Begge316L og 321er austenitiske rustfrie stål med nogenlunde samme indhold af krom (16-18%) og nikkel (10-14%). Forskellen kommer ned til en legeringstilsætning hver:
316L indeholder 2,0-3,0 % molybdæn. Det er molybdæn, der giver 316L sin modstandsdygtighed over for grubetæring og sprækkekorrosion i kloridmiljøer. Det er også det, der gør 316L dyrere end 321 på de fleste markeder.
321 indeholder titanium, tilsat minimum 5 x C% (kulstofindhold). Titanium binder kulstof som titaniumcarbid, hvilket forhindrer chromcarbidudfældning ved korngrænser, når metallet opvarmes mellem 425 og 900 grader Celsius. Dette kaldes stabilisering, og det er grunden til, at 321 kan fungere ved temperaturer, hvor 316L, selv i sin lave-kulstofform, begynder at kæmpe.
Produktformularer
Bar & Rod
Plade & Ark
Coil & Strip
Rør & Rør
Montering: Flange, Tee, Albue, Reducer osv.
Smedning: Ring, aksel, cirkel, blok osv.
| Element | 316L (%) | 321 (%) |
|---|---|---|
| Chrom | 16.0 - 18.0 | 17.0 - 19.0 |
| Nikkel | 10.0 - 14.0 | 9.0 - 12.0 |
| Molybdæn | 2.0 - 3.0 | -- |
| Titanium | -- | 5 x C min, 0,70 maks |
| Kulstof | 0,035 maks | 0,08 maks |
| Mangan | 2.00 max | 2.00 max |
| Silicium | 0,75 maks | 0,75 maks |
| Fosfor | 0,045 maks | 0,045 maks |
| Svovl | 0,030 maks | 0,030 maks |
Korrosionsbestandighed: hvor 316L tjener sin præmie
Hvis dit servicemiljø involverer klorider, er 316L det bedre valg. Molybdænindholdet hæver pitting-resistensækvivalenttallet (PREN) til omkring 22-25, sammenlignet med omkring 17-19 for 321. Rent praktisk betyder det, at 316L modstår pitting i havvand, brakvand og chloridholdige processtrømme, hvor 321 ville begynde at vise lokaliseret angreb.
Den kritiske pitting-temperatur (CPT) fortæller historien i tal. I en standard 3,5% NaCl-opløsning pr. ASTM G150,316Lviser typisk en CPT omkring 25-30 grader Celsius. For 321 er CPT tættere på 15-20 grader. I den virkelige verden Golf-havvand ved 35 grader Celsius og høj saltholdighed er ingen af kvaliteterne ideelle til direkte havvandskontakt (det er her, super duplex-kvaliteter som SAF 2507 eller 254 SMO kommer ind), men 316L vil overleve stænkzonen og atmosfærisk eksponering langt længere end 321.
Spændingskorrosionsrevner (SCC) er den anden fejltilstand, der er værd at nævne. Begge kvaliteter er modtagelige for klorid-SCC over 60 grader Celsius i klorid-bærende miljøer. 316L udkonkurrerer ikke 321 her. Hvis din driftstemperatur er over 60 grader i et kloridmiljø, og du ikke kan eliminere kloriderne, bør du kigge på duplex eller super austenitiske kvaliteter og ikke vælge mellem disse to.
Hvor321holder sig i oxiderende sure miljøer ved forhøjede temperaturer. Svovlsyre i moderate koncentrationer, salpetersyreservice og visse petrokemiske processtrømme, hvor temperaturen er den primære udfordring frem for chloridangreb. Titaniumstabiliseringen forhindrer intergranulær korrosion i de varme-berørte zoner efter svejsning, hvilket betyder noget i sur drift, hvor korngrænseangreb er den primære fejlmekanisme.
Ydeevne ved høj-temperatur: etuiet til 321
Det er her, 321 har en ægte, målbar fordel. ASME-kedel- og trykbeholderkoden (afsnit VIII, division 1) tillader 321 for driftstemperaturer op til 816 grader Celsius. For 316L er kodegrænsen i kontinuerlig drift omkring 450 grader Celsius, selvom intermitterende service til 425 grader er almindelig.
Årsagen er karbidudfældning. Selv med det lave kulstofindhold på 316L tillader langvarig eksponering over 425 grader kromkarbider at dannes ved korngrænser, hvilket udtømmer de tilstødende områder af krom og skaber en vej for intergranulær korrosion, når metallet senere udsættes for korrosive medier. Titanium i 321 forhindrer dette ved fortrinsvis at danne titaniumcarbid, hvilket efterlader chrom i opløsning.
Rigtige applikationer, hvor 321 er det rigtige opkald:
- Udstødningssystemer og manifolder, der arbejder ved 600-800 grader
- Varmevekslerrør i katalytiske krakkerenheder
- Ovnkomponenter og strålerørsamlinger
- Ekspansionssamlinger og bælge i høje-temperaturkanaler
- Luftfartsudstødnings- og efterbrænderkomponenter
Svejsning og fremstilling: 316L er mere tilgivende
Begge kvaliteter kan svejses ved standard austenitiske metoder: GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (pind) og SAW. Men fabrikationsoplevelsen er anderledes.
316L er den nemmeste karakter at arbejde med i en butik eller i marken. Det lave kulstofindhold betyder, at du kan svejse det uden at bekymre dig om sensibilisering i den varme-berørte zone, og du behøver ikke efter-svejseopløsningsudglødning for at genoprette korrosionsbestandigheden. Valg af fyldmetal er ligetil: ER316L til de fleste anvendelser, eller ER316LSi, hvis du ønsker bedre befugtning og en glattere perleprofil.
