317L á móti 316L ryðfríu stáli: Þegar auka mólýbden gerir gæfumuninn í holuþol

316L stáler mest notaða ryðfría stálið í ætandi þjónustu, og ekki að ástæðulausu: það suðu auðveldlega, þolir almenna tæringu og kostar minna en flestar hærri málmblöndur. En það er bilunarhamur þar sem 316L hleypir verkfræðingum hljóðlega niður - gryfjutæringu í klóríð-ríku umhverfi. Sjór, brakandi kælivatn, vegasalt, vinnslupækil og jafnvel raki við ströndina geta allt valdið því að 316L myndar örsmáar, djúpar gryfjur sem ganga í gegnum málmvegginn og valda leka - oft án sýnilegrar viðvörunar.

317L er til fyrir nákvæmlega þetta ástand. Allur munurinn á 316L og 317L kemur niður á einu frumefni: mólýbden. 316L inniheldur 2-3% mólýbden; 317L inniheldur 3-4%. Þetta auka 1% mólýbden, ásamt örlítið meira krómi (18-20% á móti 16-18%), eykur gryfjuþol málmblöndunnar um u.þ.b. 25% - nóg til að þýða muninn á varmaskipti sem endist í 3 ár og einum sem endist í 15. "L" í báðum flokkum þýðir "Lágt kolefni jafnt og 0%" (svo vel). næmingu.

Ef 316L íhluturinn þinn mun sjá klóríðjónir (Cl⁻) - sérstaklega hlý eða súr klóríð - og hola er bilunarhamurinn sem þú hefur áhyggjur af skaltu uppfæra í 317L. 15-30% kostnaðarálagið kaupir þér um það bil 25% meiri holuþol, sem er ódýr trygging gegn klóríðholabilun. Ef umhverfið hefur engin klóríð er 316L venjulega nóg og hagkvæmara. Í stuttu máli: 316L er sjálfgefið, 317L er klóríðuppfærsla.

Efnasamsetning

316L og 317L deila sama austenítíska basanum og sama ofur-lága kolefninu (minna en eða jafnt og 0,03%), en eru mismunandi í þremur málmblöndurþáttum: mólýbden (2-3% á móti 3-4%), króm (16-18% á móti 18-10%) og-18-2% á móti 18-2% (18-2%) 11-15%). Auka mólýbdenið er afgerandi munurinn - það er frumefnið sem þolir gryfju- og sprungutæringu í klóríðumhverfi. Allt annað um þessar tvær einkunnir er í meginatriðum það sama.

Báðar flokkarnir tilheyra 300-röð austenítískum ryðfríu stáli fjölskyldunni og bera „L“ viðskeytið, sem þýðir „Lágt kolefni“ (minna en eða jafnt og 0,03%) fyrir hámarksþol gegn suðunæmi. Mólýbden er skilgreiningarefni málmblöndunnar sem aðskilur 316/317 fjölskylduna frá venjulegu 304. Í 316L er mólýbden á bilinu 2% til 3%. Í 317L er það á bilinu 3% til 4%. Þetta er þýðingarmikið stökk: mólýbden er dýrt og öflugt, og að fara úr ~2,5% í ~3,5% mólýbden er það sem umbreytir 316L í "marine-grade" málmblöndu.

Hvers vegna mólýbden þolir gryfju - Vísindin á látlausu máli

Mólýbden þolir gryfju vegna þess að það gerir verndandi krómoxíðfilmu á stályfirborðinu sterkari og sjálfvirkari-viðgerð. Þegar klóríðjón ræðst á veikan punkt í filmunni hvarfast mólýbdenið í málmblöndunni við vatn og myndar mólýbdöt, sem endur-plástra skemmdu filmuna. Meira mólýbden=hraðari og fullkomnari sjálf-viðgerð=færri holur sem vaxa í leka. Þetta er ástæða þess að holaþol ryðfríu stáli vog nánast beint með mólýbdeninnihaldi.

