Rúrka z nehrdzavejúcej ocele 316L vs 316: Rozdiely v uhlíku, pevnosti a zváraní

Rýchla odpoveď: Rovnaká rodina zliatin, rôzne úrovne uhlíka

Rúry z nehrdzavejúcej ocele typu 316 a typu 316L sú austenitické zliatiny chrómu-niklu-molybdénu. Majú rovnakú chémiu odolnú voči korózii{5}} a rovnakú základnú metalurgiu a jediným zámerným rozdielom je obsah uhlíka: maximum 0,08 % pre 316 oproti 0,030 % maximum pre 316L. Písmeno L znamená nízky obsah uhlíka a táto jedna zmena poháňa každý praktický rozdiel v správaní, sile a cene zvárania. Pretože oba druhy sú tavené, odlievané a valcované na rovnakých linkách, valcovňa môže často dodávať ktorúkoľvek špecifikáciu z rovnakého tepla ocele. Pre kupujúceho sa rozhodnutie zvyčajne obmedzuje na jednu otázku: bude potrubie privarené do korozívnej prevádzky, alebo sa použije v stave, v akom sa-dodáva?

Chemické zloženie: Jediný zámerný rozdiel

Chróm vytvára pasívny oxidový film, ktorý odoláva korózii, molybdén dodáva odolnosť voči chloridom a redukčným kyselinám a nikel stabilizuje austenitickú štruktúru. Žiadny z týchto prvkov sa medzi týmito dvoma ročníkmi nemení. Iba uhlík je utiahnutý a uhlík je presne ten prvok, ktorý spôsobuje problémy v tepelne-ovplyvnenej oblasti zvaru.

Mechanické vlastnosti: Prečo je 316 o niečo silnejší

Uhlík je silný tvorca austenitu a pevný -spevňovač roztoku, takže vyššia-trieda uhlíka má vyššiu minimálnu pevnosť v ťahu a medzu klzu. V praxi je ťažké tieto dva oddeliť iba mechanickým testovaním: 316L teplo, ktoré je zámerne dusíkové-ložisko, môže prekročiť minimálnu medzu klzu 316, zatiaľ čo teplo 316 sediace na spodnom konci svojho uhlíkového rozsahu môže testovať blízko 316L. Identifikácia triedy sa preto musí spoliehať na osvedčenie o skúške mlyna a tam, kde je to dôležité, na chemickú analýzu, a nie na údaj o tvrdosti odobratý z hotovej rúry.

Zváracie správanie a senzibilizácia

Dôvod, prečo 316L vôbec existuje, je senzibilizácia. Keď sa chróm-niklová austenitická oceľ udržiava v rozsahu približne 425 až 815 stupňov Celzia, uhlík sa spája s chrómom a vytvára karbid chrómu na hraniciach zŕn. Zrná bezprostredne za týmito hranicami sú ponechané ochudobnené o chróm a sú náchylné na medzikryštalickú koróziu a tavný zvar prirodzene vytvára tento teplotný rozsah v tepelne-ovplyvnenej oblasti.

Pokles uhlíka na maximum 0,030 % ponecháva k dispozícii tak málo uhlíka, že precipitácia karbidu je za normálnych podmienok zvárania v podstate potlačená. To je skutočný rozdiel medzi triedami: zváraná rúra 316L si zachováva odolnosť proti korózii v tepelne-ovplyvnenej oblasti bez tepelného spracovania po-zváraní, zatiaľ čo zváraná rúra 316 si môže vyžadovať žíhanie v roztoku, aby sa obnovila úplná odolnosť proti korózii tam, kde je agresívna prevádzka.

Všimnite si smer účinku. Po zváraní je ohrozený vyšší-uhlík 316, nie 316L. Akékoľvek tvrdenie, že zváraný spoj 316L sa stáva menej odolným voči korózii ako spoj 316, obráti metalurgiu. Tam, kde je žíhanie po zváraní nepraktické, čo je normálne pre potrubia vyrábané v teréne-, 316L je bezpečnejšia špecifikácia.

