Oțel inoxidabil 316L vs 321: comparație pentru țevi și fitinguri

ambele316L și 321sunt oțeluri inoxidabile austenitice cu aproximativ același conținut de crom (16-18%) și nichel (10-14%). Diferența se reduce la un adaos de aliere fiecare:

316L conține 2,0-3,0% molibden. Molibdenul este ceea ce îi conferă lui 316L rezistența la coroziune cu sâmburi și fisuri în medii cu clorură. De asemenea, este ceea ce face ca 316L să fie mai scump decât 321 în majoritatea piețelor.

321 conține titan, adăugat la minimum 5 x C% (conținut de carbon). Titanul leagă carbonul ca carbură de titan, prevenind precipitarea carburii de crom la granițele granulelor atunci când metalul este încălzit între 425 și 900 de grade Celsius. Aceasta se numește stabilizare și este motivul pentru care 321 poate funcționa la temperaturi în care 316L, chiar și în forma sa cu emisii reduse de carbon-, începe să se lupte.

Formulare de produs

Bar & Rod

Farfurie & Foaie

Coil & Strip

Țevi și tuburi

Montare: Flanșă, T, Cot, Reductor etc.

Forjare: inel, arbore, cerc, bloc etc.

Rezistență la coroziune: unde 316L își câștigă premium

Dacă mediul dumneavoastră de service implică cloruri, 316L este alegerea mai bună. Conținutul de molibden crește numărul echivalent al rezistenței la pitting (PREN) la aproximativ 22-25, în comparație cu aproximativ 17-19 pentru 321. În termeni practici, acest lucru înseamnă că 316L rezistă la pitting în apa de mare, în apă salmară și în fluxurile de proces cu clorură, unde 321 ar începe să apară atacuri localizate.

Temperatura critică de pitting (CPT) spune povestea în cifre. Într-o soluție standard de 3,5% NaCl conform ASTM G150,316Larată de obicei un CPT de aproximativ 25-30 de grade Celsius. Pentru 321, CPT-ul este mai aproape de 15-20 de grade. În lumea reală a apei de mare din Golf, la 35 de grade Celsius și o salinitate ridicată, niciuna dintre clase nu este ideală pentru contactul direct cu apa de mare (acolo intră clasele super duplex precum SAF 2507 sau 254 SMO), dar 316L va supraviețui zonei de stropire și expunerii atmosferice mult mai mult de 321.

Fisurarea prin coroziune sub tensiune (SCC) este celălalt mod de defecțiune care merită menționat. Ambele grade sunt susceptibile la SCC de clorură peste 60 de grade Celsius în medii cu clorură-lagărele. 316L nu depășește în mod semnificativ 321 aici. Dacă temperatura de serviciu este peste 60 de grade într-un mediu cu clorură și nu puteți elimina clorurile, ar trebui să vă uitați la clase duplex sau super austenitice, nu să alegeți între acestea două.

Unde321se păstrează în medii acide oxidante la temperaturi ridicate. Acidul sulfuric în concentrații moderate, serviciul de acid azotic și anumite fluxuri de proces petrochimic în care temperatura este provocarea principală, mai degrabă decât atacul de clorură. Stabilizarea cu titan previne coroziunea intergranulară în zonele-afectate de căldură după sudare, ceea ce contează în serviciul cu acid, unde atacul la granițele este principalul mecanism de defecțiune.

Performanță la-temperatură ridicată: cazul pentru 321

Aici 321 are un avantaj real, măsurabil. Codul ASME pentru cazane și recipiente sub presiune (Secțiunea VIII, Diviziunea 1) permite 321 pentru temperaturi de serviciu de până la 816 grade Celsius. Pentru 316L, limita codului în serviciu continuu este de aproximativ 450 de grade Celsius, deși serviciul intermitent la 425 de grade este obișnuit.

Motivul este precipitarea carburilor. Chiar și cu conținutul scăzut de carbon de 316L, expunerea prelungită peste 425 de grade permite formarea carburilor de crom la granițele granulelor, epuizând zonele adiacente de crom și creând o cale pentru coroziunea intergranulară atunci când metalul este expus ulterior la medii corozive. Titanul din 321 previne acest lucru prin formarea preferenţială de carbură de titan, lăsând cromul în soluţie.

Aplicații reale în care 321 este apelul potrivit:

• Sisteme de evacuare și colectoare care funcționează la 600-800 de grade
• Tuburi schimbătoare de căldură în unități de cracare catalitic
• Componente cuptor și ansambluri de tuburi radiante
• Rosuri de dilatare și burduf în conducte de{0}}înaltă temperatură
• Componente de evacuare aerospațială și post-ardere

Sudare și fabricare: 316L este mai îngăduitor

Ambele clase sunt sudabile prin metode austenitice standard: GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (stick) și SAW. Dar experiența de fabricație este diferită.

316L este gradul mai ușor de lucrat într-un magazin sau într-un cadru de teren. Conținutul scăzut de carbon înseamnă că îl puteți suda fără să vă faceți griji cu privire la sensibilizarea în zona afectată de căldură-și nu aveți nevoie de recoacere după-soluție de sudare pentru a restabili rezistența la coroziune. Selectarea metalului de umplutură este simplă: ER316L pentru majoritatea aplicațiilor sau ER316LSi dacă doriți o umezire mai bună și un profil mai fin al talonului.

