Roostevabast terasest ääriku tellimiseks AISI 304 ja AISI 316 vahel valimine on üks neist otsustest, mis tundub ostutellimusel tühine, kuid sellel on kohapeal tõsised tagajärjed. Mõlemad klassid kuuluvad austeniitse roostevaba terase perekonda, mõlemad vastavad standardile ASTM A182 ja mõlemad sisaldavad kroom{5}}nikli keemiat, mis tagab tugeva üldise korrosioonikindluse. Kuid need kaks klassi ei ole omavahel asendatavad ja vale määramine kloriidi-kandvale, happelisele või merekeskkonnale tähendab tavaliselt enneaegset auku, planeerimata seiskamist ja asenduskulusid, mis vähendavad kahe materjali hinnavahet.
See juhend käsitleb jõudluse erinevuse taga olevat keemiat, tegelikes torusüsteemides olulisi mehaanilisi ja korrosiooniomadusi, tööstusharude valikuraamistikku --tööstuse kaupa ja konkreetseid tingimusi, mille puhul iga klass on õige spetsifikatsioon. See on kirjutatud hankeinseneridele, torustike projekteerijatele ja projektijuhtidele, kes vajavad tehniliselt põhjendatud kvaliteedivalikut, mitte üldist ülevaadet roostevaba terase metallurgiast.
Roostevabast terasest äärikuga torujuhtmesüsteem tööstuslik
1. Mis eristab AISI 304 AISI 316-st: molübdeenifaktor
Esmapilgul tunduvad AISI 304 ja AISI 316 keemilised koostised peaaegu identsed. Mõlemad on suure kroomi- ja niklisisaldusega raua-põhised sulamid. Kroom loob pinnale iseparandava Üldine korrosioonikindlus, keevitatavus ja vormitavus on mõlemal klassil suurepärased.
Erinevus on molübdeen. AISI 304 sisaldab seda vaid vähesel määral. AISI 316 sisaldab 2–3% molübdeeni tahtliku legeeriva lisandina. See molübdeenisisaldus tugevdab passiivset kilet elektrokeemilisel tasemel, muutes selle palju vastupidavamaks lagunemismehhanismidele, mida kloriidioonid käivitavad, eriti punktkorrosiooni ja pragude korrosiooni eest. Need kaks rikkerežiimi põhjustavad enamiku roostevabast terasest ääriku riketest tööstuses.
| Kinnisvara | AISI 304 | AISI 316 |
|---|---|---|
| Kroomi sisaldus | 18–20% | 16–18% |
| Nikli sisaldus | 8–10.5% | 10–14% |
| Molübdeeni sisaldus | max 0,75% (jälg) | 2.0–3.0% |
| Süsinikusisaldus (standard) | 0,08% max | 0,08% max |
| Süsinikusisaldus (L klass) | 0,03% max (304L) | 0,03% max (316L) |
| PREN (umbes) | ~18 | ~25 |
| Euroopa ekvivalent | 1.4301 | 1.4401 |
| ASTM sepistamise klass | A182 F304 / F304L | A182 F316 / F316L |
| Suhteline materjalikulu | Alus | Ligikaudu . +20 kuni 25% |
PREN tähistab pitting Resistance Equivalent Number, arvutatuna %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. See on standardne võrdlev mõõdik roostevaba terase klasside järjestamiseks lokaalse korrosiooni vastu. Vahe 304 (PREN ~18) ja 316 (PREN ~25) vahel ei ole marginaalne. Kloorikeskkonnas on sageli erinevus ääriku vahel, mis kestab kogu oma disainiea, ja ääriku vahel, mis kahe aasta jooksul rikki läheb.
2. L-klasside mõistmine: 304L ja 316L
Tähis "L" tähistab madala-süsinikusisaldusega varianti, mille süsinikusisaldus on alla 0,03% võrreldes standardklassi 0,08% maksimumiga. See on eriti oluline keevitatud sõlmede puhul.
Kui roostevaba teras kuumutatakse keevitamise ajal vahemikku 425–850 kraadi, migreerub süsinik terade piiridele ja ühineb kroomiga, moodustades kroomkarbiidid. See kahandab kroomi teravilja vahetus piiritsoonis, mida nimetatakse sensibiliseerimiseks, ja jätab need tsoonid tundlikumaks teradevahelise korrosiooni suhtes. Standardse -klassi 304 või 316 ääriku puhul, mis keevitatakse põllul ilma keevisõmbluse järel{7}}kuumtöötlemiseta, võib piki kuumusest{8}}mõjutatud tsooni tekkida sensibiliseerimine ja tekitada korrosiooni initsiatsioonitee.
