Skirtumai tarp 300 serijos nerūdijančio plieno
300 serijos austenitiniai nerūdijantys plienai yra geležies pagrindo chromo ir nikelio lydinių rinkinys, skirtas atsparumui korozijai. Tai kartu su puikiu formavimu, atsparumu dilimui ir stiprumu esant temperatūrai daro juos įprastomis vamzdynų sistemų statybinėmis medžiagomis.
Skirtumai tarp lydinių yra nedideli, bet apgalvoti. Nors jie gali būti naudojami pakaitomis daugelyje programų, kartais yra idealus sprendimas. Pakeitimai tokiose situacijose gali reikšti, kad tarnavimo laikas sumažės.
Atsparumas korozijai
Kadangi atsparumas korozijai yra viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl galutiniai vartotojai renkasi metalinę žarną, lydinio pasirinkimą paprastai lemia naudojimo terpės. 304 dažnai naudojamas, nes tai yra ekonomiškiausias variantas, nors 321 ir 316 ypač pasižymi geresniu atsparumu korozijai. Dėl šios priežasties dauguma Penflex žarnų gaminamos naudojant 321 arba 316 l.
Pintas paprastai yra 304 l, nes nesilies su srauto terpėmis, nors 316 l yra pasirinkimas, jei naudojamas korozinėje aplinkoje, pvz., vandenyne, ant ar šalia jo, arba jei žarnos išorė bus veikiama korozinių medžiagų. terpės lašeliais, purškimu, nutekėjimu ir pan.
Ypač korozinėms reikmėms, aukštesnės nikelio turinčių lydinių, tokių kaip Monel® 400 ir Hastelloy® C276, savybės yra ypač atsparios korozijai.
300 serijos nerūdijantis plienas: cheminė sudėtis
Žemiau esančioje diagramoje parodyta dažniausiai metalinių žarnų pramonėje naudojamo 300 serijos nerūdijančio plieno cheminė sudėtis. Pavieniai skaičiai reiškia didžiausią leistiną procentinę dalį pagal ASTM 240 reikalavimus.
| 304 | 304L | 316 | 316L | 321 | |
| Chromas | 18% – 20% | 18% – 20% | 16% – 18% | 16% – 18% | 17% – 19% |
| Nikelis | 8% – 10.5% | 8% – 12% | 10% – 14% | 10% – 14% | 9% – 12% |
| Molibdenas | 2% – 3% | 2% – 3% | |||
| Anglies | 0.08% | 0.03% | 0.08% | 0.03% | 0.08% |
| Manganas | 2% | 2% | 2% | 2% | 2% |
| Fosforas | 0.045% | 0.045% | 0.045% | 0.045% | 0.045% |
| Siera | 0.03% | 0.03% | 0.03% | 0.03% | 0.03% |
| Silicis | .75% | .75% | .75% | .75% | .75% |
| Titanas | 5 x (C + N) min – 0,70 % | ||||
| Azotas | 0.1% | 0.1% | 0.1% | 0.1% | 0.1% |
| Geležis | Balansas | Balansas | Balansas | Balansas | Balansas |
304 laikomas baziniu, kai kalbama apie atsparumą korozijai. Siekiant padidinti atsparumą korozijai, į 321 ir 316 klases buvo pridėta įvairių legiravimo komponentų.
304L ir 316L atveju anglis buvo pašalinta. „L“ reiškia „mažai anglies dioksido“. Mažesnės anglies lydiniai yra mažiau jautrūs karbido krituliams karščio paveiktoje zonoje (HAZ) nei jų standartinio tipo atitikmenys.
Chromas ir anglis gali susimaišyti suvirinimo karštyje, kad susidarytų chromo karbidai grūdelių ribose. Ši reakcija išeikvoja chromo sluoksnį, kuris suteikia nerūdijančiam plienui atsparių korozijai savybių, todėl HAZ galiausiai tampa cheminės atakos taikiniu. Vienas iš būdų kovoti su karbido nusodinimu yra sumažinti anglies kiekį pagrindinėje medžiagoje.
Kitas efektyvesnis būdas yra pridėti titano prie metalo, kaip yra 321 atveju. Naudojant 321 tipą, titanas traukia ne chromą, o anglį. Tai padeda užtikrinti, kad pasyvus chromo sluoksnis liktų nepažeistas.
Naudojant ir 316L, ir 321, valymo po suvirinimo procesai gali pašalinti koroziją dėl likutinio karbido nuosėdų.
Atsparumas taškinei korozijai
Molibdenas pridedamas prie 316 klasių, kad padidintų atsparumą taškinei korozijai, ypač esant chloridams. Siekiant padėti pasirinkti tinkamą lydinį, buvo sukurta lygtis, pagrįsta chemine sudėtimi. PREN arba taškinio atsparumo ekvivalentinis skaičius yra teorinis būdas palyginti įvairių lydinių atsparumą taškinei korozijai.
| Lydinys | PREN |
| 304, 304L, 309, 310, 321 | 18.0 – 20.0 |
| 316, 316L | 22.6 – 27.9 |
| 317, 317L | 27.9 – 33.2 |
| AL-6XN | 39.8 – 45.1 |
| Inconel® 625 | 46.4 – 56.0 |
| Hastelloy® C-276 | 64.0 – 73.8 |
Imtis atsargumo priemonių, siekiant užtikrinti, kad HAZ būtų labiau panašus į pradines medžiagas atsparumo korozijai požiūriu, o taškinės korozijos planavimas yra svarbus, jei atsparumas korozijai yra prioritetas. Tais atvejais, kai korozija nėra problema, bet kuris iš 300 serijos lydinių greičiausiai duos panašius rezultatus.
