316L در مقابل فولاد ضد زنگ 321: مقایسه برای لوله و اتصالات

هر دو316 لیتر و 321فولادهای زنگ نزن آستنیتی با محتوای کروم (16-18٪) و نیکل (10-14٪) تقریباً مشابه هستند. تفاوت به یک افزودن آلیاژی برمی گردد:

316L حاوی 2.0-3.0٪ مولیبدن است. این مولیبدن همان چیزی است که به 316L در برابر خوردگی حفره ای و شکافی در محیط های کلرید مقاومت می کند. همچنین این چیزی است که 316L را در بیشتر بازارها گرانتر از 321 می کند.

321 حاوی تیتانیوم است که با حداقل 5 x C٪ (محتوای کربن) اضافه شده است. تیتانیوم کربن را به عنوان کاربید تیتانیوم پیوند می دهد و از رسوب کاربید کروم در مرز دانه ها هنگامی که فلز بین 425 تا 900 درجه سانتیگراد گرم می شود جلوگیری می کند. این تثبیت نامیده می‌شود، و به همین دلیل است که 321 می‌تواند در دمایی کار کند که 316L، حتی در{7}}شکل کربن پایین، شروع به مبارزه می‌کند.

فرم های محصول

میله و میله

بشقاب و ورق

کویل و نوار

لوله و لوله

اتصالات: فلنج، سه راهی، آرنج، کاهش دهنده و غیره

آهنگری: حلقه، شفت، دایره، بلوک و غیره

مقاومت در برابر خوردگی: جایی که 316L حق بیمه خود را کسب می کند

اگر محیط سرویس شما شامل کلرید است، 316L انتخاب بهتری است. محتوای مولیبدن، عدد معادل مقاومت حفره‌ای (PREN) را به حدود 22{6}}25 افزایش می‌دهد، در مقایسه با حدود 17-19 برای 321. در عمل، این بدان معناست که 316L در برابر حفره شدن در آب دریا، آب شور، و جریان‌های فرآیند حاوی کلرید مقاومت می‌کند که در آن 321 حمله موضعی شروع می‌شود.

دمای حفره بحرانی (CPT) داستان را به اعداد بیان می کند. در محلول استاندارد 3.5% NaCl در هر ASTM G150،316Lمعمولا CPT را در حدود 25-30 درجه سانتیگراد نشان می دهد. برای 321، CPT نزدیک به 15-20 درجه است. در آب دریای واقعی خلیج فارس با دمای 35 درجه سانتیگراد و شوری بالا، هیچ کدام از این دو درجه برای تماس مستقیم با آب دریا ایده آل نیستند (این جایی است که گریدهای فوق دوبلکس مانند SAF 2507 یا 254 SMO وارد می شوند)، اما 316L در منطقه پاشش آب و قرار گرفتن در معرض اتمسفر بسیار طولانی تر از 321 زنده می ماند.

ترک خوردگی تنشی (SCC) حالت شکست دیگری است که قابل ذکر است. هر دو گرید حساس به کلرید SCC بالای 60 درجه سانتیگراد در محیط‌های حاوی کلرید. 316در اینجا L به طور معنی‌داری از 321 بهتر نیست. اگر دمای سرویس شما در محیط کلرید بالای 60 درجه است و نمی توانید کلریدها را حذف کنید، باید به دنبال گریدهای دوبلکس یا فوق آستنیتی باشید، نه اینکه بین این دو انتخاب کنید.

کجا321خود را در محیط های اسیدی اکسید کننده در دماهای بالا نگه می دارد. اسید سولفوریک در غلظت‌های متوسط، خدمات اسید نیتریک و جریان‌های فرآیند پتروشیمی خاصی که دما چالش اصلی به جای حمله کلرید است. تثبیت تیتانیوم از خوردگی بین دانه‌ای در نواحی تحت تأثیر گرما بعد از جوشکاری جلوگیری می‌کند، که در سرویس اسیدی که حمله مرز دانه مکانیسم شکست اولیه است، اهمیت دارد.

عملکرد{0}در دمای بالا: موردی برای 321

اینجاست که 321 یک مزیت واقعی و قابل اندازه گیری دارد. کد دیگ بخار و مخزن تحت فشار ASME (بخش VIII، بخش 1) 321 را برای دمای سرویس تا 816 درجه سانتیگراد مجاز می کند. برای 316L، محدودیت کد در سرویس مداوم حدود 450 درجه سانتیگراد است، اگرچه سرویس متناوب تا 425 درجه معمول است.