304L või 316L määramine välistab selle ohu, vähendades saadaoleva süsiniku sisaldust allapoole sensibiliseerumise läve. Enamiku tööstuslike äärikurakenduste jaoks, mis hõlmavad välikeevitust, on L-klass pigem standardne spetsifikatsioon kui esmaklassiline valik. Paljud tootjad tarnivad topelt-sertifitseeritud materjali tembeldatud 304/304L või 316/316L, mis vastab samaaegselt mõlema klassi nõuetele.
3. Mehaaniliste omaduste võrdlus
Ümbritseva ja mõõduka temperatuuriga töötamise korral toimivad mõlemad klassid tõmbe- ja voolavuspiiri poolest sarnaselt. AISI 316 sisaldab veidi suuremat niklisisaldust, mis annab sellele kõvastes rakendustes kerge eelise, kuid tavalistes töötingimustes ei ole mehaaniliste omaduste erinevus peamine valiku põhjus.
| Mehaaniline omadus | AISI 304 / 304L | AISI 316 / 316L |
|---|---|---|
| Tõmbetugevus (min) | 515 MPa (75 ksi) | 515 MPa (75 ksi) |
| Tootmistugevus (min) | 205 MPa (30 ksi) | 205 MPa (30 ksi) |
| Pikendus (min) | 40% | 40% |
| Kõvadus (max, Brinell) | 201 HBW | 217 HBW |
| Tihedus | 7,93 g/cm³ | 7,98 g/cm³ |
| Soojuspaisumine (20-100 kraadi) | 17,2 × 10⁻⁶ / kraad | 15,9 × 10⁻⁶ / kraad |
| Maksimaalne pidev töötemp | 870 kraadi (oksüdeeriv) | 870 kraadi (oksüdeeriv) |
| Minimaalne teenindustemp | Krüogeenne | Krüogeenne |
Kui temperatuur on kõrgem kui ligikaudu 425 kraadi, muutub sensibiliseerimine püsivaks-teenuseprobleemiks isegi ilma keevitamiseta. Nendes rakendustes on selle asemel täpsustatud H variandid 304H ja 316H. H-klassidel on suurem süsinikusisaldus vahemikus 0,04–0,10%, mis parandab roomamiskindlust ja pikaajalist tugevuse säilimist. Kõrgetemperatuuriliste aurutorude, elektritootmiskatelde äärikute ja ahju torustike puhul on H-variant selles juhendis käsitletavast standardse kvaliteediklassi võrdlusest eraldiseisev.
4. Korrosioonikindlus tööstuskeskkonnas
4.1 Üldine atmosfääri- ja veekorrosioon
Mõlemad klassid peavad vastu üldisele oksüdatsioonile ja rooste moodustumisele puhastes atmosfääritingimustes ja madala -kloriidisisaldusega vesikeskkonnas. AISI 304 äärikud toimivad usaldusväärselt joogivee jaotamisel, neutraalse kandjaga toiduainete töötlemisliinides, standardsetes HVAC-süsteemides ja arhitektuurilistes rakendustes. Passiivne oksiidikiht on nendes tingimustes stabiilne ja ise{4}}paranev.
4.2 Kloriidikeskkonnad
See on peamine eraldusjoon kahe klassi vahel. Kloriidioonid ründavad roostevaba terase passiivset kilet, tungides läbi pinnadefektide ja luues lokaalseid elektrokeemilisi rakke, kus metall lahustub. Kui süvend tekib, muutub kaevu sees olev kohalik keemia happeliseks ja kloriidi-rikkaks, mis kiirendab korrosiooni kiiremini, kui ümbritsev metall suudab passiveerida. AISI 304 vastupidavus sellele mehhanismile on piiratud. Molübdeeni lisandiga AISI 316 pärsib süvendite teket ja aeglustab levikut isegi siis, kui auk algab.
304 kloriidi kontsentratsiooni läviväärtus ümbritseva õhu temperatuuril on ligikaudu 200 ppm. Sellest tasemest kõrgemal hakkab hinne aja jooksul näitama mõõdetavat vastuvõtlikkust punktide löömisele. AISI 316 talub oluliselt kõrgemaid kloriidi kontsentratsioone, enne kui süvendite tekitamine muutub praktiliseks probleemiks, kuigi täpne lävi sõltub temperatuurist, pH-st ja lahustunud hapnikust.
