304 vs 316 ryðfríu stáli: Algjör samanburður fyrir hönnuði lagnakerfis

FLJÓTT SVAR

304 og 316 ryðfríu stáli deila næstum sömu vélrænni eiginleikum, en 316 bætir við 2–3% mólýbdeni, sem bætir verulega viðnám gegn klóríðholum og sprungutæringu.

Tilgreindu 316 fyrir pípur sem verða fyrir sjó, klóríðum, af-ísingarsöltum eða árásargjarnum efnavinnsluvökva; tilgreindu 304 fyrir almenna iðnaðar-, byggingarlistar-, matvæla--- og ferskvatnslögn þar sem kostnaðarhagkvæmni skiptir meira máli en klóríðþol.

316 kostar venjulega 20–30% meira en 304 vegna mólýbden og hærra nikkelinnihalds - álag sem er auðvelt að réttlæta þegar ótímabær holabilun er valkosturinn.

304 og 316 eru tvær útbreiddustu austenitískar ryðfríu stáltegundirnar í iðnaðarrörum. Þeir líta eins út, þeir eru soðnir og mótaðir á sama hátt og birtir vélrænir eiginleikar þeirra eru varla mismunandi - en valið á milli þeirra ákvarðar hvort lagnakerfi endist í áratugi eða bilar innan nokkurra ára í notkun. Þessi handbók ber saman 304 og 316 á milli samsetningar, tæringarþols, vélrænna eiginleika, kostnaðar, framleiðslu og notkunarpassunar, sem gefur lagnakerfishönnuðum skýran, staðla-grundvöll fyrir val á einkunn.

Hver er grundvallarmunurinn á 304 og 316 ryðfríu stáli?

Kjarnamunurinn er mólýbden: 316 inniheldur 2,0–3,0% mólýbden og 304 inniheldur ekkert, og þessi eina blönduðu viðbót er það sem aðgreinir tæringargetu þessara tveggja flokka.

Báðar tegundirnar eru austenítískt ryðfrítt stál byggt á 18% krómgrunni með nægu nikkeli til að koma á stöðugleika í austenítfasanum, sem er ástæðan fyrir því að báðar eru ekki-segulmagnaðir í glæðu ástandi og deila í meginatriðum sama styrk, sveigjanleika og suðuhæfni. Sérkennin, samkvæmt ASTM A240, er að 316 (UNS S31600) verslar króm og bætir við mólýbdeni samanborið við 304 (UNS S30400). Mólýbden styrkir óvirka króm-oxíðfilmuna gegn árás klóríðjóna, þess vegna er 316 oft kallað "marine grade" ryðfrítt stál. Lág-kolefnisafbrigði eru til fyrir bæði bekk - 304L (S30403) og 316L (S31603) - og fjallað er um í síðari hluta.

Hvernig bera 304 og 316 saman í efnasamsetningu?

316 er frábrugðin 304 fyrst og fremst með því að bæta við 2,0–3,0% mólýbdeni og hóflega hærra nikkelsviði (10,0–14,0% á móti . 8.0–10,5%), með samsvarandi lægra krómsviði.

Taflan hér að neðan sýnir ASTM A240 samsetningarmörk fyrir báðar einkunnir. Öll gildi eru þyngdarprósenta hámark nema svið sé gefið upp.

Heimild: ASTM A240/A240M, staðalforskrift fyrir króm og króm-nikkel ryðfríu stáli plötu, lak og ræmur.

Hvaða flokkur býður upp á betri tæringarþol?

316 stálbýður upp á marktækt betri tæringarþol en 304 í klóríð-berandi og afoxandi-sýruumhverfi, á meðan báðar flokkarnir skila sér á svipaðan hátt í vægri, lítilli-klóríðútsetningu í andrúmslofti og ferskvatni.

Tæringarþol í ryðfríu stáli kemur frá aðgerðalausri króm-oxíðfilmu sem sjálf-gerir við þegar hún er rispuð eða slitin, að því gefnu að súrefni sé til staðar. Klóríðjónir brjóta niður þessa filmu staðbundið og koma af stað gryfju- og sprungutæringu; mólýbden vinnur gegn því niðurbroti með því að koma á stöðugleika óvirka lagið, sem er ástæðan fyrir því að kostur tæringarþols 316 er klóríð-sértækur frekar en alhliða. Algeng leið til að raða austenitískum einkunnum fyrir gryfjuviðnám er Pitting Resistance Equivalent Number (PREN), reiknað sem %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N.

Heimild: PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N; dæmigerð meðal-samsetningargildi samkvæmt ASTM A240.