300 serijos nerūdijančio plieno korozijos laipsniai
Kitas būdas parodyti skirtingą šių lydinių atsparumo korozijai lygį yra atsižvelgti į numatomus korozijos laipsnius. Kainos skiriasi priklausomai nuo cheminės medžiagos ir yra iliustruotos Penflex atsparumo korozijai diagramoje. Galvojant apie tai, kiek metalo bus susidėvėjusi kiekvienais metais, lengviau matyti skirtumą tarp atsparumo korozijai galimybių.
O kalbant apie atsparumą korozijai, reikia atsižvelgti ne tik į lydinį, bet ir į lydinio sienelės storį. Surinkome dar vieną biuletenį, skirtą konkrečiai šiai temai.
Mažinimo veiksniai esant aukštai temperatūrai
Jokia kita medžiaga negali išlaikyti savo savybių dėl tokio didelio temperatūrų skirtumo kaip metalas. Viskam, kas žemesnė nei 0 F laipsnis, greičiausiai reikės metalo, todėl kriogeninės medžiagos yra įprastas metalinių žarnų naudojimo atvejis. Kai kurios austenitinio nerūdijančio plieno mechaninės savybės iš tikrųjų padidėja esant žemai temperatūrai! Viskam, kas yra aukštesnė nei 400 laipsnių F, taip pat reikės metalo, todėl metalinės žarnos atveju taip pat gali būti naudojamas ypač sočiųjų garų naudojimas arba plieno gamyklose ar krosnyse.
Svarbu atsiminti, kad esant aukštesnei temperatūrai, sumažėja slėgis, o šie veiksniai skiriasi tarp įprastų 300 serijos nerūdijančio plieno. Vertinimo koeficientai yra pagrįsti pynimo lydiniu.
| Temperatūros laipsnis F | 304/304L | 316/316L | 321 |
| 70 | 1 | 1 | 1 |
| 150 | 0.95 | 0.93 | 0.97 |
| 200 | 0.91 | 0.89 | 0.94 |
| 250 | 0.88 | 0.86 | 0.92 |
| 300 | 0.85 | 0.83 | 0.88 |
| 350 | 0.81 | 0.81 | 0.86 |
| 400 | 0.78 | 0.78 | 0.83 |
| 450 | 0.77 | 0.78 | 0.81 |
| 500 | 0.77 | 0.77 | 0.78 |
| 600 | 0.76 | 0.76 | 0.77 |
| 700 | 0.74 | 0.76 | 0.76 |
| 800 | 0.73 | 0.75 | 0.68 |
| 900 | 0.68 | 0.74 | 0.62 |
| 1000 | 0.6 | 0.73 | 0.6 |
| 1100 | 0.58 | 0.67 | 0.58 |
| 1200 | 0.53 | 0.61 | 0.53 |
| 1300 | 0.44 | 0.55 | 0.46 |
| 1400 | 0.35 | 0.48 | 0.42 |
| 1500 | 0.26 | 0.39 | 0.37 |
Temperatūros mažinimo koeficientai 321 ir 304 yra didesni nei 316 iki maždaug 700 laipsnių F, o tada yra atvirkščiai, kai 316 sumažinimo koeficientai yra didesni nei 321 ir 304. Kuo didesnis sumažinimo koeficientas, tuo aukštesni slėgio rodikliai išliks.
Pavyzdžiui, norėdami apskaičiuoti didžiausią darbinį slėgį P4 serijos ¾" 321 nerūdijančio plieno gofruotoji žarna su vienu sluoksniu 304 l pynimo, kuri veiks 800 laipsnių F, darbinį slėgį (940 PSIG) padauginkite iš atitinkamo sumažinimo koeficiento (.73). .
Darbinis žarnos slėgis 800 laipsnių F yra 686 PSIG.
Penflex sukūrė sumažinimo koeficientus po to, kai iš pagrindinių medžiagų tiekėjų surinko neapdorotus duomenis apie tempimo stiprumą aukštesnėje temperatūroje ir įvertino mažiausias įvairių lydinių reikšmes kiekvienoje kategorijoje. Dėl šios priežasties jie gali būti konservatyvesni nei sumažinimo veiksniai, paskelbti NAHAD arba ISO 10380.
Svarbu atsiminti maksimalią galinių jungiamųjų detalių darbinę temperatūrą ir jų tvirtinimo būdą, kai dirbama esant padidintai darbinei temperatūrai.
Jei tepimo temperatūra viršija 1000 laipsnių F, dažnai siūlome Inconel® 625.
Atsižvelgiant į visą paraišką
Kaip minėta pirmiau, daugeliu atvejų žarnų lydinio keitimas neturės įtakos žarnos veikimui. Tačiau, kai pakyla temperatūra, didėja slėgis arba dažnai cirkuliuoja žarnos, turime būti atidesni.
Temperatūros, slėgio ir judėjimo poveikis gali būti sustiprintas, todėl korozija gali atsirasti anksčiau, nei tikėtasi, jei mūsų korozijos skaičiavimuose būtų vienintelis veiksnys. Nors skirtumai tarp 300 serijos nerūdijančio plieno gali atrodyti nedideli, galime pradėti matyti, kaip greitai jie gali padidėti.