Odolnosť proti korózii, aplikácie, cena a výber triedy

V žíhanom stave sa tieto dva druhy správajú takmer identicky vo väčšine prostredí, odolávajú atmosférickej korózii, sladkej vode, mnohým organickým kyselinám a miernemu vystaveniu chloridom. Rozdiel sa prejavuje v zváraných zostavách v chloridovom-ložisku alebo v kyslom prostredí, kde si 316L zachováva svoju odolnosť a 316 nemusí. 316L je preto predvolenou voľbou pre zvárané procesné potrubia v chemických, farmaceutických a potravinárskych závodoch, pre linky na bielenie celulózy a papiera, pre námorné a pobrežné inštalácie vyrobené na mieste a potrubia zostávajúce zvárané{5} zvárané potrubia pre tepelné výmenníky nezvárané -súčiastky, obrábané súčiastky a nízkoteplotné mechanické súčiastky, kde záleží na malej výhode pevnosti a nie je zahrnutý žiadny senzibilizačný tepelný cyklus.

Pokiaľ ide o cenu, obe triedy majú prémiu za molybdén a nikel nad 304 a cena 316L je normálne o niečo vyššia ako 316 kvôli prísnejšej kontrole uhlíka; medzera medzi 316 a 316L je malá v porovnaní s krokom z 304 na ktorýkoľvek stupeň. Užitočnejším opatrením sú náklady na inštaláciu, pretože 316L odstraňuje potrebu žíhania po zváraní-a znižuje riziko zlyhania korózie. Pred objednávkou si overte, či bude rúra zváraná v teréne, potvrďte servisné prostredie, skontrolujte, či návrh závisí od vyššej medze klzu 316, trvajte na osvedčení o skúške mlyna s obsahom uhlíka pre každé teplo a overte, či sa materiál dodáva v stave žíhanom v roztoku.

Často kladené otázky

Otázka: Čo vlastne znamená L v 316L?
L znamená nízky uhlík. Špecifikácia obmedzuje uhlík na maximum 0,030 % namiesto maxima 0,08 % povoleného pre štandard 316. Nižší uhlík je hlavným účelom tejto triedy.

Otázka: Je 316L silnejší alebo slabší ako 316?
316L je o niečo slabšia. Pretože uhlík spevňuje austenitickú matricu, 316L nesie minimálne hodnoty približne 485 MPa v ťahu a 170 MPa v porovnaní s približne 515 MPa v ťahu a 205 MPa pre 316. Rozdiel je malý a zriedka sa riadi dizajnom.

Otázka: Môžu byť rúry 316 a 316L navzájom zvarené?
áno. Tieto dva druhy sú metalurgicky kompatibilné a bežne sa spájajú so zodpovedajúcim nízko{1}}uhlíkovým prídavným kovom, ktorý udržuje zvar odolný voči senzibilizácii.

Otázka: Ktorá trieda má lepšiu odolnosť proti korózii po zváraní?
Má objem 316 l. Nízky obsah uhlíka potláča precipitáciu karbidu chrómu v tepelne-ovplyvnenej oblasti, takže zvarový spoj si zachováva ochranný film oxidu chrómu. Zváraný 316 môže potrebovať rozpúšťacie žíhanie, aby dosiahol rovnakú úroveň.

Otázka: Potrebuje 316L po-tepelnom spracovaní po zváraní?
Pokiaľ ide o odolnosť proti korózii, zvyčajne nie, a preto sa táto trieda uprednostňuje pre potrubia vyrábané v teréne-. Akákoľvek požiadavka-na uvoľnenie napätia v špecifikácii návrhu alebo výrobnom kóde stále platí a mala by byť kontrolovaná samostatne.

Otázka: Je 316L vždy drahší ako 316?
Zvyčajne je to o niečo drahšie kvôli prísnejšej kontrole uhlíka, ale medzera medzi týmito dvoma triedami je úzka. Väčší cenový krok je od 304 až po molybdénovú-skupinu 316.