Í reynd þýðir þetta að 304 hentar vel í þurrt iðnaðarandrúmsloft, drykkjarhæft vatn og flest matvæli-snertiefni, á meðan 316 er staðalvalið fyrir útsetningu fyrir sjó, strandlofti, af-snertingu við salti og vinnslustrauma sem innihalda klóríð, súlföt eða þynntar sýrur.

Hönnuðir sem meta váhrif á landamærum - brakvatns, efnaskvettunarsvæða eða há-klóríðferlisvökva - ættu að framkvæma eða tilgreina tæringarprófanir á holum og rifum í samræmi við ASTM G48 frekar en að treysta á PREN eingöngu, þar sem PREN er gagnlegt skimunarverkfæri en tekur ekki tillit til raunverulegs yfirborðsástands, yfirborðshitastigs, suðu.

Eru 304 og 316 mismunandi hvað varðar vélræna eiginleika?

304 og 316 hafa í meginatriðum sömu lágmarks vélrænni eiginleika í glæðu ástandi, þannig að vélrænni styrkur er ekki aðgreiningaratriði fyrir val á einkunn.

Vegna þess að báðar flokkarnir eru austenítískir með svipað króm-nikkelinnihald, úthlutar ASTM A240 þeim sama lágmarks togstyrk, flæðistyrk og lengingarkröfur. Eini munurinn sem vitnað er í er aðeins hærri hámarks hörku fyrir 316.

Heimild: ASTM A240/A240M kröfur um vélrænar eignir, glóðað ástand.

Vegna þess að lágmarksstyrkleikagildin eru jöfn, koma útreikningar á veggþykkt og leyfilegum streitu samkvæmt ASME B31.3 í meginatriðum eins út fyrir báðar einkunnir við meðalhita. Hönnuðir ættu ekki að búast við styrkleika-ástæðu til að velja eina einkunn umfram aðra; ákvörðunin ætti að vera knúin áfram af tæringaráhrifum og kostnaði, sem næst.

Er verulegur kostnaðarmunur á milli 304 og 316?

316 ber venjulega 20–30% verðálag yfir 304, knúið áfram af hærra nikkelinnihaldi og viðbættum mólýbdeni, sem bæði eru verðlögð á óstöðugum alþjóðlegum hrávörumörkuðum.

Nikkel og mólýbden eru meðal dýrustu málmblöndunnar sem notaðir eru í ryðfríu stáli og báðir eru háðir verulegum verðsveiflum sem tengjast alþjóðlegri námuvinnslu, eftirspurn eftir ryðfríu verksmiðju og spákaupmennsku. Vegna þess að 316 inniheldur meira nikkel og bætir mólýbdeni ofan á efnafræði 304 er grunnefniskostnaður þess stöðugt hærri og það álag hefur tilhneigingu til að stækka enn frekar við verðhækkanir á nikkel eða mólýbdeni.

Fyrir lagnakerfi er mikilvægari samanburðurinn heildarlífferilskostnaður frekar en efniskostnaður einn og sér: að tilgreina 304 í klóríð-útsettu forriti til að spara fyrirfram efniskostnað leiðir oft til leka- sem knúin er til hola, ófyrirséðrar stöðvunar og ótímabæra pípuskipti, sem allt kostar mun meira en upphaflega 316 iðgjaldið hefði kostað.

Er munur á suðu- og smíðishegðun?

304 og 316 suðu og mynda nánast eins, en 316 fyllimálmur (ER316/316L) verður að nota til að varðveita tæringarþol yfir suðuna, og mælt er með lágum-kolefnis- eða stöðugum einkunnum þar sem hitameðhöndlun eftir-suðu er óframkvæmanleg.

Báðar einkunnir eru auðveldlega soðnar með GTAW, GMAW og SMAW ferlum og bregðast við köldu mótun á sama hátt, þar sem mótunarhegðun stjórnast fyrst og fremst af sameiginlegri austenítískri örbyggingu frekar en af ​​mólýbdeninnihaldi. Lykilatriðið í sambandi við framleiðslu beggja flokka er næmni: langvarandi útsetning á bilinu 425–870 gráður (800–1600 gráður F), eins og við fjöl-suðu, getur fellt út krómkarbíð við kornamörk og tæmt nærliggjandi fylki af krómi, sem skilur varma{6} viðkvæmt {6} viðkvæmt sýkt. Þess vegna tilgreina lagnaframleiðendur almennt lág-kolefnisafbrigðin - 304L og 316L - fyrir soðin lagnakerfi frekar en staðlaðar kolefnisflokkar.

Ættu hönnuðir að tilgreina 304L/316L í stað staðlaðs 304/316?