321 necesită mai multă atenție. Titanul care stabilizează gradul afectează și bazinul de sudură. Titanul are o afinitate mare pentru oxigen, iar în bazinul de sudură topit poate forma incluziuni de oxid de titan care apar ca defecte asemănătoare zgurii-dacă acoperirea gazului de protecție nu este strâns. Din acest motiv, materialul de umplutură ER347 (stabilizat cu niobiu) este utilizat în mod obișnuit în locul ER321. Niobiul asigură aceeași funcție de stabilizare fără dificultățile de sudare pe care le introduce titanul.

Pentru sudurile cap la cap țevi-la{-conform ASME B16.9, ambele calități se sudează bine cu proceduri adecvate. Problema apare mai mult în sudurile complexe cu treceri multiple, configurații de îmbinare strânsă sau sudură pe teren unde vântul și contaminarea sunt factori. Dacă fabricarea dvs. implică multă sudură pozițională sau muncă pe șantier, 316L va oferi sudorilor dumneavoastră mai puține dureri de cap.

Formabilitatea este similară între cele două grade. Ambele pot fi îndoite, evazate și expandate folosind tehnici standard de formare austenitică. 321 pot fi ușor mai greu de format-la rece-din cauza particulelor de carbonitrură de titan care cresc ratele de întărire prin lucru, dar diferența este minoră pentru majoritatea aplicațiilor de țevi și fitinguri.

Pentru fitingurile de sudură-cap la cap (coturi, teuri, reductoare conform ASME B16.9 și B16.28), ambele clase sunt disponibile de la majoritatea distribuitorilor de stocuri. Cu toate acestea, este mai probabil ca fitingurile 316L să fie în stoc, în timp ce fitingurile 321 ar trebui să fie comandate cu un termen de livrare mai lung, în special pentru dimensiuni mai mari sau programe non-standard.

Sfaturi de achiziții care economisesc bani și evită problemele

Verificați certificatul de testare al morii pentru conținutul de titan pentru 321 de comenzi.Unele mori produc 321 cu titan la minim (5 x carbon). Dacă carbonul se află la capătul superior al intervalului (0,06-0,08%), titanul ar trebui să fie de cel puțin 0,30-0,40%. Dacă titanul este marginal și carbonul este ridicat, stabilizarea poate să nu fie eficientă. Cereți calculul: Ti / (4 x C) ar trebui să fie mai mare de 1,0 pentru stabilizarea completă.

Specificați starea de livrare.Țeava 316L este furnizată de obicei în starea de soluție-recoacetă. 321 poate fi furnizată recoaptă sau stabilizată-recoacetă. Stabilitatea-recoacetă stabilizată (menținerea la 900-950 de grade timp de 1-2 ore) maximizează formarea de carbură de titan și îmbunătățește rezistența la coroziune intergranulară. Dacă aplicația dvs. implică sudare urmată de service coroziv, specificați recoacere stabilizată.

Nu presupuneți că 316L și 321 sunt interschimbabile pentru aplicațiile conforme cu codul-.Dacă proiectarea a fost realizată pentru 316L (cu solicitările sale specifice admisibile conform ASME Secțiunea II, Partea D), înlocuirea 321 necesită re-verificarea valorilor admisibile ale tensiunii la temperatura de proiectare. La 400 de grade, 321 are o tensiune permisă puțin mai mică decât 316L. La 600 de grade, 321 este mai mare, deoarece 316L nu este deloc evaluat de cod-la acea temperatură.

Pentru fitingurile de sudură-cap la cap, verificați marcajul gradului.Fitingurile trebuie marcate cu clasa, numărul de căldură și simbolul producătorului conform ASME B16.9. Fitingurile WP316L și WP321 arată identic. Dacă depozitul dvs. dispune de ambele stocuri, codificarea culorilor sau stocarea separată este esențială. Am văzut proiecte în care au fost instalate 321 de fitinguri într-un sistem 316L și invers, descoperite doar atunci când gradul greșit a cedat prematur.

Comandați material suplimentar pentru 321 de proiecte.Deoarece 321 este stocat mai rar, recomandarea unei cantități mici la mijlocul-proiectului poate însemna o așteptare de 6-săptămâni. Comanda 5-10% in plus, mai ales pentru marimi sau orare non-standard. Costul de păstrare al surplusului 321 este mai mic decât riscul planificat de a fi scurt.

Concluzie

Alegerea între 316L și 321 este rareori dificilă după ce ai definit clar condițiile de service. Problema este că mulți cumpărători abordează decizia fără a caracteriza pe deplin mediul înconjurător, urmând gradul pe care l-au folosit întotdeauna. Asta funcționează până nu funcționează.

Dacă specificați țeavă pentru un nou proiect, petreceți timpul pentru a documenta temperatura de funcționare, expunerea la clorură, concentrația de acid și durata de viață. Acești patru parametri vă vor spune de ce notă aveți nevoie mai fiabil decât orice tabel de comparație. Și dacă aveți nevoie de ajutor pentru a vă procura oricare dintre clasele, cu certificări complete de fabrică și livrare globală, oferim atât 316L, cât și 321 în forme fără sudură și sudate, împreună cu fitinguri de sudură-cap la cap și flanșe potrivite conform ASME B16.9, B16.11 și B16.5.

Contactați acum