Ryðfrítt stál þolir tæringu vegna ósýnilegrar,-sjálfgræðandi krómoxíðfilmu (Cr₂O₃) sem myndast á yfirborði þess í nærveru súrefnis. Þessi filma er aðeins nokkra nanómetra þykk - þúsund sinnum þynnri en mannshár - en samt sem áður er það það sem gerir ryðfríu stáli "ryðfríu". Vandamálið er að klóríðjónir eru árásargjarnir filmu-brjótar. Klóríðjón getur slegið í gegnum oxíðfilmuna á smásæjum veikanum punkti (súlfíðinnihald, rispur, kornamörk) og ráðist á beina málminn undir.

Þegar hola byrjar er það sjálf-hröðun: Inni í holunni verður súrt og súrefni-svelt, sem kemur í veg fyrir að filman endurmyndist- á meðan málmurinn í kring er óvirkur. Þetta myndar örlítinn galvanískan klefa - smárafhlöðu - þar sem innri hola er rafskautið (tærist hratt) og yfirborðið í kring er bakskautið (varið). Niðurstaðan er þröng, djúp hola sem getur farið í gegnum alla veggþykktina á meðan restin af yfirborðinu lítur út fyrir að vera ósnortin. Piping er hættuleg einmitt vegna þess að hún er staðbundin: pípa getur misst 0,01% af heildarþyngd sinni vegna tæringar en bilað algjörlega úr einni gegnum-vegggryfju.

Mólýbden truflar þetta ferli. Mólýbdenið í málmblöndunni leysist upp í holulausninni og hjálpar til við að endur-virkja málmyfirborðið og mynda mólýbdatsambönd sem stoppa árásina og leyfa oxíðfilmunni að endur-myndast. Hærra mólýbden þýðir að málmblendin getur lagað filmuskemmdir hraðar en klóríðin geta brotið það. Þetta er ástæðan fyrir því að 317L, með ~3,5% mólýbdeni, þolir gryfju verulega betur en 316L með ~2,5%.

PREN - Talan sem mælir holuþol

PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) er staðlaða leiðin til að raða ryðfríu stáli fyrir holuþol: PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N. 316L hefur PREN um það bil 24-26; 317L hefur PREN um það bil 29-31. Þessi 5 punkta bil táknar raunverulega, mælanlega framför í viðnám gegn klóríð gryfju - og það er nánast eingöngu vegna 1% auka mólýbdensins.

PREN formúlan er fljótlegt skimunartæki, ekki trygging. Það segir þér, í einni tölu, hvort einkunn sé hæfilegur kandídat fyrir tiltekið klóríðumhverfi. Sem þumalputtaregla: PREN undir 20 er óhentugt fyrir neina þýðingarmikla útsetningu fyrir klóríði; PREN 20-30 meðhöndlar væg til miðlungsmikil klóríð (brak vatn, létt sjóskvett); PREN 30-40 meðhöndlar árásargjarn klóríð (dýfa í sjó, heitt saltvatn); PREN yfir 40 er nauðsynlegt fyrir alvarlega þjónustu (heitur sjór, bleikja, súr klóríð). Taktu eftir hvar 316L og 317L falla: 316L situr nálægt botni "hóflega" bandsins, á meðan 317L nær efst á því - þýðingarmikið skref upp, þó enn fyrir neðan sannar málmblöndur í sjó.

Tæringarþol

Í umhverfi sem inniheldur klóríð- er 317L mun ónæmari fyrir gryfju- og sprungutæringu en 316L. Mikilvæga gryfjuhitastigið (CPT) 317L er um það bil 25-35 gráður á móti 15-20 gráður fyrir 316L - sem þýðir að 317L þolir klóríðlausnir 10-15 gráður heitari áður en gryfjun hefst. Fyrir sprungutæringu er bilið svipað: 317L lifir við klóríðskilyrði sem myndu fljótt riftæra 316L, sérstaklega undir þéttingum, útfellingum og festingum.

Pitting tæring er staðbundin árás sem framleiðir lítil, djúp göt á annars sléttu yfirborði. Sprungutæring er náinn frændi hans: árás sem á sér stað í þröngum eyðum - undir þéttingum, skífum, boltahausum, suðugoss, sjávarvöxtum eða uppsöfnuðum útfellingum - þar sem umhverfið verður staðnað, súrefnis-tæmt og súrnað. Sprungutæring er almennt árásargjarnari en hola vegna þess að rúmfræði sprungunnar fangar klóríð og sýru en útilokar súrefnið sem þarf til að gera við hlífðarfilmuna.

