SS310S proti SS321: primerjava visoko-temperaturnega nerjavečega jekla

SS310S proti SS321oba sta avstenitne stopnje. Oba prenašata povišane temperature. Oba sta prikazana na istem listu s specifikacijami ASTM A312. In vendar, izbira napačne ne pomeni samo zapravljanja denarja - lahko za tri tedne zapre linijo peči, medtem ko v nujnih primerih-nadomeščate cevi iz tovarne, oddaljene 6000 kilometrov.

HT PIPE je aSS 321inss 310sdobavitelj z 15+ izvoznimi izkušnjami.Kontaktirajte nasza več informacij in ponudbe brezplačno!

• SS310S (UNS S31008)je zlitina z visoko-vsebnostjo kroma in -niklja, optimizirana za odpornost proti oksidaciji. »S« označuje nizko-ogljično kemijo (največ 0,08 %) za izboljšanje varljivosti in zmanjšanje izločanja karbida med izdelavo.
• SS321 (UNS S32100)je v bistvu standardno nerjaveče jeklo 304, stabilizirano stitan. Titan se vneto povezuje z ogljikom, kar mu preprečuje krajo kroma in pusti meje zrn občutljive na korozijo.

Obrazci za izdelke

Bar & Rod

Plošča in list

Tuljava in trak

Cevi in ​​cevi

Montaža: prirobnica, T-kratnik, koleno, reduktor itd.

Kovanje: obroč, gred, krog, blok itd.

Zmogljivost pri-visokih temperaturah: kje si 310S zasluži svojo ceno

Tu se dve stopnji močno razlikujeta in kjer pretirana poenostavitev povzroča prave inženirske napake.

Odpornost proti oksidaciji

310S tvori lestvico kromovega oksida, ki ostane nepoškodovana in oprijeta do približno 1100 stopinj v neprekinjeni uporabi, s tolerirano občasno izpostavljenostjo do 1150 stopinj. Videli smo cevi peči 310S v savdski enoti za petrokemični krekir, ki še vedno deluje po 9 letih neprekinjenega delovanja pri 1050 stopinjah. Oksidna plast se dejansko regenerira, če je poškodovana - jo opraskajte, izpostavljeni krom pa ponovno -oksidira v nekaj minutah.

Zgornja meja odpornosti proti oksidaciji 321 je okoli 870-900 stopinj. Potisnite čez to in oksidna lestvica se bo začela luščiti in izpostaviti svežo kovino napadu. Mehanizem je drugačen od tistega, kar bi videli pri 304 (ki trpi za hitrim skaliranjem nad 800 stopinj), vendar je končni rezultat enak: izguba kovine se pospeši, življenjska doba komponente pa se zmanjša.

Praktični prag:Če vaša stalna delovna temperatura preseže 900 stopinj, je pogovora konec. Uporabite 310S. Ne dovolite, da vas dobavitelj nagovori na 321, da prihranite denar - prihranek izhlapi, ko se cev v 14. mesecu pokvari in nabavljate nujne zamenjave s 40-odstotno premijo.

Trdnost proti lezenju in pretrganju

Pri 600 stopinjah se oba razreda obnašata podobno, - 321 titan-stabilizirana struktura mu dejansko daje rahlo prednost pri duktilnosti pri lezenju. Toda slika se dramatično obrne pri višjih temperaturah:

Pri 800 stopinjah 310S obdrži približno 60 % svoje sobne-temperaturne natezne trdnosti. 321 pade na približno 45%.

Pri 1000 stopinjah 310S še vedno ohranja uporabno strukturno celovitost. 321 je v bistvu neuporaben - njegova stopnja lezenja presega sprejemljive meje za katero koli tlačno-uporabo.

Za pregrevalne cevi kotla, zasnovane v skladu z ASME B31.1 ali EN 13480, se ta razlika neposredno prenese v izračune debeline stene. A310S cevje lahko naveden pri steni debeline 4 mm, pri čemer bi ekvivalent 321 potreboval 6 mm, da bi dosegel enako 100.000{6}}urno življenjsko dobo do pretrganja pri 850 stopinjah - in na tej točki se vrzel v stroških znatno zmanjša, ker kupujete več kovine.

Termična ciklična odpornost

To je podcenjen dejavnik, ki ujame veliko projektov nepripravljenih-. Peč in oprema za toplotno obdelavo redko delujeta v ustaljenem stanju - krožita gor in dol, včasih dnevno.

321 dobro prenaša toplotno kroženje do približno 750 stopinj. Precipitati titanovega karbida so stabilni in se med cikliranjem ne zgostijo bistveno, zato medkristalna zaščita pred korozijo vzdrži na tisoče ciklov.

