Sanicro® 35: Premium corrosiebestendig roestvrij staal voor mariene en zware chemische omgevingen

Goedkeuringen:

• ASME Code Case 2982. Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division I en II.
• Voorlopige goedkeuring voor Particular Material Appraisal (PMA), TÜV dossier 1326W043219
• Voldoet aan NACE MR0175/ISO 15156-3:2015 voor type 4a en 4c materialen.
• Voldoet aan ANSI/NACE MR0103/ISO 17495-1:2016 voor hooggelegerde austenitische roestvrije stalen en nikkellegeringen.

Intermetallische fasen neerbij temperaturen boven 600°C (1110°F). Het staal mag niet langdurig aan deze temperaturen worden blootgesteld.

Algemene corrosie: Sanicro® 35 heeft goede bestendigheid tegen zoutzuur vergeleken met roestvrije stalen met lagere chroom- en molybdeeninhoud en kan daarom nuttig zijn in omgevingen waar zoutzuur aanwezig is.

Sanicro® 35 heeft een hoge bestendigheid tegen zwavelzuur en salpeterzuur. Isocorrosiediagrammen zijn te zien in Figuur 2 en Figuur 3.

Sanicro® 35 presteert ook goed in mengsels van mierenzuur en azijnzuur, zie Tabel 1.

Tabel 1. Corrosiesnelheid van Sanicro® 35 in mengsels van azijnzuur (CH₃COOH) en mierenzuur (HCOOH) bij kookcondities.

Sanicro® 35 presteert ook goed in alkalische omstandigheden met hoge corrosiebestendigheid in loogoplossingen, zie Tabel 2.

Tabel 2. Corrosiesnelheid van Sanicro® 35 in natriumhydroxide (NaOH) bij diverse concentraties en temperaturen.

Putcorrosie: Een van de belangrijkste voordelen van Sanicro® 35 is de uitstekende bestendigheid tegen putcorrosie. De putbestendigheid komt door de hoge inhoud van chroom, molybdeen en stikstof. Het PREN-getal kan worden gebruikt om legeringen te vergelijken en te rangschikken qua chemische samenstelling en mogelijkheid om putcorrosie te weerstaan.

De PRE wordt gedefinieerd als (in gewicht-%):

PRE = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N

De nominale PREN-waarde voor Sanicro® 35 is ~52, vergelijkbaar met de nikkellegering Sanicro 625 (Alloy 625). Dit is aanzienlijk hoger dan de PREN-waarden van super duplex en 6 Mo austenitische gehalte die vaak in zeewatertoepassingen worden gebruikt. Ter referentie: Sandvik SAF 2507 en Sandvik 254 SMO hebben een minimale PREN-waarde van 42,5.

De kritieke pittingtemperatuur (CPT) is bepaald in 6% FeCl volgens ASTM G48 praktijk C. De CPT is ook bepaald in een potentiostatische test in een 3M MgCl-oplossing. De gemeten CPT-waarden zijn te zien in Tabel 3.

Tabel 3. CPT-waarden voor Sanicro® 35 vergeleken met Sandvik 254 SMO.

1) Volgens de standaard ASTM G48 is de methode ontwikkeld voor gebruik tot 85°C.
2) Methode C
3) Methode E

Spleetcorrosiebestendigheid is even belangrijk als putbestendigheid omdat spleten moeilijk te vermijden zijn. Sanicro® 35 heeft uitstekende spleetcorrosiebestendigheid in chloride-omgevingen. De kritieke spleettemperatuur (CCT) is bepaald door potentiostatische tests in 1M NaCl volgens ASTM G150 en door dompeltests in 6% FeCl-oplossing verzuurd met HCl volgens ASTM G48, zie Tabel 4.

Tabel 4. CCT-waarden voor Sanicro® 35 vergeleken met enkele legeringen volgens diverse testmethoden.

1) spleetvormers volgens ISO 18070 met toegepast moment van 3 Nm
2) toegepast moment van 0,28 Nm
3) toegepast moment van 1,58 Nm

Testen in zeewater: Versnelde laboratoriumtests zijn zeer goed om verschillende legeringen te rangschikken, maar echte toepassingstests zijn ook waardevol. Materialen worden vaak gebruikt in een zeewateromgeving die voor veel legeringen zeer corrosief is. Sanicro® 35 is getest gedurende 90 dagen in natuurlijk zeewater bij 30°C waar een biofilm actief is en ook in 0,5 ppm gechloreerd zeewater bij verhoogde temperaturen.

Tabel 5. Platte proefstukken met op P120 geschoven oppervlakken getest in echt zeewater.

1) spleetvormers volgens ISO 18070 met toegepaste spleetdruk van 3 N/mm²

Spanningcorrosiecrackvorming: Gewone austenitische stalen van het type ASTM 316 zijn vatbaar voor chloride-geïnduceerde spanningcorrosiecrackvorming (SCC) in chloridedragende oplossingen bij temperaturen boven ongeveer 60°C (140°F). Deze vatbaarheid neemt af met toenemende nikkelinhoud. Chroominhalten boven 20% kunnen ook gunstig zijn. Sanicro® 35 heeft uitstekende bestendigheid tegen SCC. Dit wordt gedemonstreerd in Tabel 6, die de resultaten toont van SCC-tests in een 40% calciumchloride-oplossing. De gehalte toonde geen scheuring of corrosie na 500 uur constant-belastingstesten, corresponderend met 90% van de werkelijke uittreksterkte bij 100°C. Het moet worden opgemerkt dat de hoge belasting van 90% van de UTS van nature plastische vervorming van de proefstukken veroorzaakt.

Tabel 6. Resultaat van spanningcorrosiecracktest van verschillende legeringen in geaëreerde 40% CaCl₂, bij 100°C (210°F), pH 6,5.

Sanicro® 35 lijdt niet aan SCC in een NACE MR 0175 / ISO 15156 Testniveau VI-omgeving. Langzame rektoetstesten (SSRT) zijn uitgevoerd op koudvervormd Sanicro® 35 materiaal (140 ksi en 180 ksi), volgens NACE TM0198. De omgeving had deeltjesdrukken van 500 psia H₂S en 500 psi CO₂. 20 gew.-% natriumchloride werd gebruikt als testoplossing en de temperatuur was 175°C ± 3°C. Voor zowel het 140 ksi als 180 ksi materiaal werden twee proefstukken getest in de corrosieve omgeving en één in stikstof. Alle tests werden bij dezelfde basistemperatuur uitgevoerd. Beide materialen tonen duktil breuk met verhoudingen van ≥92% voor tijd tot breuk, rek tot breuk, plastische rek tot breuk en krimp ten opzichte van inerte omgeving, wat duidt op geen SCC.

Waterstofembritting: Sanicro® 35 toont, zoals verwacht, uitstekende bestendigheid tegen waterstofembritting omdat het een hoge austenitische fasestabiliteit heeft. Sanicro® 35 is geen uithardingsgehalte, wat wel waterstofembritting kan ervaren.

Sanicro® 35 in de oplossingsgeglühde toestand ervoer geen scheuring in constant-belastingstesten bij 4°C in 3% NaCl bij -1050 mV bij twee verschillende belastingen zoals in Tabel 7. Dit duidt erop dat de legering niet gevoelig is voor waterstofembritting en een levensvatbare optie is voor subsea-toepassingen.

Tabel 7. Sanicro® 35 resultaten van constant-belastingstesten bij 4°C in 3% NaCl bij -1050 mV SCE

Leveringsvormen:

Sanicro® 35 kan worden geleverd als naadloze buis en pijp.