321 kræver mere opmærksomhed. Det titanium, der stabiliserer karakteren, påvirker også svejsebassinet. Titan har en høj affinitet for oxygen, og i det smeltede svejsebad kan det danne titaniumoxidindeslutninger, der viser sig som slagger-lignende defekter, hvis beskyttelsesgasdækningen ikke er tæt. ER347 fyldstof (niobium-stabiliseret) bruges almindeligvis i stedet for ER321 af denne grund. Niobium giver den samme stabiliseringsfunktion uden de svejsevanskeligheder, som titanium introducerer.
For rør-til-rørstødsvejsninger i henhold til ASME B16.9, svejses begge kvaliteter fint med korrekte procedurer. Problemet viser sig mere i komplekse svejsninger med flere gennemløb, tætte samlingskonfigurationer eller feltsvejsning, hvor vind og forurening er faktorer. Hvis din fremstilling involverer meget positionssvejsning eller arbejde på stedet, vil 316L give dine svejsere færre hovedpine.
Formbarheden er ens mellem de to kvaliteter. Begge kan bøjes, udvides og udvides ved hjælp af standard austenitiske formningsteknikker. 321 kan være lidt sværere at kold-forme på grund af titaniumcarbonitrid-partikler, der øger hærdningshastigheden, men forskellen er mindre for de fleste rør- og fittingapplikationer.
Til stumpsvejsefittings (knøjer, T-stykker, reduktionsstykker iht. ASME B16.9 og B16.28) er begge kvaliteter tilgængelige fra de fleste strømpeforhandlere. Det er dog mere sandsynligt, at 316L-fittings er på lager, mens 321-fittings muligvis skal bestilles med længere leveringstid, især i større størrelser eller ikke--standardplaner.
| Specifikation | 316L | 321 |
|---|---|---|
| ASTM/ASME (USA) | A312 TP316L / A403 WP316L / A182 F316L | A312 TP321 / A403 WP321 / A182 F321 |
| DA (Europa) | 1.4404 | 1.4541 |
| JIS (Japan) | SUS316L | SUS321 |
| GOST (Rusland/SNG) | 03Ch17N14M2 | 08Ch18N10T |
| GB (Kina) | 022Cr17Ni12Mo2 | 06Cr18Ni11Ti |
Indkøbstips, der sparer penge og undgår problemer
Tjek mølletestcertifikatet for titaniumindhold på 321 ordrer.Nogle møller producerer 321 med titanium på det absolutte minimum (5 x kulstof). Hvis kulstoffet er i den høje ende af området (0,06-0,08%), skal titanium være mindst 0,30-0,40%. Hvis titanet er marginalt, og kulstoffet er højt, er stabiliseringen muligvis ikke effektiv. Spørg efter beregningen: Ti / (4 x C) skal være større end 1,0 for fuld stabilisering.
Angiv leveringsbetingelserne.316L rør leveres typisk i opløsningen-udglødet tilstand. 321 kan leveres udglødet eller stabiliseret-udglødet. Den stabiliserede-udglødede tilstand (holder ved 900-950 grader i 1-2 timer) maksimerer titaniumcarbiddannelsen og forbedrer intergranulær korrosionsbestandighed. Hvis din applikation involverer svejsning efterfulgt af ætsende service, specificer stabiliseret-glødet.
Antag ikke, at 316L og 321 er udskiftelige for kode-kompatible applikationer.Hvis designet blev udført for 316L (med dens specifikke tilladte spændinger i henhold til ASME Sektion II, Del D), kræver erstatning af 321 gen-kontrol af de tilladte spændingsværdier ved designtemperatur. Ved 400 grader har 321 en lidt lavere tilladt spænding end 316L. Ved 600 grader er 321 højere, fordi 316L slet ikke er kode{11}}ved den temperatur.
For butt-svejsefittings skal du kontrollere karaktermærkningen.Fittings skal være mærket med klasse, varmenummer og producentens symbol i henhold til ASME B16.9. WP316L og WP321 fittings ser identiske ud. Hvis dit lager har begge dele, er farvekodning eller adskilt opbevaring afgørende. Vi har set projekter, hvor 321 armaturer blev installeret i et 316L-system og omvendt, først opdaget, da den forkerte karakter fejlede for tidligt.
Bestil ekstra materiale til 321 projekter.Fordi 321 er mindre almindeligt på lager, kan ombestilling af et lille antal midt-projekt betyde 6-ugers ventetid. Bestil 5-10% ekstra, især for ikke-standardstørrelser eller tidsplaner. Balanceomkostningerne for overskud 321 er lavere end den planlagte risiko for at løbe kort.
Konklusion
At vælge mellem 316L og 321 er sjældent svært, når man først har defineret servicebetingelserne klart. Problemet er, at mange købere nærmer sig beslutningen uden fuldt ud at karakterisere miljøet, idet de misligholder den kvalitet, de altid har brugt. Det virker indtil det ikke gør det.
Hvis du specificerer rør til et nyt projekt, skal du bruge tiden på at dokumentere driftstemperaturen, klorideksponeringen, syrekoncentrationen og designlevetiden. Disse fire parametre vil fortælle dig, hvilken karakter du har brug for mere pålideligt end nogen sammenligningstabel. Og hvis du har brug for hjælp til at finde en af kvaliteterne, med fuld fabrikscertificering og global forsendelse, fører vi både 316L og 321 i sømløse og svejsede former, sammen med matchende butt-svejsefittings og -flanger i henhold til ASME B16.9, B16.11 og B16.5.
