Nehrdzavejúca oceľ 316H: vysoká-teplotná trieda so zvýšenou pevnosťou pri tečení

Čo je nehrdzavejúca oceľ 316H?

316H je vysoko-uhlíková verzia nehrdzavejúcej ocele typu 316 určená predovšetkým pre služby pri zvýšených-teplotách. Prípona H označuje kontrolovaný rozsah uhlíka 0,04-0,10 %, čo je výrazne viac ako maximum 0,03 % 316L. Vyšší obsah uhlíka zvyšuje pevnosť pri pretrhnutí a napätie-do{13}}pretrhnutia materiálu pri teplotách nad približne 500 stupňov, vďaka čomu je 316H bežnou voľbou pre tlakové nádoby, komponenty kotlov a potrubné systémy, ktoré sa riadia vysokoteplotnými konštrukčnými predpismi, ako je ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII. Trieda je špecifikovaná v ASTM A240 (doska, plech a pás), ASTM A312 (potrubie) a ASTM A213 (rúrky kotla a prehrievača).

Chemické zloženie (hmot. %)

Prvok	Špecifikovaný rozsah (ASTM A240/A312, UNS S31609)
Uhlík	0.04 - 0.10
kremík, max	1.00
Mangán, max	2.00
Fosfor, max	0.045
Síra, max	0.030
Chromium	16.00 - 18.00
Nikel	10.00 - 14.00
molybdén	2.00 - 3.00
Železo	Zostatok

Ekvivalentné označenia: UNS S31609 (ASTM), EN 1.4407 / X6CrNiMo17-12-2 (EN 10088), SUS316H (JIS G4303/G4304).

Mechanické vlastnosti (žíhané)

Nehnuteľnosť	Minimálna hodnota	Referenčný štandard
Pevnosť v ťahu	515 MPa	ASTM A240 / A312
Medza klzu (0,2 % offset)	205 MPa	ASTM A240 / A312
Predĺženie	40 % (doska), 35 % (rúrka)	ASTM A240 / A312
Tvrdosť	217 HBW max	ASTM A240

Správanie sa pri vysokých{0}}teplotách a odolnosť proti korózii

Pevnosť tečenia

Riadený uhlíkový rozsah je kľúčom k-výkonnosti pri vysokých teplotách. Uhlík poskytuje pevný-roztok a spevnenie karbidu, ktoré zvyšuje medzu pevnosti pri tečení v porovnaní s nízkouhlíkom 316L, ktorý rýchlo stráca pevnosť nad 500 stupňov. V praxi je 316H špecifikovaný pre nepretržitú prevádzku v rozsahu približne 500-870 stupňov, kde sa dizajn riadi skôr tečením než krátkodobými vlastnosťami v ťahu.

Odolnosť proti korózii

Obsah molybdénu 2-3 % dáva 316H podstatne lepšiu odolnosť voči jamkovej a štrbinovej korózii v chloridových -ložiskových médiách ako v typoch bez molybdénu-, ako sú 304 a 304H. V prostrediach s vysokými-teplotami{10}}obsahujúcimi síru molybdén tiež prispieva k väčšej ochrane vodného kameňa, a preto sa 316H často vyberá pre spaliny{11}}a procesné prúdy obsahujúce síru. Rovnako ako všetky austenitické druhy, 316H zostáva náchylný na korózne praskanie chloridom v horúcom a mokrom chloridovom prostredí, takže by sa s ním nemalo zaobchádzať ako s morskou vodou alebo soľankou.

Zváranie 316H

Zváranie by sa malo vykonávať so zodpovedajúcim prídavným kovom, zvyčajne ER316H, takže zvarový kov má obsah uhlíka a molybdénu v súlade so základným kovom. Použitie nízko-uhlíkového plniva, ako je ER316L, vo vysokoteplotnom prevedení- môže znížiť pevnosť zvaru pri tečení pod konštrukčnú požiadavku. Nevyžaduje sa žiadne predhrievanie a tepelné spracovanie po-zváraní sa pri 316H bežne nevykonáva; tam, kde je pri zváranej konštrukcii problémom senzibilizácia, môže byť preferovaná stabilizovaná trieda, ako je 316Ti alebo 321.

