تفاوت بین اتصالات استیل زنگ نزن سری 300

استیل های زنگ نزن آستنیتی سری 300 مجموعه ای از آلیاژهای کروم نیکل بر پایه آهن هستند که برای مقاومت در برابر خوردگی طراحی شده اند. این امر در ترکیب با شکل پذیری عالی، مقاومت در برابر سایش و استحکام در دما، آنها را به مصالح ساختمانی رایج در سیستم های لوله کشی تبدیل می کند.تفاوت بین آلیاژها جزئی اما عمدی است. در حالی که می توان آنها را به جای یکدیگر در بسیاری از برنامه ها مورد استفاده قرار داد، گاهی اوقات یک راه حل ایده آل وجود دارد. تعویض در چنین شرایطی می تواند به معنای به خطر افتادن عمر مفید باشد.

مقاومت در برابر خوردگی

از آنجایی که مقاومت در برابر خوردگی یکی از دلایل اصلی انتخاب کاربران نهایی برای شیلنگ فلزی است، رسانه های کاربردی معمولاً انتخاب آلیاژ را هدایت می کنند. 304 اغلب استفاده می شود زیرا مقرون به صرفه ترین گزینه است، اگرچه 321 و 316 به ویژه مقاومت در برابر خوردگی بهتری دارند. 

Braid معمولاً 304L است زیرا در تماس با رسانه جریان نخواهد بود، اگرچه 316L یک گزینه است اگر برنامه در یک محیط خورنده باشد - مانند داخل، روی یا نزدیک اقیانوس - یا اگر بیرون شیلنگ در معرض خوردگی باشد. رسانه ها از طریق چکه، اسپری، روان آب و غیره

برای کاربردهای خاص خورنده، خواص مقاوم در برابر خوردگی برتر را می توان در میان آلیاژهای نیکل بالاتر مانند Monel® 400 و Hastelloy® C276 یافت.

استیل های زنگ نزن سری 300: ترکیب شیمیایی

نمودار زیر ترکیب شیمیایی رایج ترین استیل های زنگ نزن سری 300 مورد استفاده در صنعت شیلنگ فلزی را نشان می دهد. ارقام واحد به معنای حداکثر درصد مجاز تحت الزامات ASTM 240 است.

304 304L 316 316L 321

کروم 18% – 20% 18% – 20% 16% – 18% 16% – 18% 17% – 19%

نیکل 8% – 10.5% 8% – 12% 10% – 14% 10% – 14% 9% – 12%

مولیبدن 2% – 3% 2% – 3%

کربن 0.08% 0.03% 0.08% 0.03% 0.08%

منگنز 2% 2% 2% 2% 2%

فسفر 0.045% 0.045% 0.045% 0.045% 0.045%

گوگرد 0.03% 0.03% 0.03% 0.03% 0.03%

سیلیکون .75% .75% .75% .75% .75%

تیتانیوم 5 x (C + N) دقیقه - 0.70٪

نیتروژن 0.1% 0.1% 0.1% 0.1% 0.1%

Iron Balance Balance Balance Balance

وقتی صحبت از مقاومت در برابر خوردگی می شود، 304 خط پایه در نظر گرفته می شود. اجزای مختلف آلیاژی به گریدهای 321 و 316 برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی اضافه شده است.

در مورد 304L و 316L، کربن خارج شده است. "L" مخفف "کم کربن" است. آلیاژهای کربن کمتر نسبت به همتایان نوع استاندارد خود کمتر مستعد بارش کاربید در منطقه متاثر از حرارت (HAZ) هستند.

کروم و کربن می توانند تحت حرارت جوشکاری مخلوط شوند تا کاربیدهای کروم در مرزهای دانه ایجاد کنند. این واکنش باعث تخلیه لایه کروم می شود که به استیل ضد زنگ خواص مقاوم در برابر خوردگی می دهد و در نهایت را به هدف حمله شیمیایی تبدیل می کند. یکی از راه‌های مبارزه با بارش کاربید، کاهش میزان کربن در ماده اصلی است.

روش موثر دیگر افزودن تیتانیوم به فلز است، همانطور که در مورد 321 وجود دارد. با نوع 321، کربن به جای جذب کروم، به سمت تیتانیوم جذب می شود. این کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که لایه کروم غیرفعال دست نخورده باقی می ماند.

با هر دو 316L و 321، فرآیندهای تمیز کردن پس از جوش می توانند خوردگی ناشی از بارش کاربید باقیمانده را از بین ببرند.

مقاومت در برابر خوردگی حفره ای

مولیبدن برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی حفره ای به ویژه در حضور کلریدها به گریدهای 316 اضافه می شود. برای کمک به انتخاب یک آلیاژ مناسب، معادله ای بر اساس ترکیب شیمیایی ایجاد شد. PREN یا عدد معادل مقاومت حفره ای، روشی نظری برای مقایسه مقاومت خوردگی حفره ای در بین آلیاژهای مختلف است.

آلیاژ PREN

304، 304 لیتر، 309، 310، 321 18.0 - 20.0

316، 316L 22.6 - 27.9

317، 317L 27.9 - 33.2

AL-6XN 39.8 – 45.1

Inconel® 625 46.4 - 56.0

Hastelloy® C-276 64.0 - 73.8

انجام اقدامات احتیاطی برای اطمینان از اینکه از نظر مقاومت در برابر خوردگی شباهت بیشتری به مواد اصلی دارد و اگر مقاومت در برابر خوردگی در اولویت باشد، برنامه ریزی برای خوردگی حفره ای مهم است. در کاربردهایی که خوردگی مشکلی ندارد، هر یک از آلیاژهای سری 300 احتمالاً نتایج مشابهی را ارائه می دهند.

نرخ خوردگی در میان استیل های زنگ نزن سری 300

راه دیگر برای نشان دادن سطوح مختلف مقاومت به خوردگی در میان این آلیاژها، در نظر گرفتن نرخ های مورد انتظار خوردگی است. نرخ ها از مواد شیمیایی به مواد شیمیایی دیگر متفاوت است و در نمودار مقاومت در برابر خوردگی در فکر کردن به اینکه چه مقدار فلز در سال فرسوده می شود، تفاوت بین قابلیت های مقاومت در برابر خوردگی را می توان راحت تر مشاهده کرد.

عوامل کاهش دهنده در دماهای بالا

هیچ ماده دیگری مانند فلز نمیتواند خواص خود را از طریق اختلاف دمای گسترده حفظ کند. هر چیزی کمتر از 0 درجه فارنهایت احتمالاً به فلز نیاز دارد، بنابراین کاربردهای برودتی یک مورد رایج برای شلنگ فلزی است. برخی از فولادهای زنگ نزن آستنیتی

خواص مکانیکی فلز در دمای پایین افزایش می یابد! هر چیزی بالاتر از حدود 400 درجه فارنهایت نیز به فلز نیاز دارد، بنابراین استفاده از بخار فوق اشباع یا بخاری در کارخانه های فولادی یا کوره ها نیز سناریوهای محتمل برای شلنگ فلزی است.

مهم است که به خاطر داشته باشید که با افزایش دما، درجه بندی فشار کاهش می یابد و تفاوت هایی در این عوامل در میان استیل های زنگ نزن سری 300 وجود دارد. عوامل کاهش دهنده بر اساس آلیاژ قیطان است.

فاکتورهای کاهش دما برای 321 و 304 تا حدود 700 درجه فارنهایت از 316 بالاتر است و سپس برعکس است با 316 که ضریب کاهش بالاتری نسبت به 321 و 304 دارد.