Punktkorrosiooniga roostevaba teras
4.3 Pragude korrosioon
Lõhekorrosioon on eriti murettekitav äärikliigendite puhul, kuna ühenduspinnad, tihendite liidesed ja poldiaugud loovad piiratud geomeetria, kus hapnik ammendub kiiremini, kui seda on võimalik täiendada. See loob lokaalselt kontsentreeritud, hapendatud mikro{1}}keskkonna, mis käivitab korrosiooni palju väiksemate kloriidisisaldusega, kui see mõjutaks avatud pindu. AISI 316 on nende geomeetriate puhul oluliselt vastupidavam pragukorrosioonile kui AISI 304, mis on üks põhjusi, miks see on meretorustike, keemiliste protsesside liinide ja avamere infrastruktuuri äärikute standardspetsifikatsioon.
4.4 Happekindlus
AISI 316 ületab AISI 304 lahjendatud väävelhappe, fosforhappe ja orgaanilise happe keskkonnas. Molübdeenisisaldus vähendab nendes tingimustes korrosioonikiirust. Kontsentreeritud tugevate hapete või oksüdeerivate hapete (nt kontsentreeritud lämmastikhape) puhul ei sobi kumbki klass ja vaja on kõrgemaid sulameid.
5. Tööstus-Konkreetne hindevaliku juhend
Kvaliteediotsus tuleks teha iga rakenduse jaoks, lähtudes konkreetsest vedela keskkonna, töötemperatuuri, kloriidisisalduse ja rõhuklassi kombinatsioonist. Allolev tabel võtab kokku standardsete spetsifikatsioonide loogika kõigis tööstusharudes, kus hangitakse kõige rohkem roostevabast terasest äärikuid.
| Tööstus / Rakendus | Tüüpiline vedelik | Soovitatav hinne | Märkmed |
|---|---|---|---|
| Keemiline / naftakeemia töötlemine | Kloriidi{0}}kandvad voolud, lahjendatud happed | 316 / 316L | 304 ainult kloriidivaba -kemikaalide teenuse jaoks |
| Mere- ja avamere torustik | Merevesi, riimvesi | minimaalselt 316 liitrit | Kaaluge dupleksi 2205 pritsmeala või sukeldatud torustiku jaoks |
| Merevee magestamine | Soolvesi, -eeltöötlusvoolud | 316L | 304 ainult magevee eelfiltri-astmete jaoks |
| Veepuhastus, kommunaal | Joogivesi, madala{0}}kloriidisisaldusega | 304 / 304L | 316L, kus desinfitseeriva kloori sisaldus on kõrge |
| Toit ja jook | Neutraalne protsessikeskkond, CIP-tsüklid | 304L standard | 316L, kus kasutatakse klooritud puhastusvahendeid |
| Farmaatsia | Töötlemiskeskkond, puhastatud vesi | Eelistatud 316L | Regulatiivne eelistus 316L märgadel pindadel |
| Nafta ja gaas, mitte{0}}hapu teenus | Süsivesinik, toodetud vesi | 316 / 316L | Sõltub seotud vee kloriidisisaldusest |
| Elektritootmine, auruteenus | Aur, kondensaat | 304 / 304L | Määrake 304H või 316H üle 425 kraadi |
| HVAC, ehitusteenused | Vesi, õhk | 304 | Madala-kloriidisisaldusega siseteenus |
| Tselluloos ja paber | Valgendi, sulfitvedelikud | 316L | Agressiivne oksüdeeriv ja happeline keskkond |
6. Märkus SS-i pimeääriku klassi otsuse kohta
Üks konfiguratsioon, kus klassi valikul on eriline kaal, onSS pime äärik. Pimedaid äärikuid kasutatakse toru otsa, surveanuma väljalaskeava või klapi korpuse püsivaks või ajutiseks sulgemiseks. Kuna need on allutatud süsteemi täielikule rõhule ja on sageli rõhu testimise ja hoolduse juurdepääsupunktiks, peavad materjali spetsifikatsioonid kajastama torusüsteemi kõige agressiivsemaid tingimusi, mitte keskmisi töötingimusi.
Kloriidi-laagrites või happelistes süsteemides kõrvaldab SS-pimeääriku jaoks 316L määramine torusüsteemis ühe suurema-tagajärje tõrkepunktidest. Surve all läbi korrodeeruv pimeäärik on ohutusjuhtum, mitte ainult hoolduselement. Selle rakenduse hinnalisa 316L üle 304 on otsene riski{7}}kulukalkulatsioon kõrgema klassi kasuks.