Báðar bilunarstillingarnar einkennast af mikilvægu hitastigi: undir CPT (kritískt holahitastig) eða CCT (kritískt sprunguhitastig), þolir málmblönduna árás; fyrir ofan það, árás hefst og breiða út. Þetta hitastig er mælt með stöðluðum prófum (ASTM G48) í járnklóríðlausn. CPT 316L er venjulega um 15-20 gráður, en 317L prófar um 25-35 gráður. Þessi 10-15 gráðu munur er mjög marktækur í reynd: það er munurinn á varmaskipti sem lifir af hitabeltissjó og þeim sem fellur innan nokkurra mánaða.

Brennisteins- og fosfórsýra - Annar kostur 317L

Fyrir utan gryfjuna er 317L einnig betri en 316L í að draga úr sýrum -, sérstaklega brennisteins- og fosfórsýru - vegna þess að hærra mólýbden-, króm- og nikkelinnihald þess bætir viðnám gegn afoxandi (súrefnis-svelti) aðstæðum sem finnast í þessum sýrum. Þess vegna er 317L hefðbundið efni fyrir uppgufunartæki fyrir fosfórsýru, fitusýruvinnslu og meðhöndlun brennisteinssýru í efna- og matvælaiðnaði.

Þetta er mikilvægur punktur sem margir verkfræðingar líta framhjá: 317L er ekki bara „holaþolnara-316L“ - heldur er það líka ónæmari fyrir ákveðnum sýrum. Brennisteinssýra (H₂SO₄) og fosfórsýra (H₃PO₄) eru afoxandi sýrur, sem þýðir að þær ráðast á málminn þar sem súrefni er af skornum skammti - inni í sýrunni sjálfri - frekar en á súrefnisríka yfirborðinu. Hærra króm (18-20%), mólýbden (3-4%) og nikkel (11-15%) í 317L gefa því betri viðnám gegn þessum afoxunarskilyrðum en 316L.

Klassíska dæmið er fosfórsýruframleiðsla og uppgufun. Fosfórsýra í blautri-ferli inniheldur klóríð og flúoríð sem myndu hola 316L, þannig að 317L er staðlað efni fyrir uppgufunarrör, hitara og dælur í þessari þjónustu. Á sama hátt, í fitusýruvinnslu (matarolíur, sápur, þvottaefni), þolir 317L heitar súr aðstæður betur en 316L. Ef umsókn þín felur í sér brennisteins- eða fosfórsýru - jafnvel í hóflegum styrk - 317 er L öruggari kosturinn.

Almenn tæring

Fyrir almenna (samræmda) tæringu í ó-klóríði, ó-súru umhverfi - í andrúmslofti, virka ferskvatn, mildar lífrænar sýrur í matvælum - 316L og 317L í meginatriðum eins, vegna þess að almenn tæringarþol stjórnast aðallega af króminnihaldi, sem er nálægt í báðum flokkum. Iðgjaldið fyrir 317L kaupir þér ekkert í þessu milda umhverfi, þess vegna er 316L áfram hagkvæmt sjálfgefið fyrir almenna-ætandi þjónustu.

Þetta er mikilvæg mótvægi við 317L kostinn: hann er ekki almennt betri. Í umhverfi án klóríða eða afoxandi sýra er auka mólýbdenið í 317L sóað og þú borgar 15-30% meira fyrir tæringarþol sem þú munt aldrei nota. Fyrir matvælavinnslu án pækils, lyfjabúnaðar, byggingarfræðilegra nota og almenna meðhöndlun efna sem er klóríðlaus er 316L rétti, hagkvæmur kosturinn. Hæfni í efnisvali er að vita hvenær klóríð- eða sýruógnin er nógu raunveruleg til að réttlæta 317L uppfærsluna.

Vélrænir eiginleikar

317L er örlítið sterkari en 316L við stofuhita: Lágmarks togstyrkur hans er 515 MPa (75 ksi) á móti 485 MPa (70 ksi) fyrir 316L, og lágmarks ávöxtunarstyrkur hans er 205 MPa (30 ksi) á móti 170 MPa (25 ksi). Þessi 6-20% styrkleiki kemur frá hærra króm-, mólýbden- og köfnunarefnisinnihaldi - en það er minniháttar þáttur, ekki ástæða til að velja 317L. Ákvörðunin um að nota 317L er knúin áfram af tæringarþol, ekki styrk.

