كلاهما316 ل و 321عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي يحتوي تقريبًا على نفس محتوى الكروم (16-18٪) والنيكل (10-14٪). الفرق يأتي إلى إضافة واحدة لكل منهما:
316L يحتوي على 2.0-3.0% من الموليبدينوم. هذا الموليبدينوم هو ما يمنح 316L مقاومته للتآكل والشقوق في بيئات الكلوريد. وهذا أيضًا ما يجعل 316L أغلى من 321 في معظم الأسواق.
321 يحتوي على التيتانيوم، مضافًا بحد أدنى 5xC% (محتوى الكربون). يربط التيتانيوم الكربون على شكل كربيد التيتانيوم، مما يمنع ترسيب كربيد الكروم عند حدود الحبوب عندما يتم تسخين المعدن بين 425 و900 درجة مئوية. وهذا ما يسمى التثبيت، وهو السبب في أن 321 يمكن أن يعمل في درجات حرارة حيث يبدأ 316L، حتى في شكله المنخفض-من الكربون، في النضال.
نماذج المنتجات
بار ورود
لوحة ورقة
لفائف وقطاع
الأنابيب والأنابيب
المناسب: شفة، نقطة الإنطلاق، الكوع، المخفض الخ.
تزوير: حلقة، رمح، دائرة، كتلة الخ.
| عنصر | 316L (%) | 321 (%) |
|---|---|---|
| الكروم | 16.0 - 18.0 | 17.0 - 19.0 |
| النيكل | 10.0 - 14.0 | 9.0 - 12.0 |
| الموليبدينوم | 2.0 - 3.0 | -- |
| التيتانيوم | -- | 5 × درجة مئوية دقيقة، 0.70 كحد أقصى |
| الكربون | 0.035 كحد أقصى | 0.08 كحد أقصى |
| المنغنيز | 2.00 كحد أقصى | 2.00 كحد أقصى |
| السيليكون | 0.75 كحد أقصى | 0.75 كحد أقصى |
| الفوسفور | 0.045 كحد أقصى | 0.045 كحد أقصى |
| الكبريت | 0.030 كحد أقصى | 0.030 كحد أقصى |
مقاومة التآكل: حيث يحصل 316L على قسطه
إذا كانت بيئة الخدمة الخاصة بك تحتوي على كلوريدات، فإن 316L هو الخيار الأفضل. يرفع محتوى الموليبدينوم الرقم المكافئ لمقاومة التنقر (PREN) إلى حوالي 22-25، مقارنة بحوالي 17-19 لـ 321. ومن الناحية العملية، يعني هذا أن 316L يقاوم التنقر في مياه البحر، والمياه قليلة الملوحة، وتيارات العمليات الحاملة للكلوريد حيث يبدأ 321 في إظهار هجوم موضعي.
تحكي درجة حرارة التنقر الحرجة (CPT) القصة بالأرقام. في محلول كلوريد الصوديوم القياسي بنسبة 3.5% وفقًا لمعيار ASTM G150،316Lيُظهر عادةً CPT حوالي 25-30 درجة مئوية. بالنسبة لـ 321، فإن CPT أقرب إلى 15-20 درجة. في مياه بحر الخليج الحقيقية عند 35 درجة مئوية وملوحة عالية، لا تعتبر أي من الدرجات مثالية للاتصال المباشر بمياه البحر (حيث تأتي درجات الطباعة المزدوجة الفائقة مثل SAF 2507 أو 254 SMO)، ولكن 316L سوف ينجو من منطقة الرش والتعرض الجوي لفترة أطول بكثير من 321.
يعتبر تكسير التآكل الإجهادي (SCC) هو وضع الفشل الآخر الجدير بالذكر. كلا الدرجتين عرضة للكلوريد SCC فوق 60 درجة مئوية في الكلوريد -البيئات الحاملة. 316L ولا يتفوق بشكل ملحوظ على 321 هنا. إذا كانت درجة حرارة الخدمة الخاصة بك أعلى من 60 درجة في بيئة الكلوريد ولا يمكنك التخلص من الكلوريدات، فيجب أن تبحث عن درجات دوبلكس أو أوستنيتي فائقة، وليس الاختيار بين هذين النوعين.
أين321يحمل نفسه في البيئات الحمضية المؤكسدة عند درجات حرارة مرتفعة. حمض الكبريتيك بتركيزات معتدلة، وخدمة حمض النيتريك، وبعض تيارات العمليات البتروكيماوية حيث تمثل درجة الحرارة التحدي الأساسي بدلاً من هجوم الكلوريد. يمنع تثبيت التيتانيوم التآكل بين الحبيبات في المناطق المتأثرة بالحرارة-بعد اللحام، وهو أمر مهم في الخدمة الحمضية حيث يكون الهجوم على حدود الحبوب هو آلية الفشل الأساسية.