CNCJ SS pimeäärik
7. Hiina ääriku AISI 304 ja 316 hankimine: mida kontrollida
Hiina ääriku AISI 304 ja AISI 316 toodete ülemaailmne turg on suur ja konkurentsivõimeline, mis tähendab, et hinnakujundus ja ka materjalide kontrollimise praktika erinevad oluliselt. Ostjatele, kes hangivad roostevabast terasest äärikuid Hiina tootjatelt, on standardne hoolsuskohustus järgmised dokumentide kontrollid.
Materjali katsearuanne (MTR) vastavalt EN 10204 tüübile 3.1.See on kolmanda{0}}osapoole-kontrollitud keemiline ja mehaaniline analüüs teie tellimuses kasutatud terase tegeliku kuumuse kohta. Sertifikaat 3.1 kinnitab, et molübdeeni sisaldus 316 äärikus on määratud vahemikus, mis on ainus usaldusväärne viis kvaliteedi kontrollimiseks. Sertifikaat 3.2 lisab ostja-määratud inspektori allkirja täiendava kindlustunde saamiseks.
PMI (Positive Material Identification).Kriitiliste teenindusrakenduste puhul kinnitab valmis äärikute XRF- või OES-{0}}punkttestimine tegeliku osa sulami identiteedi, sõltumata paberimajandusest. See on tavapraktika nafta ja gaasi ning keemiliste protsesside hankimisel.
Mõõtmete ülevaatus vastavalt ASME B16.5 või EN 1092-1.Hiinast pärit roostevabast terasest äärikud peavad vastama samadele mõõtmete tolerantidele nagu mis tahes muu päritoluga äärikud. Kõrgendatud esipinna kõrgus, poldi ringi läbimõõt, ava mõõtmed ja ääriku paksus peavad olema vastavuses kehtivate standarditega.
Pinna viimistlus ja passiveerimine.Passiivse oksiidkile taastamiseks pärast töötlemistoiminguid on vajalik töötlemisjärgne passiveerimine ASTM A380 või ASTM A967 järgi. Veenduge, et see on tootmisprotsessis kaasatud, eriti 316L äärikute puhul, mis on ette nähtud söövitavaks hoolduseks.
Ettevõttes Zhejiang Chengjiu Pipeline Co., Ltd. (CNCJ) on kõik Hiina äärikuga AISI 304 ja AISI 316 tooted valmistatud ISO 9001 kvaliteedijuhtimise ja CE/PED sertifikaadi alusel ning standardina on saadaval EN 10204 tüüp 3.1 materjalisertifikaat. Äärikuid toodetakse suurustes DN10 kuni DN5000, surveklassides PN6 kuni PN100 ja ASME klass 150 kuni klass 2500 ning vastavad kõikidele peamistele rahvusvahelistele standarditele, sealhulgas ASME B16.5, EN 1092-1, JIS B2220, GOST 12820/12825 ja 4BS.
8. Hindevaliku otsuse kokkuvõte
| Otsustegur | Valige AISI 304 | Valige AISI 316 |
|---|---|---|
| Kloriidi sisaldus vedelikus | Alla ~200 ppm, ümbritseva õhu temp | Üle ~200 ppm või kõrgem temperatuur |
| Kokkupuude mere või rannikuga | Sise- või varjatud keskkond | Igasugune otsene kokkupuude mereveega või ranniku atmosfääriga |
| Keemilise protsessi keskkond | Neutraalne või kergelt happeline, halogeniidideta | Kloriidi-laager, väävel- või fosforhape |
| CIP puhastuskeemia | Pehme pesuaine{0}}põhised tsüklid | Kõrgendatud kontsentratsiooniga klooritud desinfitseerimisvahendid |
| Eelarve kui peamine juht | Standardteenus, agressiivne meedia puudub | Eelarve kaalumine on korrosiooninõudest teisejärguline |
| Keevitatud koost, ilma PWHTta | 304L on vastuvõetav leebe teeninduse jaoks | 316L standard iga agressiivse teenuse jaoks |
| Regulatiivne või kliendi spetsifikatsioon | Kinnitage, et 316L nõuet pole | Farmaatsia-, avamere- ja tuumaenergia vajavad tavaliselt 316 liitrit |
AISI 316 20–25% hinnalisa võrreldes AISI 304-ga on-tuntud hankekaalutlus. Vähem järjekindlalt võetakse arvesse enneaegse korrosioonirikke kogumaksumust, mis hõlmab varuosi, protsessi seisakuid, kontrolltööjõudu ja reguleeritud tööstusharudes vastavuse tagajärgi. Igas rakenduses, kus keskkond ületab AISI 304 korrosioonivõime, ei ole AISI 316 või 316L määramine uuendus. See on algusest peale õige spetsifikatsioon.