Formhæfni og vinnanleiki

Báðar einkunnir eru að fullu austenítískar og mjög mótanlegar, suðuhæfar og sveigjanlegar. 317L er örlítið erfiðara að kalda-en 316L vegna hærra málmblendis (það vinnur-harðnar aðeins hraðar), en munurinn er lítill í reynd. Fyrir vinnslu eru báðar einkunnir svipaðar, þó að hærra álinnihald 317L dregur aðeins úr vinnsluhæfni. Hvorug tegundin er hertanleg með hitameðhöndlun - þau eru aðeins hert með köldu vinnu.

Hagnýt athugasemd fyrir framleiðendur: Vegna þess að 317L inniheldur meira mólýbden, króm og nikkel, harðnar það- nokkuð hraðar en 316L við kalda mótun og vinnslu. Þetta þýðir aðeins tíðari verkfæraskipti og aðeins stærri beygjuradíus gæti þurft. Hins vegar, fyrir yfirgnæfandi meirihluta notkunar, - er pípa, festingar, flansar, plata og blað - 317L framleidd með nánast sömu auðveldum hætti og 316L með því að nota venjulega ryðfríu stáli.

[Heimild] ASTM A240/A240M - staðalforskrift fyrir króm og króm-Nikkel ryðfríu stáli plötu, lak og ræmur.

Soða - Bæði soðið hreint, en passa við fyllimálminn

Bæði 316L og 317L eru L-flokkar með minna en eða jafnt og 0,03% kolefnis, þannig að bæði suða hreint án hitameðhöndlunar eftir-suðu og standast næmi í -soðið ástandi. Lykilreglan er val á fylliefni: fyrir 317L samskeyti, notaðu ER317L fylliefni (AWS A5.9) svo suðumálmurinn passi við hærra mólýbdeninnihald grunnmálmsins. Með því að nota 316L fylliefni í 317L samskeyti myndast lægra-PREN suðusvæði - sem er hugsanlegur veikur punktur í klóríðþjónustu.

The Filler Metal Trap

Þegar soðið er 317L - eða sameinað 316L við 317L - notaðu ER317L fyllimálm. Suðumálmurinn verður að innihalda að minnsta kosti jafn mikið mólýbden og tæringarþolnari grunnmálmurinn. Ef þú soðir 317L með ER316L fylliefni, verður suðustrengurinn veiki punkturinn fyrir tæringu og mun grafa undan 317L í kring - og vinna gegn öllum tilgangi þess að tilgreina 317L.

Þetta eru algeng og dýr mistök á þessu sviði. Framleiðandi sem er vanur að suða 316L gæti sjálfkrafa náð í ER316L fylliefni. Þegar samskeytin eru í raun og veru 317L (eða 316L-til-317L), endar suðumálmurinn sem settur er út með aðeins ~2,5% mólýbden, en grunnmálmurinn hefur ~3,5%. Í klóríðumhverfi verður suðuperlan - með neðri PREN - fyrsti staðurinn til að hola. Niðurstaðan er suðu sem mistekst vegna tæringar á nákvæmlega þeim stað þar sem aukakostnaður 317L átti að veita vernd. Tilgreinið og staðfestið alltaf ER317L fylliefni fyrir 317L vinnu.

[Heimild] AWS A5.9/A5.9M - Forskrift fyrir suðu rafskaut og stangir úr berum ryðfríu stáli.

Algengar spurningar

Sp.: Hver er munurinn á 316L og 317L?

A: Munurinn er mólýbden og króminnihald. 316L hefur 2-3% mólýbden og 16-18% króm; 317L hefur 3-4% mólýbden og 18-20% króm. Báðir hafa minna en eða jafnt og 0,03% kolefnis. Auka mólýbdenið í 317L gefur því um það bil 25% meira viðnám gegn gryfju- og sprungutæringu í klóríðumhverfi, auk betri mótstöðu gegn afoxandi sýrum eins og brennisteins- og fosfórsýru.