310S je bolj niansiran. Njegova visoka vsebnost niklja daje odlično odpornost proti toplotni utrujenosti, vendar lahko ponavljajoče cikliranje skozi območje 650-900 stopinj spodbuja izločanje sigma faze – trde, krhke intermetalne faze, ki zmanjšuje udarno žilavost. Zato je žarjenje v raztopini (običajno pri 1050-1150 stopinjah, ki mu sledi hitro ohlajanje) določeno za komponente 310S, ki so izpostavljene močnim ciklom. Če vaš dobavitelj preskoči žarjenje ali ohlaja prepočasi, boste imeli v uporabi sigma fazo in cevi bodo pokale na zvarih.

Odpornost proti koroziji: Ni tako preprosto kot "310S Wins"

Tukaj se veliko primerjalnih člankov zmoti. Povedali vam bodo, da ima 310S boljšo odpornost proti koroziji na vseh področjih. To je samo polovica resnice, druga polovica pa je pomembna.

Atmosferska in splošna korozija

Pri splošni atmosferski izpostavljenosti in blagi kemični uporabi sta oba razreda primerljiva. Na obeh se tvori pasivni film kromovega oksida. Ne boste opazili bistvene razlike v, recimo, morskem ozračju pri sobni temperaturi.

Visoko{0}}temperaturna oksidacija

310S odločno zmaga. Njegova višja vsebnost kroma povzroči debelejšo, bolj oprijemljivo oksidno lestvico. V zračni atmosferi 1000 stopinj 310S kaže stopnje oksidacije pod 0,05 mm/leto. 321 pri enaki temperaturi bi izguba kovine znašala 5-10× te stopnje -, ki je nesprejemljiva za katero koli komponento z dolgo življenjsko dobo.

Interkristalna korozija

To je domači teren za 321. Po varjenju ali servisiranju v območju občutljivosti 425-870 stopinj dodatek titana 321 preprečuje izločanje kromovega karbida na mejah zrn. Zvarjeni spoj ohrani popolno odpornost proti koroziji brez toplotne obdelave po varjenju.

310S, ki nima stabilizacije s titanom, lahko povzroči preobčutljivost, če ga zadržujemo v kritičnem temperaturnem območju - zlasti v toplotno-območju zvarov. Za zvarjene-debele profile, ki se počasi ohlajajo skozi območje občutljivosti, je to resnično tveganje. Ublažitev je žarjenje v raztopini po varjenju, vendar to ni vedno praktično na konstruirani napravi.

Spodnja vrstica:Če vaša aplikacija vključuje varjenje, ki mu sledi storitev v območju 400-870 stopinj z jedkimi mediji, je 321 pogosto varnejša metalurška izbira kljub nižji vsebnosti zlitin. Če imate nad 900 stopinj v oksidativni atmosferi, je 310S edina izvedljiva možnost.

Sulfidacija in karburizacija

Za rafinerije - zlasti pri predelavi surove nafte na Bližnjem vzhodu, kjer so ravni žvepla lahko agresivne - 310Visoka vsebnost kroma v S zagotavlja izrazito boljšo odpornost proti sulfidaciji. Atmosfere za naogljičenje (peči za krekiranje etilena, na primer) prav tako dajejo prednost 310S, čeprav se specializirani razredi, kot so HP-modificirani ulitki, pogosto uporabljajo pri najtežjih storitvah naogljičenja.

321 ne nudi nobene posebne prednosti pri odpornosti proti sulfidaciji ali naogljičenju v primerjavi s standardom 304. Če specifikacije vaše rafinerije zahtevajo odpornost na sulfidacijo, ne zamenjajte 321.

Varljivost in izdelava: realnost delavnice

SS321 Varjenje

321na splošno velja za vari-prijazno oceno. Stabilizacija s titanom pomeni, da ne potrebujete po-žarjenja raztopine za varjenje, da obnovite odpornost proti koroziji - kar je pomembna stroškovna in logistična prednost, zlasti za varjenje na terenu na velikih sklopih.

Standardni postopki GTAW (TIG) in SMAW (stick) delujejo dobro. Dodatna kovina je običajno ER347 (stabiliziran-niobij) namesto ER321, ker se titan ne prenaša dobro po obloku. Videli smo, da so nekatere trgovine zaradi stroškov poskušale uporabiti polnilo ER308L - to deluje mehansko, vendar žrtvuje intergranularno zaščito pred korozijo, zato ni priporočljivo za korozijsko uporabo.

Dovod toplote je treba nadzorovati, da ohranite vmesno temperaturo pod 150 stopinj za tanke dele. Pri debelih-odsekih več-zvarov, vrvice namesto tkanih nanosov pomagajo omejiti čas v območju občutljivosti.

