Estudio de tubos sin costura de acero inoxidable súper dúplex UNS S32750 sobre el proceso de extrusión

Introducción

A medida que las infraestructuras energéticas y petroquímicas de próxima generación exigen tuberías de servicio altamente corrosivas, Los aceros inoxidables súper dúplex atraen un uso extensivo por su combinación excepcionalmente equilibrada de resistencia., dureza y corrosión Resistencia superior a las aleaciones tradicionales.. Dentro de la familia de estos materiales austenítico-ferríticos Fe-Cr-Ni-Mo, UNS S32750 se especifica con frecuencia debido a su elevada resistencia a la corrosión por picaduras/ grietas mediante adiciones personalizadas de Mo y W.. sin embargo, Si bien abundan las aplicaciones, su fabricación en tubos sin costura requiere una comprensión profunda y un procesamiento optimizado.. Este informe tiene como objetivo examinar la técnica de extrusión aplicada en la fabricación de tubos sin costura súper dúplex S32750 mediante la evaluación de la metalurgia y el comportamiento de la aleación durante varias etapas que incluyen el precalentamiento., extrusión sin contenedor, y posprocesamiento.

Microestructura y propiedades

Las principales fases microestructurales que gobiernan el rendimiento del S32750 incluyen un equilibrio casi igual de austenita γ-Fe altamente resistente a la corrosión.(Ni,CR) y ferrita α-Fe proporcionando un efecto sinérgico. Los elementos clave de aleación promueven esta estructura dúplex a través de:

• Cromo (24-26%) Estabiliza tanto la ferrita como la austenita al tiempo que imparte resistencia a la corrosión.
• notas (3.5-4.5%) y tungsteno (1.5-2.5%) mejorar la resistencia a la corrosión localizada como picaduras
• Níquel (5-7%) aumenta la fracción de austenita que luego confiere capacidades de elongación

En conjunto, esto produce una microestructura de 40-60% Islas de austenita dispersas dentro de una matriz ferrítica que poseen la tolerancia y resistencia óptimas al daño.. S32750 normalmente exhibe resistencias a la tracción máxima que exceden 90 ksi con 20% Alargamiento mínimo y excelente tenacidad hasta temperaturas criogénicas..

Producción de palanquilla

Producir la materia prima S32750 necesaria (billete) para la extrusión comienza con ingredientes elementales crudos puros fundidos bajo gas argón inerte utilizando hornos de inducción al vacío. Los ajustes cuidadosos aseguran las composiciones según las especificaciones ASTM y al mismo tiempo minimizan los elementos intersticiales no deseados como el azufre., fósforo y nitrógeno vinculados a fases secundarias perjudiciales. Las máquinas de colada continua solidifican rápidamente el metal fundido en palanquillas rectangulares que requieren un procesamiento adicional para obtener todas sus propiedades..

Precalentamiento

El objetivo principal antes de la extrusión implica homogeneizar los tochos para refinar la estructura del grano y disolver las inclusiones de carburos/nitruros que podrían debilitar el rendimiento de la tubería.. Como el mecanismo de precipitación de fortalecimiento de la aleación se basa en este refinamiento de la fase secundaria, comúnmente se adopta un precalentamiento de varios pasos.:

• El remojo inicial mantiene las palanquillas a 900-1020 °C, lo que permite una disolución lenta de las inclusiones que reprecipitan como dispersoides más finos.
• Enfriamiento lento 1-2 días retiene precipitados antes del temple final en la gama dúplex (850-950° C) para garantizar que se forme un equilibrio microestructural completo tras el enfriamiento lento del aire

Los estrictos controles de temperatura salvaguardan el equilibrio metalúrgico durante estas etapas de calentamiento/remojo que pueden durar hasta una semana en total..

Extrusión sin contenedor

La extrusión directa sin contenedor denota el proceso en el que las palanquillas se comprimen a través de una matriz de acero cónica sin ningún contenedor circundante.. Esto imparte ventajas operativas sobre la extrusión tradicional basada en contenedores para la fabricación de tuberías S32750.. Aspectos clave:

• Los tochos precalentados a 1050-1150 °C ingresan a la entrada del troquel montados sobre una zapata aislada y empujados por un ariete hidráulico.
• La geometría cónica orientada en un semiángulo de 8-15° genera una tensión de compresión uniforme, obligar al metal a fluir suavemente a través de relaciones de reducción de 3 a 10 veces
• Los 'troncos' extruidos de forma casi neta salen del troquel manteniendo 95% Precisión dimensional sin desgarros/grietas.
• La productividad del proceso alcanza los 30 m/minuto con una generación mínima de destellos y tasas de defectos inferiores a 1 ppm.
• Los troncos se enfriaron inmediatamente en agua para bloquear la microestructura dúplex y luego se enderezaron.

La extrusión sin contenedores aprovecha el preacondicionamiento de palanquillas, tensiones controladas y diseño de matriz optimizado para ofrecer tubería S32750 de alta calidad sin riesgo de defectos en el contenedor.

Postprocesamiento

Otros tratamientos térmicos y de conformación ajustan la microestructura y las propiedades.:

• El fresado/torneado elimina las imperfecciones de la superficie y logra tolerancias de redondez de tubería/espesor de pared
• Recocido por solución retenido 1 Una hora entre 1000 y 1100 °C vuelve a disolver cualquier capa endurecida antes de un enfriamiento rápido.
• El endurecimiento por precipitación implica envejecimiento. 2-6 horas entre 600-750°C para nuclear la distribución deseada de fortalecimiento de partículas a escala nanométrica como los carburos
• Las pruebas no destructivas evalúan la solidez y certifican que las propiedades mecánicas cumplen con los códigos de aplicación.
• El revestimiento/revestimiento opcional aplicado antes del envío protege contra la corrosión durante el servicio futuro.

Tras los tratamientos posteriores, la tubería sin costura S32750 exhibe el perfil objetivo de resistencia y tenacidad ultra alta, dotado a través de rutas de procesamiento refinadas como la extrusión sin contenedores combinada con tratamientos térmicos de precisión..

Conclusión

Cumplir con los estrictos requisitos exigidos en alta mar., Los mercados de petróleo/gas y productos químicos requieren técnicas de fabricación optimizadas.. Este informe detalla el proceso de extrusión sin contenedores de múltiples etapas aplicado para producir tubos sin costura de alta calidad a partir de aleación de acero inoxidable súper dúplex UNS S32750.. Preacondicionando palanquillas, Aprovechar las tensiones de deformación controladas y refinar las microestructuras., La tubería sin costura logra las propiedades excepcionalmente equilibradas de la matriz dúplex de esta aleación, lo que la hace indispensable para tuberías de larga duración que transportan fluidos corrosivos.. El avance continuo fomenta las capacidades de extrusión y garantiza una infraestructura sostenible en el futuro..