دلیل آن بارش کاربید است. حتی با محتوای کربن کم 316 لیتر، قرار گرفتن طولانی مدت در معرض بالای 425 درجه، اجازه می دهد تا کاربیدهای کروم در مرزهای دانه تشکیل شوند، مناطق مجاور کروم را تخلیه کرده و زمانی که فلز بعداً در معرض رسانه های خورنده قرار می گیرد، مسیری برای خوردگی بین دانه ای ایجاد می کند. تیتانیوم موجود در 321 با تشکیل ترجیحاً کاربید تیتانیوم و باقی ماندن کروم در محلول از این امر جلوگیری می کند.

برنامه های واقعی که در آن 321 تماس مناسب است:

• سیستم های اگزوز و منیفولدهایی که در دمای 600-800 درجه کار می کنند
• لوله های مبدل حرارتی در واحدهای کراکر کاتالیزوری
• اجزای کوره و مجموعه های لوله تابشی
• درزهای انبساط و دم در مجرای-در دمای بالا
• قطعات اگزوز هوافضا و پس سوز

جوش و ساخت: 316L بخشنده تر است

هر دو گرید با روش های استاندارد آستنیتی قابل جوش هستند: GTAW (TIG)، GMAW (MIG)، SMAW (چوب) و SAW. اما تجربه ساخت متفاوت است.

316L درجه آسان تر برای کار در یک فروشگاه یا محیط مزرعه است. محتوای کربن کم به این معنی است که می توانید آن را بدون نگرانی در مورد حساس شدن در منطقه تحت تأثیر گرما جوش دهید، و برای بازیابی مقاومت در برابر خوردگی نیازی به بازپخت محلول جوش پست{{2} ندارید. انتخاب فلز پرکننده ساده است: ER316L برای بیشتر کاربردها، یا ER316LSi اگر می‌خواهید مرطوب‌سازی بهتر و نمایه مهره‌ای صاف‌تر داشته باشید.

321 توجه بیشتری را می طلبد تیتانیوم که درجه را تثبیت می کند نیز بر روی حوضچه جوش تأثیر می گذارد. تیتانیوم میل ترکیبی بالایی برای اکسیژن دارد و در حوضچه جوش مذاب می‌تواند آخال‌هایی از اکسید تیتانیوم ایجاد کند که اگر پوشش گاز محافظ محکم نباشد به‌صورت سرباره-مثل عیوب ظاهر می‌شود. به همین دلیل معمولاً به جای ER321 از پرکننده ER347 (نیوبیم{5}}تثبیت شده) استفاده می شود. نیوبیم همان عملکرد تثبیت را بدون مشکلات جوشکاری که تیتانیوم ایجاد می کند، ارائه می دهد.

برای جوش‌های-به-لوله به-به ازای ASME B16.9، هر دو گرید با روش‌های مناسب به خوبی جوش می‌شوند. این مشکل در جوشکاری های پیچیده با چندین پاس، تنظیمات اتصال محکم، یا جوشکاری میدانی که باد و آلودگی از عوامل هستند، بیشتر خود را نشان می دهد. اگر ساخت شما مستلزم جوشکاری موضعی یا محل کار زیاد باشد، 316L سردرد کمتری را به جوشکارتان می‌دهد.

شکل پذیری بین دو درجه مشابه است. هر دو را می‌توان با استفاده از تکنیک‌های استاندارد شکل‌دهی آستنیتی خم کرد، پهن کرد و منبسط کرد. 321 به دلیل افزایش نرخ سخت شدن کار توسط ذرات کربنی‌ترید تیتانیوم، ممکن است کمی سخت‌تر به شکل سرد باشد-، اما این تفاوت برای اکثر کاربردهای لوله و اتصالات جزئی است.

برای اتصالات جوشی لب به لب (آرنج، سه راهی، کاهنده به ازای ASME B16.9 و B16.28)، هر دو درجه در اکثر توزیع کنندگان جوراب ساق بلند موجود است. با این حال، اتصالات 316L به احتمال زیاد در انبار موجود است، در حالی که اتصالات 321 ممکن است نیاز به سفارش با زمان طولانی تری داشته باشد، به خصوص در اندازه های بزرگتر یا برنامه های غیر استاندارد-.

