LR SR Edelstahl-Winkelverschraubung ASTM A815 UNS S31803 / S32205 / S32750

Einführung

Winkelverschraubungen aus Edelstahl sind wichtige Komponenten in Rohrleitungssystemen, Ermöglicht Richtungsänderungen im Fluss von Flüssigkeiten oder Gasen. Diese Armaturen gibt es in verschiedenen Ausführungen, einschließlich langer Radius (LR) und kurzer Radius (SR) Ellbogen, und werden aus verschiedenen Edelstahlsorten hergestellt, um für verschiedene Anwendungen und Umgebungen geeignet zu sein. Dieser Artikel konzentriert sich auf Winkelverschraubungen aus Duplex-Edelstahl der Güteklasse UNS S31803, S32205, und S32750, Entspricht den ASTM A815-Standards.

Duplex-Edelstahlsorten

UNS S31803 / S32205

UNS S31803 und S32205 sind die gebräuchlichsten Duplex-Edelstähle, bietet eine ausgewogene Mischung aus austenitischen und ferritischen Eigenschaften. Diese Noten bieten:

• hohe Festigkeit: Ungefähr doppelt so hohe Streckgrenze wie austenitische Edelstähle.
• Gute Zähigkeit: Auch bei niedrigen Temperaturen.
• Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit: Hervorragende Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion, Lochfraß, und Spaltkorrosion, insbesondere in chloridhaltigen Umgebungen.

UNS S32750

UNS S32750, auch bekannt als Super Duplex, bietet im Vergleich zu Standard-Duplex-Sorten eine noch höhere Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit:

• Höherer Molybdängehalt: Verbessert die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion.
• Erhöhter Chromgehalt: Bietet eine hervorragende Beständigkeit gegenüber oxidierenden Umgebungen.
• Überlegene mechanische Eigenschaften: Höhere Festigkeit im Vergleich zu S31803 und S32205.

ASTM A815-Standard

ASTM A815 ist die Standardspezifikation für ferritische Knetlegierungen, Ferritisch / austenitisch, und Rohrverbindungsstücke aus martensitischem Edelstahl. Diese Norm deckt ab:

• Chemische Zusammensetzung: Gibt die erforderlichen chemischen Elemente und ihre jeweiligen Bereiche an.
• mechanische Eigenschaften: Definiert die notwendigen mechanischen Eigenschaften, einschließlich Zugfestigkeit, Streckgrenze, und Dehnung.
• HERSTELLUNGSPROZESS: Beschreibt akzeptable Herstellungsprozesse, inklusive Warmumformung, Kaltumformung, und Schweißen.
• Testanforderungen: Enthält Anforderungen für die zerstörungsfreie Prüfung, wie Ultraschall- und Röntgenuntersuchungen, sowie Druckprüfungen.

Arten von Winkelanschlüssen

Lange Radius (LR) ELLENBOGEN

• Beschreibung: Der Mittellinienradius beträgt 1.5 mal dem Nennrohrdurchmesser.
• Anwendungen: Wird in Systemen verwendet, in denen ein gleichmäßiger Durchfluss und ein geringer Druckabfall von entscheidender Bedeutung sind.
• Vorteile: Bietet eine allmähliche Richtungsänderung, Minimierung von Turbulenzen und Erosion.

Kurze Radien (SR) ELLENBOGEN

• Beschreibung: Der Mittellinienradius entspricht dem Nennrohrdurchmesser.
• Anwendungen: Wird in engen Räumen verwendet, in denen eine kompakte Montage erforderlich ist.
• Vorteile: Ideal für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot, kann jedoch im Vergleich zu LR-Bögen zu höheren Druckabfällen und Turbulenzen führen.

Anwendungen

Winkelverschraubungen aus UNS S31803, S32205, und S32750 werden häufig in Branchen wie verwendet:

• Öl und Gas: Offshore-Plattformen, Raffinerien, und Rohrleitungen.
• chemische Verarbeitung: Umgang mit korrosiven Chemikalien und aggressiven Umgebungen.
• Marine: Schiffbau- und Marineanwendungen, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit erfordern.
• Zellstoff und Papier: Geräte, die aggressiven Chemikalien und hohen Temperaturen ausgesetzt sind.

Vorteile von Duplex-Edelstahl-Winkelverschraubungen

1. hohe Festigkeit: Bietet hervorragende mechanische Eigenschaften, Dadurch wird der Bedarf an dickeren Wänden verringert.
2. Überlegene Korrosionsbeständigkeit: Effektiv in rauen Umgebungen, einschließlich solcher mit hohem Chloridgehalt.
3. kosteneffizient: Längere Lebensdauer und geringere Wartungskosten im Vergleich zu herkömmlichen austenitischen Edelstählen.
4. Vielseitigkeit: Aufgrund seiner ausgewogenen Eigenschaften für ein breites Anwendungsspektrum geeignet.