أداء درجات الحرارة العالية-: حالة 321
هذا هو المكان الذي تتمتع فيه 321 بميزة حقيقية وقابلة للقياس. يسمح كود ASME للغلايات وأوعية الضغط (القسم الثامن، القسم 1) لـ 321 بدرجات حرارة خدمة تصل إلى 816 درجة مئوية. بالنسبة إلى 316L، يبلغ حد الكود في الخدمة المستمرة حوالي 450 درجة مئوية، على الرغم من أن الخدمة المتقطعة إلى 425 درجة شائعة.
والسبب هو هطول كربيد. حتى مع المحتوى المنخفض من الكربون لـ 316L، فإن التعرض لفترات طويلة فوق 425 درجة يسمح بتكوين كربيدات الكروم عند حدود الحبوب، مما يؤدي إلى استنفاد المناطق المجاورة للكروم وإنشاء مسار للتآكل بين الحبيبات عندما يتعرض المعدن لاحقًا للوسائط المسببة للتآكل. يمنع التيتانيوم الموجود في 321 ذلك عن طريق تكوين كربيد التيتانيوم بشكل تفضيلي، مما يترك الكروم في المحلول.
التطبيقات الحقيقية حيث 321 هو المكالمة الصحيحة:
- أنظمة العادم والمشعبات تعمل على درجة حرارة 600-800 درجة
- أنابيب المبادلات الحرارية في وحدات التكسير الحفزي
- مكونات الفرن وتجميعات الأنابيب المشعة
- وصلات التمدد والمنافخ في القنوات ذات درجات الحرارة المرتفعة-.
- مكونات عادم الفضاء الجوي والحارق اللاحق
اللحام والتصنيع: 316L أكثر تسامحًا
كلا الصفين قابلان للحام بالطرق الأوستنيتي القياسية: GTAW (TIG)، GMAW (MIG)، SMAW (العصا)، وSAW. لكن تجربة التصنيع مختلفة.
316L هي الدرجة الأسهل للعمل بها في المتجر أو الميدان. المحتوى المنخفض من الكربون يعني أنه يمكنك لحامه دون القلق بشأن التحسس في المنطقة المتأثرة بالحرارة-، ولا تحتاج إلى التلدين بمحلول ما بعد اللحام لاستعادة مقاومة التآكل. يعد اختيار معدن الحشو أمرًا مباشرًا: ER316L لمعظم التطبيقات، أو ER316LSi إذا كنت تريد ترطيبًا أفضل وشكل حبة أكثر سلاسة.
321 يتطلب المزيد من الاهتمام. يؤثر التيتانيوم الذي يعمل على تثبيت الدرجة أيضًا على حوض اللحام. يتمتع التيتانيوم بقدرة عالية على الارتباط بالأكسجين، وفي حوض اللحام المنصهر يمكن أن يشكل شوائب من أكسيد التيتانيوم التي تظهر على شكل عيوب مثل الخبث- إذا لم تكن تغطية الغاز التدريع محكمة. يتم استخدام حشو ER347 (النيوبيوم-المثبت) بشكل شائع بدلاً من ER321 لهذا السبب. يوفر النيوبيوم نفس وظيفة التثبيت دون صعوبات اللحام التي يقدمها التيتانيوم.
بالنسبة للحام الأنابيب من -إلى-الأنابيب وفقًا لمعايير ASME B16.9، يتم لحام كلا الدرجتين بشكل جيد من خلال الإجراءات المناسبة. تظهر المشكلة أكثر في عمليات اللحام المعقدة ذات الممرات المتعددة، أو تكوينات المفاصل الضيقة، أو اللحام الميداني حيث تكون الرياح والتلوث من العوامل. إذا كان التصنيع الخاص بك يتضمن الكثير من اللحام الموضعي أو العمل في الموقع، فإن 316L سوف يسبب لعمال اللحام لديك مشاكل أقل.
قابلية التشكيل متشابهة بين الدرجتين. يمكن ثنيهما وتوسيعهما وتوسيعهما باستخدام تقنيات التشكيل الأوستنيتي القياسية. 321 وقد يكون من الصعب قليلاً تبريدهما-بسبب جزيئات كربونيتريد التيتانيوم التي تزيد من معدلات تصلب العمل، ولكن الفرق بسيط بالنسبة لمعظم تطبيقات الأنابيب والوصلات.
