Thép không gỉ 316L và 321: So sánh ống và phụ kiện

Cả hai316L và 321là thép không gỉ austenit có hàm lượng crom (16-18%) và niken (10-14%) gần giống nhau. Sự khác biệt phụ thuộc vào mỗi lần bổ sung hợp kim:

316L chứa 2,0-3,0% molypden. Molypden đó là thứ mang lại cho 316L khả năng chống rỗ và ăn mòn kẽ hở trong môi trường clorua. Đó cũng là lý do khiến 316L đắt hơn 321 ở hầu hết các thị trường.

321 chứa titan, được thêm vào tối thiểu 5 x C% (hàm lượng carbon). Titan liên kết carbon dưới dạng cacbua titan, ngăn chặn sự kết tủa cacbua crom ở ranh giới hạt khi kim loại được nung nóng trong khoảng từ 425 đến 900 độ C. Điều này được gọi là sự ổn định và đó là lý do khiến 321 có thể hoạt động ở nhiệt độ mà 316L, ngay cả ở dạng{{7}cacbon thấp, bắt đầu gặp khó khăn.

Mẫu sản phẩm

Thanh & Que

Tấm & Tấm

Cuộn & Dải

Ống & Ống

Lắp: Mặt bích, Tee, Khuỷu tay, Bộ giảm tốc, v.v.

Rèn: Vòng, Trục, Vòng tròn, Khối, v.v.

Khả năng chống ăn mòn: nơi 316L có được ưu thế

Nếu môi trường dịch vụ của bạn liên quan đến clorua thì 316L là lựa chọn tốt hơn. Hàm lượng molypden làm tăng số tương đương khả năng chống rỗ (PREN) lên khoảng 22-25, so với khoảng 17-19 của 321. Về mặt thực tế, điều này có nghĩa là 316L chống lại sự rỗ trong nước biển, nước lợ và các dòng xử lý chứa clorua nơi 321 sẽ bắt đầu biểu hiện sự tấn công cục bộ.

Nhiệt độ rỗ tới hạn (CPT) kể câu chuyện bằng những con số. Trong dung dịch NaCl 3,5% tiêu chuẩn theo tiêu chuẩn ASTM G150,316Lthường hiển thị CPT ở khoảng 25-30 độ C. Đối với 321, CPT gần hơn với 15-20 độ. Trong nước biển vùng Vịnh trong thế giới thực ở nhiệt độ 35 độ C và độ mặn cao, không có loại nào lý tưởng để tiếp xúc trực tiếp với nước biển (đó là nơi mà các loại siêu song công như SAF 2507 hoặc 254 SMO xuất hiện), nhưng 316L sẽ tồn tại trong vùng bắn nước và tiếp xúc với khí quyển lâu hơn nhiều so với 321.

Nứt ăn mòn ứng suất (SCC) là dạng hư hỏng khác đáng được đề cập. Cả hai loại đều nhạy cảm với clorua SCC trên 60 độ C trong-môi trường mang clorua. 316L không vượt trội hơn đáng kể so với 321 ở đây. Nếu nhiệt độ sử dụng của bạn trên 60 độ trong môi trường clorua và bạn không thể loại bỏ clorua, bạn nên xem xét các loại song công hoặc siêu austenit, không chọn giữa hai loại này.

Ở đâu321giữ riêng của nó là trong môi trường axit oxy hóa ở nhiệt độ cao. Axit sulfuric ở nồng độ vừa phải, dịch vụ axit nitric và một số quy trình hóa dầu nhất định trong đó nhiệt độ là thách thức chính thay vì tấn công clorua. Chất ổn định bằng titan ngăn chặn sự ăn mòn giữa các hạt trong vùng-bị ảnh hưởng nhiệt sau khi hàn, điều này quan trọng trong môi trường axit trong đó sự tấn công vào ranh giới hạt là cơ chế hư hỏng chính.

Hiệu suất nhiệt độ-cao: trường hợp của 321

Đây là lúc 321 có lợi thế thực sự và có thể đo lường được. Mã nồi hơi và bình áp suất ASME (Phần VIII, Phân khu 1) cho phép 321 đối với nhiệt độ sử dụng lên tới 816 độ C. Đối với 316L, giới hạn mã trong dịch vụ liên tục là khoảng 450 độ C, mặc dù dịch vụ không liên tục ở mức 425 độ là phổ biến.