Typické aplikácie

Komponenty kotlov a prehrievačov, horúce-potrubia pary na ohrev,-vysokoteplotné chemické reaktory, sálavé rúrky pecí, odpadové{2}}spaľovacie výmenníky tepla a energetické-potrubia v pobrežných alebo sírových-prostrediach. Táto trieda sa tiež používa na príruby, telesá ventilov a armatúry vo vysokoteplotných procesných linkách, kde sa vyžaduje odolnosť molybdénového-ložiska proti korózii a pevnosť pri tečení.

Usmernenie k výberu

316H je vhodnou voľbou, keď je prevádzková teplota v rozsahu 500-870 stupňov a prostredie obsahuje korozívne látky, ako sú chloridy, oxid siričitý alebo procesné kyseliny. Pre-nekorozívnu prevádzku pri vysokých-teplotách nad 900 stupňov ponúka teplu{11}}odolnosť, ako napríklad 309S alebo 310S, lepšiu odolnosť voči oxidácii. Pre zvárané komponenty držané staticky pri 400-900 stupňoch, kde je prioritou odolnosť proti medzikryštalickej korózii, sa často uprednostňuje titánom stabilizovaná trieda, ako je 316Ti.

FAQ

Q1: Aký je rozdiel medzi 316H a 316L?316H má kontrolovaný obsah uhlíka 0,04-0,10 % oproti maximu 0,03 % pre 316L. Vyšší uhlík zvyšuje pevnosť pri tečení pri prevádzke nad približne 500 stupňov, zatiaľ čo 316L sa uprednostňuje pri zváraní pri izbovej- teplote a pri mierne zvýšenej teplote, pretože je odolný voči senzibilizácii.

Q2: Ktorý prídavný kov by sa mal použiť na zváranie 316H?Odporúča sa prídavný drôt ER316H, aby návar zodpovedal obsahu uhlíka a molybdénu v základnom kove. Nízkokarbónové plnivá, ako napríklad ER316L, nie sú vhodné tam, kde sa vyžaduje zvar na prenášanie tečenia pri vysokej teplote.

Otázka 3: Môže sa 316H použiť v prostrediach s-vysokou teplotou-síra?áno. Prídavok molybdénu zlepšuje odolnosť voči plynom obsahujúcim síru- pri zvýšenej teplote a 316H je bežne špecifikovaný pre dymovody, -zariadenia na rekuperáciu tepla{4}} a komponenty zariadení na výrobu kyseliny sírovej, ktoré pracujú v rámci svojich teplotných limitov.

Q4: Aký je rozdiel medzi 316H a 316Ti?316Ti je stabilizovaný titánom pre odolnosť proti medzikryštalickej korózii a vyhovuje dlhodobému-statickému použitiu pri 400 – 900 stupňoch . 316H ponúka vyššiu pevnosť pri tečení pre dynamicky zaťažované komponenty, ako sú hriadele, drieky ventilov a tlakové potrubia pri 500 – 870 stupňoch .

Q5: Ako ovplyvňuje obsah uhlíka výkon 316H?Pod 0,04 % uhlíka je znížená odolnosť voči tečeniu; nad 0,10 %, zvyšuje sa riziko senzibilizácie a medzikryštalickej korózie. Štandardný rozsah 0,04-0,10% vyvažuje pevnosť pri tečení oproti zvariteľnosti a odolnosti proti korózii.

Q6: 316H alebo 309S pre vysokoteplotný-komponent?Zvoľte 316H, keď je prostredie korozívne (chloridy, sírové plyny) a teplota je 870 stupňov alebo nižšia. Vyberte si 309S pre nekorozívnu oxidáciu pri teplote 900 – 1 000 stupňov, kde je rozhodujúcou požiadavkou odolnosť voči oxidácii.