSA Z662، ISO 3183). (3) أنابيب محطة إعادة تحويل الغاز الطبيعي المسال إلى غاز: اختبار عند -40 درجة كحد أدنى (مواصفات المشروع). (4) مصنع كيميائي عام في مناخ معتدل: يعتبر شاربي درجة حرارة الغرفة وفقًا لمعيار ASTM A240 كافيًا ما لم تنخفض درجة حرارة سائل العملية إلى أقل من 0 درجة. عند الشك، قم بالاختبار عند الحد الأدنى من درجة حرارة المعدن التصميمي بهامش لا يقل عن 10 درجات أقل من أدنى درجة حرارة تشغيل متوقعة.