Sp.: Hvenær ætti ég að nota 317L í stað 316L?

A: Notaðu 317L þegar umhverfið inniheldur klóríð (sjór, brakvatn, saltvatn, bleikja) eða afoxandi sýrur (brennisteins-, fosfór-, fitusýrur) sem myndu valda því að 316L myndi hola eða tærast. Dæmigert notkun: brennisteinshreinsunarhreinsiefni fyrir útblásturslofttegundir, uppgufunartæki fyrir fosfórsýru, fitusýruvinnsla, kvoða- og pappírsbleiking og sjóvarmaskipti. Ef umhverfið hefur engin klóríð eða afoxandi sýrur er 316L nóg og ódýrara.

Sp.: Er 317L dýrari en 316L?

A: Já, 317L kostar venjulega 15-30% meira en 316L vegna þess að það inniheldur meira mólýbden, króm og nikkel - allt dýrt málmblöndurefni. Iðgjaldið er réttlætanlegt þegar það kemur í veg fyrir tæringarbilun í holum, sem myndi kosta miklu meira en efnisuppfærsluna. Í klóríðlausu umhverfi er iðgjaldið sóað og 316L er betra gildi.

Sp.: Hvað er PREN?

A: PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) er formúla sem áætlar holuþol: PREN=%Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N. Hærra er betra. 316L hefur PREN upp á ~24-26; 317L hefur ~29-31. Í grófum dráttum þarf PREN yfir 32 fyrir sjóþjónustu og yfir 40 fyrir alvarlega klóríðþjónustu. 317L, við ~30, er þýðingarmikið skref fyrir ofan 316L en samt undir alvöru málmblöndur í sjó eins og 904L og ofur tvíhliða.

Sp.: Er hægt að soða 317L?

A: Já, 317L suðu auðveldlega og, eins og 316L, þarfnast ekki hitameðhöndlunar eftir -suðu vegna þess að það er minna en eða jafnt og 0,03% kolefnis. Lykilreglan er að nota ER317L fyllimálm (AWS A5.9) þannig að suðumálmurinn passi við hærra mólýbdeninnihald grunnmálmsins. Með því að nota 316L fylliefni í 317L samskeyti myndast lægri-PREN suðuperla sem mun grafa undan málmnum í kring í klóríðþjónustu.

Sp.: Er 317L gott fyrir sjó?

A: 317L is better than 316L in seawater, but it is not the ultimate seawater material. For continuous seawater immersion at ambient temperature, 317L performs reasonably well. For warm seawater (>30 gráður), mikið-flæðissjór eða sprunguskilyrði, íhugaðu hærri málmblöndur: 904L, 254 SMO (S31254), super duplex 2507, eða 6Mo ofur austenitics. 316L er almennt ekki mælt með fyrir sjódýfingu vegna þess að það mun hola.

Sp.: 316L vs 317L vs 904L - hvernig vel ég?

A: Notaðu 316L fyrir almenna ætandi þjónustu án klóríða eða afoxandi sýru (matvæla, lyfja, byggingarlistar). Notaðu 317L fyrir miðlungs klóríð eða afoxandi-sýruþjónustu (brakvatn, FGD, fosfórsýra). Notaðu 904L fyrir árásargjarna klóríðþjónustu (sjódýfing, heit klóríð) þar sem 317L er ekki alveg nóg. Hvert skref upp bætir við mólýbdeni og tæringarþol en kostar líka - veldu lægstu einkunn sem uppfyllir tæringarkröfur þínar.

Sp.: Hvernig staðfesti ég að ég taki við 317L en ekki 316L?

A: Athugaðu efnisprófunarskýrsluna (MTR): 317L verður að sýna mólýbden 3,00-4,00%, króm 18,0-20,0% og nikkel 11,0-15,0%. Handheld XRF (PMI) getur greint 317L frá 316L vegna þess að það greinir hærra mólýbdeninnihald - ólíkt kolefni er mólýbden greinanlegt með XRF. Þetta gerir vettvangssannprófun á 317L tiltölulega einfalt. Biðjið um EN 10204 tegund 3.1 vottorð til að staðfesta efnafræðina.