Herstellungsprozess

Warmumformung

Bei der Warmumformung wird der Duplex-Edelstahl auf eine hohe Temperatur erhitzt, bevor er in die gewünschte Bogenform gebracht wird. Dieser Prozess verbessert die Duktilität des Materials und verringert das Risiko von Rissen. Zu den wichtigsten Schritten gehören::

1. Heizung: Das Material wird auf einen Temperaturbereich von 950–1150 °C erhitzt.
2. Bildung: Das erhitzte Material wird in die gewünschte Ellbogenform gebogen oder geformt.
3. Kühlung: Der geformte Ellenbogen wird abgekühlt, oft in einer kontrollierten Umgebung, um die Eigenschaften des Materials zu erhalten.

Kaltumformung

Die Kaltumformung erfolgt bei oder nahe Raumtemperatur und wird typischerweise für kleinere und dünnere Formstücke verwendet. Es enthält:

1. Bildung: Das Material wird mechanisch gebogen oder in Ellenbogenform geformt.
2. Stressabbauend: Die geformten Bögen können einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um die durch die Kaltumformung verursachten inneren Spannungen abzubauen.

SCHWEIßEN

Schweißen wird häufig zum Verbinden von Edelstahlabschnitten zur Herstellung von Winkelstücken eingesetzt. Duplex-Edelstähle erfordern beim Schweißen besondere Aufmerksamkeit, um Phasenungleichgewichte zu verhindern und Korrosionsbeständigkeit sicherzustellen. Zu den Techniken gehören:

1. Vorbereitung: Reinigung und Vorbereitung der Schweißflächen.
2. SCHWEIßEN: Verwendung geeigneter Schweißverfahren wie WIG (Tungsten Inert Gas) oder MIG (Metall-Inertgas).
3. Nachbehandlung nach dem Schweißen: Wärmebehandlung oder Beizen zur Wiederherstellung der Korrosionsbeständigkeit und der mechanischen Eigenschaften.

Qualitätssicherung und Prüfung

Zerstörungsfreie Prüfung (NDT)

Die zerstörungsfreie Prüfung gewährleistet die Integrität und Qualität der Winkelverschraubungen, ohne diese zu beschädigen. Zu den gängigen ZfP-Methoden gehören::

1. Ultraschalluntersuchung: Verwendet hochfrequente Schallwellen, um interne Fehler zu erkennen.
2. Röntgenprüfung: Verwendet Röntgen- oder Gammastrahlen, um innere Defekte aufzudecken.
3. Farbeindringprüfung: Trägt einen Farbstoff auf die Oberfläche auf, um Risse und andere Oberflächenunregelmäßigkeiten zu erkennen.

Druckprüfung

Durch Drucktests werden die Winkelverschraubungen überprüft’ Fähigkeit, Betriebsdrücken standzuhalten. Es beinhaltet:

1. Hydrostatische Prüfung: Füllen Sie die Armatur mit Wasser und setzen Sie sie unter Druck, um Dichtheit und Festigkeit zu prüfen.
2. Pneumatische Prüfung: Verwenden Sie Luft oder Gas, um die Armatur unter Druck zu setzen, häufig bei niedrigeren Drücken als bei hydrostatischen Tests.

Zertifizierung

Die zertifizierte Einhaltung von Standards wie ASTM A815 ist von entscheidender Bedeutung. Zertifikate enthalten normalerweise::

1. Materialtestberichte (MTRs): Dokumentation der chemischen Zusammensetzung und der mechanischen Eigenschaften.
2. Konformitätszertifikate: Bestätigung der Einhaltung relevanter Standards und Spezifikationen.

Zukünftige Entwicklungen

Fortschrittliche Materialtechnologien

1. Verbesserte Legierungen: Die laufende Forschung zielt darauf ab, neue Duplex-Edelstahllegierungen mit verbesserter Festigkeit zu entwickeln, Korrosionsbeständigkeit, und Verarbeitbarkeit.
2. Nanotechnologie: Einbindung von Nanopartikeln zur Verbesserung der mechanischen und Korrosionseigenschaften.

Nachhaltige Fertigung

1. Recycling: Verstärkter Einsatz recycelter Materialien bei der Herstellung von Winkelstücken, um die Umweltbelastung zu reduzieren.
2. Energieeffiziente Prozesse: Entwicklung energieeffizienterer Umform- und Schweißtechniken.

Intelligente Fertigung

1. Automatisierung: Implementierung fortschrittlicher Automatisierung und Robotik zur Verbesserung der Präzision und Effizienz im Herstellungsprozess.
2. Digitale Zwillinge: Einsatz der Digital-Twin-Technologie zur Echtzeitüberwachung und Optimierung von Fertigungsprozessen.

Fazit

LR- und SR-Edelstahl-Winkelverschraubungen aus Duplex-Edelstahl der Qualität UNS S31803, S32205, und S32750 bieten eine robuste Lösung für verschiedene industrielle Anwendungen. Die Einhaltung der ASTM A815-Standards stellt sicher, dass diese Armaturen die strengen Anforderungen erfüllen Qualität, Leistung, und Zuverlässigkeit. Ob für den Einsatz in Öl und Gas, chemische Verarbeitung, Marine, oder andere Branchen, Diese Beschläge sorgen für die nötige Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, und Haltbarkeit.