Lý do là lượng mưa cacbua. Ngay cả với hàm lượng carbon thấp 316L, việc tiếp xúc kéo dài trên 425 độ cho phép cacbua crom hình thành ở ranh giới hạt, làm suy giảm các khu vực crom lân cận và tạo ra đường ăn mòn giữa các hạt khi kim loại sau đó tiếp xúc với môi trường ăn mòn. Titan trong 321 ngăn chặn điều này bằng cách ưu tiên tạo thành cacbua titan, để crom trong dung dịch.

Các ứng dụng thực tế trong đó 321 là cuộc gọi phù hợp:

• Hệ thống xả và ống góp hoạt động ở nhiệt độ 600-800 độ
• Ống trao đổi nhiệt trong đơn vị cracker xúc tác
• Các bộ phận của lò và cụm ống bức xạ
• Khớp giãn nở và ống xếp trong ống dẫn nhiệt độ-cao
• Các bộ phận của ống xả và đốt sau hàng không vũ trụ

Hàn và chế tạo: 316L dễ tha thứ hơn

Cả hai loại đều có thể hàn được bằng các phương pháp austenit tiêu chuẩn: GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (stick) và SAW. Nhưng trải nghiệm chế tạo thì khác.

316L là loại dễ dàng hơn để làm việc trong môi trường cửa hàng hoặc hiện trường. Hàm lượng carbon thấp có nghĩa là bạn có thể hàn nó mà không lo bị mẫn cảm ở vùng{1}}bị ảnh hưởng nhiệt và bạn không cần ủ-dung dịch hàn sau để khôi phục khả năng chống ăn mòn. Việc lựa chọn kim loại phụ rất đơn giản: ER316L cho hầu hết các ứng dụng hoặc ER316LSi nếu bạn muốn làm ướt tốt hơn và có biên dạng hạt mịn hơn.

321 đòi hỏi sự chú ý nhiều hơn. Titan ổn định lớp cũng ảnh hưởng đến vũng hàn. Titan có ái lực cao với oxy và trong vũng hàn nóng chảy, nó có thể hình thành các thể vùi oxit titan xuất hiện dưới dạng khuyết tật giống như xỉ-nếu vùng khí bảo vệ không chặt. Chất độn ER347 (niobium-ổn định) thường được sử dụng thay vì ER321 vì lý do này. Niobi cung cấp chức năng ổn định tương tự mà không gặp khó khăn khi hàn mà titan gặp phải.

Đối với các mối hàn giáp mép ống-với-ống theo ASME B16.9, cả hai cấp đều hàn tốt với quy trình thích hợp. Vấn đề xuất hiện nhiều hơn ở các mối hàn phức tạp có nhiều đường hàn, cấu hình mối nối chặt hoặc hàn ngoài hiện trường nơi gió và ô nhiễm là các yếu tố. Nếu quá trình chế tạo của bạn liên quan đến nhiều công việc hàn ở vị trí hoặc công trường, 316L sẽ giúp thợ hàn của bạn bớt đau đầu hơn.

Khả năng định dạng là tương tự giữa hai lớp. Cả hai đều có thể được uốn cong, làm loe và giãn nở bằng cách sử dụng kỹ thuật tạo hình austenit tiêu chuẩn. 321 có thể khó tạo dạng nguội hơn một chút-do các hạt titan carbonitride làm tăng tốc độ đông cứng gia công nhưng sự khác biệt là không đáng kể đối với hầu hết các ứng dụng ống và phụ kiện.

Đối với các phụ kiện hàn giáp mép-(khuỷu tay, chữ T, bộ phận giảm tốc theo ASME B16.9 và B16.28), cả hai loại đều có sẵn ở hầu hết các nhà phân phối. Tuy nhiên, phụ kiện 316L có nhiều khả năng còn hàng trong kho hơn, trong khi phụ kiện 321 có thể cần phải đặt hàng với thời gian giao hàng lâu hơn, đặc biệt là với kích thước lớn hơn hoặc lịch trình không{6}}chuẩn.