نکات تدارکاتی که باعث صرفه جویی در هزینه و جلوگیری از مشکلات می شود

گواهی آزمایش آسیاب را برای محتوای تیتانیوم در 321 سفارش بررسی کنید.برخی از کارخانه ها 321 را با حداقل تیتانیوم (5x کربن) تولید می کنند. اگر کربن در انتهای محدوده (0.06-0.08٪) باشد، تیتانیوم باید حداقل 0.30-0.40٪ باشد. اگر تیتانیوم حاشیه ای و کربن زیاد باشد، تثبیت ممکن است موثر نباشد. محاسبه را بخواهید: Ti / (4 x C) برای تثبیت کامل باید بیشتر از 1.0 باشد.

شرایط تحویل را مشخص کنید.لوله 316L معمولاً در محلول عرضه می‌شود-شرایط آنیل شده. 321 می‌تواند به صورت آنیل یا تثبیت شده-بازپخت شده عرضه شود. شرایط بازپخت تثبیت شده (نگهداری در دمای 900-950 درجه به مدت 1-2 ساعت) تشکیل کاربید تیتانیوم را به حداکثر می‌رساند و مقاومت به خوردگی بین دانه‌ای را بهبود می‌بخشد. اگر برنامه شما شامل جوشکاری و به دنبال آن سرویس خورنده است، آنیل پایدار شده را مشخص کنید.

فرض نکنید 316L و 321 برای برنامه های کاربردی سازگار با کد{2}} قابل تعویض هستند.اگر طراحی برای 316L (با تنش های مجاز خاص آن در بخش ASME بخش II، بخش D) انجام شده باشد، جایگزینی 321 مستلزم بررسی مجدد مقادیر تنش مجاز در دمای طراحی است. در 400 درجه، 321 تنش مجاز کمی کمتر از 316L دارد. در 600 درجه، 321 بالاتر است زیرا 316L به هیچ وجه در آن دما دارای کد نیست{11}.

برای اتصالات{0}جوش لب به لب، علامت درجه را تأیید کنید.اتصالات باید با درجه، شماره حرارت و نماد سازنده در ASME B16.9 مشخص شوند. اتصالات WP316L و WP321 یکسان به نظر می رسند. اگر انبار شما هر دو را دارد، کدگذاری رنگ یا ذخیره سازی جدا ضروری است. ما پروژه‌هایی را دیده‌ایم که در آن 321 اتصالات در یک سیستم 316L نصب شده بود و بالعکس، تنها زمانی کشف شدند که درجه اشتباه پیش از موعد از بین رفت.

سفارش مواد اضافی برای 321 پروژه.از آنجایی که 321 کمتر ذخیره می شود، سفارش مجدد یک مقدار کوچک در اواسط-پروژه می تواند به معنای انتظار 6-هفته ای باشد. 5-10٪ اضافی سفارش دهید، به خصوص برای اندازه ها یا برنامه های غیر استاندارد. هزینه حمل مازاد 321 کمتر از ریسک برنامه زمانی کوتاهی است.

نتیجه گیری

انتخاب بین 316L و 321 زمانی که شرایط خدمات را به وضوح تعریف کرده باشید به ندرت دشوار است. مشکل این است که بسیاری از خریداران بدون مشخص کردن کامل محیط، به تصمیم خود نزدیک می‌شوند و درجه‌ای را که همیشه استفاده می‌کردند پیش‌فرض می‌کنند. تا زمانی که این کار را انجام ندهد کار می کند.

اگر لوله را برای یک پروژه جدید مشخص می کنید، زمانی را صرف ثبت دمای کارکرد، قرار گرفتن در معرض کلرید، غلظت اسید و عمر طراحی کنید. این چهار پارامتر به شما می‌گویند که به کدام درجه بیشتر از هر جدول مقایسه‌ای نیاز دارید. و اگر برای یافتن هر کدام از گریدها به کمک نیاز دارید، با گواهینامه‌های کارخانه کامل و حمل و نقل جهانی، ما هر دو 316L و 321 را به صورت بدون درز و جوش داده شده، همراه با اتصالات و فلنج‌های جوشی مطابق با ASME B16.9، B16.11 و B16.5 حمل می‌کنیم.

اکنون تماس بگیرید