Já - fyrir öll soðið lagnakerfi eru lág-kolefni L-einkunnir (304L, 316L) sjálfgefið val, þar sem minnkað kolefnisinnihald þeirra þolir næmingu án þess að krefjast eftir-hitameðferðar með suðu.

304L (UNS S30403) og 316L (UNS S31603) kolefni með 0,030% í stað 0,08%, sem hægir nægilega á krómkarbíðútfellingu til að flestar pípusuður forðast skaðlega næmingu, jafnvel án -suðulausnargræðslu. Viðskiptin-eru hófleg lækkun á herbergis-hitastyrk miðað við staðlaðar einkunnir, sem ASME B31.3 leyfilegar streitutöflur gera nú þegar grein fyrir.

Vegna þess að kostnaðarmunurinn á stöðluðu og L-gæða röri er lítill miðað við framleiðslu- og skoðunarkostnað, eru flestar lagnaforskriftir fyrir vinnslu- og sjóþjónustu einfaldlega sjálfgefnar 316L, en staðall 316 er frátekinn fyrir íhluti sem verða lausnar-glöddir eftir suðu eða sem sjá hverfandi suðuhitainntak.

Hvaða forrit henta best fyrir 304 vs 316 rör?

304 stálpassar fyrir almennar iðnaðar-, byggingarlistar-, loftræsti- og matar-/drykkjarleiðslur í ferskvatni eða þurru umhverfi, en 316 er sjálfgefið fyrir sjávar-, úthafs-, efnavinnslu-, lyfja- og klóríð--útsett eða -ísingar- saltumhverfi.

Hvernig ættu hönnuðir lagnakerfis að velja á milli 304 og 316?

Veldu 316 hvenær sem leiðslukerfið kemst í snertingu við klóríð, sjó, af-ísingarsölt eða árásargjarn vinnsluefni; veldu 304 þegar umhverfið er þurrt, ferskvatn eða vægt ætandi og kostnaðarhagkvæmni er í fyrirrúmi.

Hagnýtur gátlisti fyrir lagnakerfishönnuði:

Þekkja vökvann og hvers kyns klóríðinnihald, þar með talið váhrif með hléum eins og hreinsun-á-efnum eða strandlofti.

Staðfestu notkunarhitastigssvið - tæringarþol fyrir báðar einkunnir lækka við hærra hitastig og hærra-málmblöndur gæti verið ábyrg fyrir yfir u.þ.b. 60 gráður (140 gráður F) í klóríðþjónustu.

Sjálfgefið er L-einkunn (304L/316L) fyrir allar lagnir sem krefjast svæðisuðu.

Vigtið 316 kostnaðarálagið á móti kostnaði við ófyrirséða niður í miðbæ, viðgerð á leka og skipti um pípu ef hola á sér stað.

Staðfestu einkunnaval miðað við gildandi lagnakóða (ASME B31.3) og hvers kyns verkefnis-sértæk efnislýsing áður en gengið er frá kaupupplýsingum.

Algengar spurningar

Sp.: Er hægt að nota 316 pípa hvar sem 304 pípa er tilgreind?

A: Já - 316 uppfyllir eða fer yfir vélrænni og almennri tæringargetu 304, svo það getur komið í stað 304 í nánast hvaða forriti sem er. Hið gagnstæða er ekki satt: 304 ætti ekki að koma í staðinn fyrir 316 í klóríð-útsettri þjónustu.

Sp.: Er 316 ryðfríu stáli segulmagnaðir?

A: Bæði 304 og 316 eru austenítísk og í meginatriðum ó-segulmagnaðir í glæðu ástandi, þó að kaldvinnsla geti valdið smá segulmagni í hvorum flokki sem er.

Sp.: Hver er munurinn á 316 og 316L?

A: 316L hefur lægra hámarks kolefnisinnihald (0,030% á móti. 0.08%), sem bætir viðnám gegn suðu-tengdri næmingu með litlum tilkostnaði í stofu-hitastyrk; tæringarþol gegn klóríðum er í meginatriðum það sama á milli tveggja.

Sp.: Ryðgar 316 ryðfríu stáli?

A: 316 getur samt tært við nægilega árásargjarnar aðstæður - háan klóríðstyrk, hækkað hitastig, lágt súrefni (sprungur) eða skemmd óvirk filma - en hún þolir þessar aðstæður verulega lengur en 304 vegna mólýbdeninnihalds þess.

Sp.: Hversu miklu meira kostar 316 pípa en 304 pípa?

A: 316 ber venjulega 20–30% verðálag yfir 304, knúið áfram af hærra nikkel- og viðbættu mólýbdeninnihaldi, þó nákvæmlega dreifingin sveiflast með nikkel- og mólýbdenmarkaðsverði.