Mẹo mua sắm giúp tiết kiệm tiền và tránh các vấn đề

Kiểm tra chứng chỉ kiểm tra nhà máy để biết hàm lượng titan trên 321 đơn hàng.Một số nhà máy sản xuất 321 với titan ở mức tối thiểu (5 x carbon). Nếu carbon ở mức cao nhất trong phạm vi (0,06-0,08%), thì titan phải có ít nhất 0,30-0,40%. Nếu titan ít và hàm lượng carbon cao thì quá trình ổn định có thể không hiệu quả. Yêu cầu tính toán: Ti / (4 x C) phải lớn hơn 1,0 để ổn định hoàn toàn.

Chỉ định điều kiện giao hàng.Ống 316L thường được cung cấp trong dung dịch-điều kiện ủ. 321 có thể được cung cấp ở trạng thái ủ hoặc ổn định-. Điều kiện ủ ổn định-(giữ ở nhiệt độ 900-950 độ trong 1-2 giờ) tối đa hóa sự hình thành cacbua titan và cải thiện khả năng chống ăn mòn giữa các hạt. Nếu ứng dụng của bạn liên quan đến hàn sau đó là dịch vụ ăn mòn, hãy chỉ định ủ ổn định.

Đừng cho rằng 316L và 321 có thể hoán đổi cho nhau đối với các ứng dụng tuân thủ mã-.Nếu thiết kế được thực hiện cho 316L (với ứng suất cho phép cụ thể theo ASME Phần II, Phần D), thì việc thay thế 321 yêu cầu-kiểm tra lại các giá trị ứng suất cho phép ở nhiệt độ thiết kế. Ở 400 độ, 321 có ứng suất cho phép thấp hơn một chút so với 316L. Ở 600 độ, 321 cao hơn vì 316L hoàn toàn không được xếp hạng theo mã ở nhiệt độ đó.

Đối với các phụ kiện hàn giáp mép, hãy xác minh việc đánh dấu cấp độ.Các phụ kiện phải được đánh dấu bằng cấp, số nhiệt và ký hiệu của nhà sản xuất theo ASME B16.9. Các phụ kiện WP316L và WP321 trông giống hệt nhau. Nếu kho của bạn dự trữ cả hai, việc mã hóa màu sắc hoặc lưu trữ tách biệt là điều cần thiết. Chúng tôi đã thấy các dự án lắp đặt phụ kiện 321 trong hệ thống 316L và ngược lại, chỉ được phát hiện khi loại sai cấp bị hỏng sớm.

Đặt mua thêm tài liệu cho 321 dự án.Vì 321 ít được dự trữ hơn nên việc đặt hàng lại một số lượng nhỏ giữa dự án-có thể đồng nghĩa với việc phải chờ 6-tuần. Đặt hàng thêm 5-10%, đặc biệt đối với kích thước hoặc lịch trình không chuẩn. Chi phí lưu trữ của thặng dư 321 thấp hơn rủi ro thiếu hụt kế hoạch.

Phần kết luận

Việc lựa chọn giữa 316L và 321 hiếm khi khó khăn khi bạn đã xác định rõ ràng các điều kiện sử dụng. Vấn đề là nhiều người mua tiếp cận quyết định mà không mô tả đầy đủ đặc điểm của môi trường, mặc định sử dụng loại mà họ luôn sử dụng. Điều đó hoạt động cho đến khi nó không hoạt động.

Nếu bạn đang chỉ định đường ống cho một dự án mới, hãy dành thời gian để ghi lại nhiệt độ vận hành, mức độ tiếp xúc với clorua, nồng độ axit và tuổi thọ thiết kế. Bốn tham số đó sẽ cho bạn biết bạn cần điểm nào đáng tin cậy hơn bất kỳ bảng so sánh nào. Và nếu bạn cần trợ giúp tìm nguồn cung cấp một trong hai loại, với chứng nhận đầy đủ của nhà máy và vận chuyển toàn cầu, chúng tôi cung cấp cả 316L và 321 ở dạng liền mạch và hàn, cùng với các phụ kiện hàn đối đầu và mặt bích phù hợp theo ASME B16.9, B16.11 và B16.5.

Liên hệ ngay