Sandvik 3RE60

3RE60 ist ein hervorragendes Material für den Einsatz in chloridhaltigen Umgebungen, in denen Lochfraß und Spannungsrisskorrosion potenzielle Probleme darstellen. In solchen Umgebungen ist 3RE60 den üblichen austenitischen Stählen weit überlegen. Das Material eignet sich daher besonders gut für den Einsatz in Wärmetauschern, die mit Kühlwasser mit moderaten Chloridgehalten arbeiten.

Typische Anwendungsbeispiele finden sich in Ölraffinerien, chemischen und petrochemischen Anlagen und in der Zellstoffindustrie.

Die hohe Festigkeit und Härte von 3RE60 machen den Werkstoff zu einer attraktiven Alternative zu den austenitischen Stählen in stark beanspruchten oder verschleißbeanspruchten Konstruktionen.

Genehmigungen:

Wenn 3RE60 längere Zeit Temperaturen über 300 °C (570 °F) ausgesetzt wird, verändert sich das Gefüge, was zu einer Verringerung der Schlagzähigkeit führt. Dieser Effekt wirkt sich nicht unbedingt auf das Verhalten des Materials bei Betriebstemperatur aus. Beispielsweise können Wärmetauscherrohre problemlos bei höheren Temperaturen eingesetzt werden. Wenden Sie sich an Sandvik, um Rat zu erhalten.

Für Druckbehälteranwendungen sind gemäß VdTÜV-Wb 385 und NGS 1604 maximal 300 °C (570 °F) erforderlich.

Biegen

Der Kraftbedarf zum Biegen ist bei 3RE60 etwa doppelt so hoch wie bei AISI 304L/316L, aber bei Überschreiten der Dehngrenze erfolgt die plastische Verformung bei 3RE60 genauso leicht wie bei austenitischen Edelstählen. 3RE60 kann bis zu 25 % Verformung kalt gebogen werden, ohne dass eine anschließende Wärmebehandlung erforderlich ist. Unter Betriebsbedingungen, bei denen das Risiko von Spannungsrisskorrosion zuzunehmen beginnt, z. B. bei einer Materialtemperatur von fast 150 °C (300 °F) in einer sauerstoffhaltigen Umgebung mit etwa 100 ppm Cl–, wird eine Wärmebehandlung auch danach empfohlen mäßiges Kaltbiegen.

Allgemeine Korrosion

In Bezug auf die Beständigkeit gegen allgemeine Korrosion ist 3RE60 in den meisten Medien vergleichbar oder besser als AISI 316L. Die folgende Tabelle enthält Beispiele für Korrosionsdaten aus Labortests in Ameisen- und Salzsäure.

Die Beständigkeit gegen Schwefelsäure zeigt das Isokorrosionsdiagramm in Bild 3. Das Diagramm zeigt, dass 3RE60 in dieser Hinsicht gut mit AISI 316L abschneidet.

Für den Einsatz unter stark oxidierenden Bedingungen, z. in Salpetersäure wird 3RE60 nicht empfohlen. In solchen Umgebungen sollte ein austenitischer Stahl gewählt werden, z. Sandvik 3R12 (AISI 304L) oder der Spezialstahl Sandvik 2RE10 (AISI 310L).

Lochfraß:Die Lochfraßbeständigkeit eines Stahls wird verbessert, indem beispielsweise der Gehalt an Chrom und Molybdän erhöht wird. Im Vergleich zu Stahl des Typs AISI 316 hat 3RE60 einen höheren Chromgehalt und damit eine bessere Beständigkeit gegen Lochfraß. Gegenüber Stahl vom Typ AISI 304, der kein Molybdän enthält, ist 3RE60 deutlich überlegen. Dies wird durch potentiostatische Messungen der kritischen Temperatur für die Einleitung von Lochkorrosion (CPT) in chloridhaltigen wässrigen Lösungen bestätigt, Bild 4.

Spannungsrisskorrosion:Die standardmäßigen austenitischen Stähle AISI 304L und AISI 316L neigen zu Spannungsrisskorrosion (SCC) in chloridhaltigen Lösungen bei Temperaturen über etwa 60 °C (140 °F).

Duplex-Edelstähle sind viel weniger empfindlich gegenüber dieser Art von Korrosion. Die gute SCC-Beständigkeit von 3RE60 wurde durch Laborversuche, vor allem aber durch umfangreiche Betriebserfahrungen der letzten 20 Jahre belegt. Betriebserfahrungen und Laborergebnisse sind in Bild 5 zusammengestellt.

Das Diagramm zeigt den Temperatur-Chlorid-Bereich, in dem 3RE60 und die Standardstähle AISI 304L und AISI 316L ohne Gefahr von Spannungsrisskorrosion eingesetzt werden können. Bei hohen Chloridgehalten ist die Lochfraßbeständigkeit oft ein limitierender Faktor. In solchen Fällen empfehlen wir die Verwendung des Duplex-Edelstahls Sandvik SAF 2205, ein Stahl mit 22 % Cr, 5,5 % Ni und 3 % Mo.

Die Ergebnisse der in Calciumchlorid durchgeführten Labortests sind in Abbildung 6 dargestellt. Die Tests wurden bis zum Versagen oder maximal 500 h fortgesetzt. Das Diagramm zeigt die deutlich höhere SCC-Beständigkeit von 3RE60 im Vergleich zu den austenitischen Standardstählen AISI 304L und AISI 316L.