KKK
Q: Kas AISI 304 äärikuid saab kasutada merevees?
V: Pole soovitatav. Merevee kloriidi kontsentratsioonid, mis on tavaliselt vahemikus 18 000 kuni 22 000 ppm, on tunduvalt kõrgemad AISI 304 praktilisest punktkorrosioonist. Isegi välistemperatuuril töötades tekitab 304 suhteliselt lühikese kasutusaja jooksul äärikupindadel ja pragude tsoonides punktkorrosiooni. Määrake mereveega kokkupuutel minimaalselt 316 liitrit ja hinnake duplekstasemeid sukeldatud või pritsme{9}}teenuse jaoks.
Q: Mis vahe on äärikute 316 ja 316L vahel?
V: Ainus koostise erinevus on süsinikusisaldus. Standard 316 lubab kuni 0,08% süsinikku. Klass 316L hoiab süsinikku alla 0,03%. Keevitatud äärikukoostudes on 316L ette nähtud selleks, et vältida sensibiliseerumist kuumusest{8}}mõjutatud tsoonis, mis muidu võib tekitada teradevahelise korrosiooni tee agressiivses keskkonnas. Enamiku tööstuslike äärikurakenduste puhul on standardvarustuses kahe{10}}sertifitseeritud 316/316L materjal, mis vastab samaaegselt mõlema klassi nõuetele.
Q: Kas 304 ja 316 äärikutel on samad rõhud?
V: Jah, jah, ümbritseva õhu temperatuuril on ASME B16.5 rõhureitingud sama klassi ja suuruse puhul sisuliselt samad. Kõrgematel temperatuuridel langevad austeniitse roostevaba terase klassid järk-järgult voolavuspiir ja nii 304 kui ka 316 väärtused langevad vastavalt. Rakenduste puhul, mille temperatuur on üle 200 kraadi, kinnitage alati konkreetse materjalirühma ja töötemperatuuri hinnangud vastavalt ASME B16.5 tabelile 2-1.1.
Q: Kas AISI 316 on alati parem valik AISI 304 ees?
V: Ainult siis, kui teeninduskeskkond õigustab lisakulusid. Puhas ja madala kloriidisisaldusega keskkonnas pakub AISI 304 täiesti piisavat kasutusiga madalamate kuludega. Üle-316 täpsustamine, kus 304 on piisav, on tarbetu kulu. Klassi valiku otsus peaks põhinema teeninduskeskkonna tegelikust söövitavusest, mitte üldisest kõrgema kvaliteedi eelistusest.
Q: Milline standard reguleerib roostevabast terasest äärikute materjali?
V: Sepistatud roostevabast terasest äärikute esmane materjalistandard on ASTM A182, mis hõlmab 300-seeria austeniitsete teraste standardseid ja madala süsinikusisaldusega teraseid. Mõõtmestandardid sõltuvad projekti asukohast ja kliendi spetsifikatsioonist: ASME B16.5 enamiku Põhja-Ameerika ja rahvusvaheliste nafta- ja gaasiprojektide jaoks, EN 1092-1 Euroopa projektide jaoks, JIS B2220 Jaapani ja Kagu-Aasia projektide jaoks ning GOST 12820/12821 SRÜ ja Venemaa projektide jaoks.
Viitestandardid ja tehnilised allikad
ASTM A182 / A182M: standardsed spetsifikatsioonid sepistatud või valtsitud sulamist ja roostevabast terasest torude äärikute, sepistatud liitmike ning ventiilide ja osade jaoks kõrgel temperatuuril{2}}
ASME B16.5-2017: toruäärikud ja äärikutega liitmikud NPS 1/2 kuni NPS 24 meetriline/tolline standardne
EN 1092-1:2018: Äärikud ja nende liigendid. Torude, ventiilide, liitmike ja tarvikute ringikujulised äärikud, tähistatud PN-ga
ASTM A380 / A967: roostevabast terasest osade, seadmete ja süsteemide puhastamise, katlakivi eemaldamise ja passiveerimise standardpraktika