SS310S Varjenje

310S je bolj zahteven. Visoka vsebnost zlitin povečuje tveganje vročih razpok - zlasti razpok zaradi strjevanja v kovinskem zvaru in razpok zaradi likvidacije v toplotno-prizadetem območju. To je dobro-dokumentirana težava s popolnoma avstenitnimi zvari.

Ključne prakse:

• Uporabite ustrezno polnilo (ER310) ali nekoliko preveč-legirano polnilo za kritične storitve
• Ohranjajte nizek vnos toplote - vrvic, ne tkanj
• Strogo nadzorujte temperaturo vmesnega prehoda (pod 150 stopinj)
• Zmanjšajte omejitev spoja, da preprečite razpoke med strjevanjem
• Raztopinsko žarjenje po varjenju za aplikacije,-ki vsebujejo kritičen pritisk

Pogosto zastavljena vprašanja

V: Ali lahko SS321 nadomesti SS310S?

Samo, če je delovna temperatura pod 900 stopinj in atmosfera ni močno sulfidizirana ali naogljičena. Za vse, kar je nad 900 stopinj, 321 ni primeren nadomestek - ne bo uspel zaradi oksidacije in luščenja. Nikoli ne zamenjajte brez tehničnega pregleda.

V: Kateri razred je boljši za varjenje?

SS321 je bolj prizanesljiv za varjenje. Stabilizacija s titanom v večini aplikacij odpravlja potrebo po žarjenju raztopine po-varju. SS310S zahteva skrbno kontrolo varilnega postopka (nizek vnos toplote, trakovi, nadzorovana vmesna temperatura) in pogosto potrebuje žarjenje z raztopino za kritične storitve.

V: Kakšna je temperaturna meja za SS321?

Za neprekinjeno delovanje je 321 ocenjen na približno 870-900 stopinj. Za občasno delovanje s termičnim ciklom priporočamo, da ostanete pod 800 stopinjami, da zagotovite dolgoročno strukturno celovitost. Nad 900 stopinjami se stopnje oksidacije hitro povečajo in stopnja ni več primerna.

V: Zakaj je SS310S toliko dražji od SS321?

Razlika v ceni odraža stroške surovin. 310S vsebuje 19–22 % niklja v primerjavi s 321 9–12 % in 24–26 % kroma v primerjavi s 17–19 %. Pri trenutni ceni niklja ta razlika v zlitini znaša 800–1200 USD/tono. Ravnovesje je nižji obseg proizvodnje (310S je posebna kakovost, proizvedena v manjših toplotah) in višji stroški predelave.

V: Ali je za SS310S potrebna -toplotna obdelava po varjenju?

Za ne-kritične aplikacije in tanke dele ne. Za-zvarjene spoje, ki vsebujejo tlak, pri korozivni ali visoko{3}}temperaturni uporabi je priporočljivo žarjenje v raztopini pri 1050-1150 stopinjah, ki mu sledi hitro ohlajanje, da se raztopijo kromov karbidi, ki so nastali med varjenjem, in homogenizira mikrostruktura.

V: Ali obstajajo evropski ekvivalenti?

ja SS310S ustreza EN 1.4845 (X10CrNi25-21). SS321 ustreza EN 1.4541 (X6CrNiTi18-10). Za uporabo v Nemčiji AD 2000 W10 pokriva 310S za uporabo v tlačnih posodah. Na naročilnicah za materiale, vezane na Evropo, se vedno sklicujte na oznake ASTM in EN.

V: Katero dodajno kovino naj uporabim za varjenje SS321?

Namesto ER321 uporabite polnilo ER347 (stabilizirano-niobijem). Titan se ne prenaša učinkovito čez varilni oblok, zato niobij zagotavlja stabilizacijsko funkcijo v nanešenem zvaru. ER308L se lahko uporablja za ne-kritične aplikacije, vendar ne zagotavlja zaščite pred intergranularno korozijo.

V: Kako preverim, ali sem prejel pravilno oceno?

PMI (Positive Material Identification) z uporabo ročne opreme XRF ali OES je najhitrejša metoda. Za popolno preverjanje zahtevajte 3.1 ali 3.2 MTR in navzkrižno-preverite toplotno analizo glede na omejitve sestave ASTM A240. Za 321 se prepričajte, da je vsebnost titana v območju - to je element, ki ga mlini nižje-stopnje najpogosteje »pozabljajo«.

V: Kakšna je razlika med 310 in 310S?

Oznaka »S« označuje nizko-različico ogljika (C manj kot ali enako 0,08 % v primerjavi z manj kot ali enako 0,25 % za standard 310). Nižja vsebnost ogljika zmanjša tveganje preobčutljivosti med varjenjem in servisiranjem v območju 425-870 stopinj. Za skoraj vse sodobne aplikacije je določen 310S. Standard 310 se redko uporablja pri novogradnjah.

Kontaktirajte zdaj