Interkristalline Korrosion:3RE60 gehört zur Familie der modernen Duplex-Edelstähle, deren Zusammensetzung so abgestimmt ist, dass beim Schweißen die Neubildung von Austenit in der an die Schweißnaht angrenzenden Wärmeeinflusszone schnell erfolgt. Dies führt zu einer Mikrostruktur, die Korrosionseigenschaften und Zähigkeit verleiht, die ungefähr denen des Grundmetalls entsprechen. Die langjährige Erfahrung mit 3RE60 in Schweißkonstruktionen hat die hohe Beständigkeit der Stähle gegen interkristalline Korrosion bestätigt.

Spaltkorrosion:So wie die Beständigkeit gegen Lochfraß mit dem Chrom- und Molybdängehalt des Stahls in Beziehung gesetzt werden kann, gilt dies auch für die Beständigkeit gegen Spaltkorrosion. 3RE60 besitzt daher eine bessere Beständigkeit gegen Spaltkorrosion als Stähle vom Typ AISI 316L.

Erosionskorrosion

Stähle des Typs AISI 316L werden durch Erosionskorrosion angegriffen, wenn sie strömenden Medien mit stark abrasiven Feststoffpartikeln ausgesetzt sind. Aufgrund seiner hohen Härte weist 3RE60 unter solchen Bedingungen eine sehr gute Beständigkeit auf.

Korrosionsermüdung:Bei bestimmten Anwendungen, z. Saugwalzen in Papierfabriken, die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Korrosionsermüdung hat entscheidenden Einfluss auf die Lebensdauer. Labortests haben gezeigt, dass 3RE60 unter korrosiven Bedingungen eine weitaus bessere Dauerfestigkeit aufweist als die Stahlsorte AISI 316L. Dies gilt sowohl für abschreckgeglühtes als auch für geschweißtes Material. Der Unterschied zwischen den beiden Stahlsorten erklärt sich durch die überlegene mechanische Festigkeit von 3RE60.

Drehbiege-Ermüdungsversuche wurden an 3RE60 und AISI 316L bei Raumtemperatur in einer Lösung mit 400 ppm Cl– und 250 ppm SO42– , pH =3,5 durchgeführt. Die Testergebnisse sind in Abbildung 7 dargestellt.

Im Vergleich zu austenitischen Edelstählen hat 3RE60 eine höhere 0,2 %-Dehngrenze und eine höhere Zugfestigkeit. Dies ist beim Aufweiten von Rohren zu Rohrböden zu beachten. Normale Aufweitmethoden können verwendet werden, jedoch erfordert das Aufweiten eine höhere Anfangskraft und sollte in einem Arbeitsgang erfolgen.

Die Rohre werden normalerweise in wärmebehandeltem Zustand geliefert. Wenn nach der Weiterverarbeitung eine zusätzliche Wärmebehandlung erforderlich ist, wird Folgendes empfohlen.

Lösungsglühen:990-1130°C (1815-2065°F), schnelle Abkühlung in Luft oder Wasser.

Die Wärmebehandlung erfolgt in Form von Lösungsglühen (siehe unter dieser Rubrik) oder Widerstandsglühen.

Das Warmbiegen wird bei 1100-950°C (2010-1740°F) durchgeführt und sollte von einem Lösungsglühen gefolgt werden.

Die mechanische Bearbeitung von Edelstählen erfordert immer eine Anpassung von Schnittdaten und Bearbeitungsverfahren, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen. Beim Drehen mit hartmetallbestückten Werkzeugen sollte die Schnittgeschwindigkeit für die Schlichtbearbeitung um 20 % und für die Schruppbearbeitung um 60 % gegenüber den Schnittgeschwindigkeiten für AISI 316 reduziert werden. Ähnliches gilt für andere Bearbeitungen. Bei Verwendung von Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl kann in etwa die gleiche Schnittgeschwindigkeit wie bei AISI 316 verwendet werden.

Ausführliche Empfehlungen zur Werkzeugauswahl und Schnittdaten finden Sie im Prospekt S-1462-GER. Wählen Sie die Daten wie für die Güteklasse 5R60 (AISI 316) und berücksichtigen Sie die obigen Kommentare.

Lieferformen:

Nahtlose Rohre aus Sandvik 4C54 werden in Abmessungen bis zu 125 mm Außendurchmesser im lösungsgeglühten und weiß gebeizten Zustand oder im blankgeglühten Zustand geliefert.

Andere Lieferformen

Sandvik 3RE60 kann auch in folgenden Formen geliefert werden:

Nahtloses Rohr:Nahtloses Rohr für Wärmetauscher nach ASTM A789 wird im lösungsgeglühten und weiß gebeizten Zustand in der Größe (mittlere Wand):32 x 1,5 mm bevorratet.

Schweißzusätze sind in folgenden Durchmessern vorrätig:

Die Schweißbarkeit von Sandvik 3RE60 ist gut. Das Schweißen muss ohne Vorwärmen erfolgen und eine anschließende Wärmebehandlung ist normalerweise nicht erforderlich. Geeignete Verfahren zum Schmelzschweißen sind das Lichtbogenhandschweißen (E-Hand/E-Hand) und das Schutzgasschweißen, wobei das WIG/GTAW-Verfahren die erste Wahl ist.

Für Sandvik 3RE60 werden eine Wärmezufuhr von 0,5-2,5 kJ/mm und eine Zwischenlagentemperatur von <150 °C (300 °F) empfohlen.

Empfohlene Schweißzusätze:

• WIG/WIG- oder MIG/GMAW-Schweißen
  • ISO 14343 S 22 9 3 N L / AWS A5.9 ER2209 (z. B. Exaton 22.8.3.L)
• MMA/SMAW-Schweißen
  • ISO 3581 E 22 9 3 N L R / AWS A5.4 E2209-17 (z. B. Exaton 22.9.3.LR)