بالنسبة لتركيبات اللحام التناكبي- (المرفقين، والمحملات، ومخفضات السرعة حسب ASME B16.9 وB16.28)، يتوفر كلا الدرجتين لدى معظم موزعي المخزون. ومع ذلك، من المرجح أن تكون تجهيزات 316L متوفرة في المخزون، بينما قد يلزم طلب تجهيزات 321 خلال فترة زمنية أطول، خاصة في الأحجام الأكبر أو-الجداول الزمنية غير القياسية.
| مواصفة | 316L | 321 |
|---|---|---|
| ASTM/ASME (الولايات المتحدة) | A312 TP316L / A403 WP316L / A182 F316L | A312 TP321 / A403 WP321 / A182 F321 |
| EN (أوروبا) | 1.4404 | 1.4541 |
| جيس (اليابان) | SUS316L | SUS321 |
| غوست (روسيا/رابطة الدول المستقلة) | 03Ch17N14M2 | 08Ch18N10T |
| جيجابايت (الصين) | 022Cr17Ni12Mo2 | 06Cr18Ni11Ti |
نصائح المشتريات التي توفر المال وتجنب المشاكل
تحقق من شهادة اختبار المطحنة لمحتوى التيتانيوم في 321 طلبًا.تنتج بعض المطاحن 321 مع التيتانيوم كحد أدنى (5 × كربون). إذا كان الكربون عند الحد الأعلى للنطاق (0.06-0.08%)، فيجب أن يكون التيتانيوم على الأقل 0.30-0.40%. إذا كان التيتانيوم هامشيًا وكان الكربون مرتفعًا، فقد لا يكون التثبيت فعالاً. اطلب الحساب: يجب أن يكون Ti / (4 x C) أكبر من 1.0 لتحقيق الاستقرار الكامل.
تحديد حالة التسليم.عادةً ما يتم توفير الأنابيب 316L في المحلول-المُلدن في حالة التلدين. 321 ويمكن توفيره ملدنًا أو مثبتًا-ملدنًا. تعمل حالة التلدين المستقرة (الثبات عند درجة حرارة 900-950 درجة لمدة 1-2 ساعة) على زيادة تكوين كربيد التيتانيوم إلى الحد الأقصى وتحسين مقاومة التآكل بين الحبيبات. إذا كان التطبيق الخاص بك يتضمن اللحام متبوعًا بخدمة التآكل، فحدد التلدين المستقر.
لا تفترض أن 316L و321 قابلان للتبديل للتطبيقات المتوافقة مع التعليمات البرمجية-.إذا تم إجراء التصميم لـ 316L (مع الضغوط المحددة المسموح بها وفقًا لقسم ASME II، الجزء د)، فإن استبدال 321 يتطلب إعادة -التحقق من قيم الإجهاد المسموح بها عند درجة حرارة التصميم. عند 400 درجة، 321 لديه ضغط مسموح به أقل قليلاً من 316L. عند 600 درجة، يكون 321 أعلى لأن 316L ليس رمزًا -مصنفًا عند درجة الحرارة تلك على الإطلاق.
بالنسبة لتركيبات اللحام المؤخرة-، تحقق من علامة الدرجة.يجب أن يتم وضع علامة على التركيبات بالدرجة ورقم الحرارة ورمز الشركة المصنعة وفقًا لمعيار ASME B16.9. تبدو تركيبات WP316L وWP321 متطابقة. إذا كان المستودع الخاص بك يخزن كليهما، فإن الترميز اللوني أو التخزين المنفصل أمر ضروري. لقد رأينا مشاريع تم فيها تركيب 321 قطعة تركيب في نظام 316L والعكس، ولم يتم اكتشافها إلا عندما فشلت الدرجة الخاطئة قبل الأوان.
طلب مواد إضافية لـ 321 مشروعًا.نظرًا لأن مخزون 321 أقل شيوعًا، فإن إعادة طلب كمية صغيرة في منتصف -المشروع يمكن أن يعني انتظارًا لمدة 6-أسابيع. اطلب 5-10% إضافية، خاصة للأحجام أو الجداول الزمنية غير القياسية. إن التكلفة الدفترية للفائض 321 أقل من المخاطر المجدولة للنقص.
خاتمة
نادرًا ما يكون الاختيار بين 316L و321 أمرًا صعبًا بمجرد تحديد شروط الخدمة بوضوح. والمشكلة هي أن العديد من المشترين يتخذون القرار دون وصف البيئة بشكل كامل، فيلجأون إلى الدرجة التي استخدموها دائمًا. هذا يعمل حتى لا يحدث ذلك.
إذا كنت تحدد أنبوبًا لمشروع جديد، فاقضِ الوقت في توثيق درجة حرارة التشغيل، والتعرض للكلوريد، وتركيز الحمض، وعمر التصميم. ستخبرك هذه المعلمات الأربع بالدرجة التي تحتاجها بشكل أكثر موثوقية من أي جدول مقارنة. وإذا كنت بحاجة إلى مساعدة في الحصول على أي من الفئتين، مع شهادات المطاحن الكاملة والشحن العالمي، فإننا نوفر كلاً من 316L و321 في أشكال ملحومة وغير ملحومة، إلى جانب تركيبات اللحام التناكبي-والفلنجات المطابقة لكل ASME B16.9 وB16.11 وB16.5.
