Plošča iz nerjavečega jekla 304 proti 316: kemična sestava in varivost za izdelavo tlačnih posod

Oba razreda sta avstenitna krom-nikelj nerjavna jekla in oba sta navedena v ASTM A240 za ploščo tlačne posode. Celotna razlika se zmanjša na en element: molibden. 316 ga vsebuje 2,00 do 3,00 odstotka, 304 pa nobenega. Ta ena sama vrstica na potrdilu o preskusu mlina spremeni obnašanje kloridnih luknjičastih lukenj, spremeni, kateri preskus intergranularne korozije se uporablja, spremeni ceno in - če načrtujete v skladu z oddelkom VIII ASME - ne spremeni skoraj ničesar o postopku varjenja. Ta vodnik ločuje pomembno kemijo od kemije, ki je trženje.

Kakšna je razlika med ploščo iz nerjavečega jekla 304 in 316?

En element: molibden. 316 in 316L vsebujeta od 2,00 do 3,00 odstotka molibdena, 304 in 304L pa ga ne vsebujeta. Območji kroma in niklja se nekoliko premikata v nasprotni smeri - 304 ima višje območje kroma, 316 višje območje niklja – in nizkoogljične različice obeh pokrivajo ogljik pri 0,030 odstotka. Vse, kar vas zanima pri servisiranju in varjenju, izhaja iz teh štirih linij.

Specifikacijo najhitreje preberete tako, da nehate razmišljati304in316kot dva različna materiala in začnite o njih razmišljati kot o enem materialu z možnostjo legiranja. Oba sta avstenitna, kar pomeni, da imata pri sobni temperaturi kubično kristalno strukturo s središčem obraza, oba sta v žarjenem stanju nemagnetna, obeh ni mogoče utrditi s toplotno obdelavo in oba sta žilava vse do kriogenih temperatur. Osnove iz nerjavečega jekla serije 300 so enake za oba razreda.

ASTM A240 / ASME SA-240 kemijske zahteve, masni odstotek

Dve podrobnosti v tej tabeli presenetita ljudi. Prvič, 304 ima višji razpon kroma - 17.5 na 19,5 odstotka v primerjavi s 16,0 do 18,0 odstotki za 316. Dodatna odpornost proti koroziji 316 ni več kroma; to je molibden. Drugič, razponi niklja so dovolj široki, da je lahko dana toplota 316 skoraj tako bogata z nikljem kot številni posebni razredi, ki vsebujejo nikelj, kar je del razloga, zakaj samo doplačilo za molibden ne pojasni vrzeli v ceni.

Navedite iz toplotne analize na potrdilu o preskusu mlina, nikoli pa iz tipičnih vrednosti, natisnjenih v brošuri mlina.

316 toplota z 2,02 odstotka molibdena in ena z 2,95 odstotka sta oba v specifikaciji in se ne obnašata enako v vroči kloridni razpoki. Če je posoda v obratovanju, pri katerem je mehanizem upravljanja luknjičasta, določite najmanjšo vsebnost molibdena 2,5 odstotka kot dodatno zahtevo na naročilnici.

Kako molibden spremeni korozijsko obnašanje plošče 316?

Molibden upočasni nastanek in zgodnjo rast napadov jam in razpok v okoljih, ki vsebujejo klorid. To doseže z obogatitvijo pasivnega filma in raztopine znotraj rastne jame, zaradi česar je lokalna kemija manj agresivna in daje površini več časa za ponovno pasivacijo. Ne naredi 316 imunskega in ne pridobi odpornosti na kloridno stresno korozijsko razpokanje.

Nerjaveče jeklo se zaščiti z nekaj nanometrov debelim filmom kromovega oksida. V vodi, ki vsebuje kloride, je ta film napaden na šibkih točkah - vključek, praska, sulfidna vrvica - in začne se jamica. Ko je jama odprta, kemija v njej postane kisla in koncentrirana v kloridu, jama pa se koplje hitreje kot na začetku. Molibden posega na dveh točkah: vrste molibdata v filmu sploh otežijo razgradnjo, molibden, raztopljen iz kovine v aktivni jami, pa ublaži lokalno kislost in pomaga steni jame, da se ponovno pasivizira, preden postane samozadostna.

Kje molibden v 316 pomaga in kje ne

Najdražji nesporazum v tej tabeli je vrsta razpok zaradi kloridne napetostne korozije. Molibden ne pomaga. Posoda 316 pod izolacijo na obalnem mestu lahko poči od zunaj prav tako zlahka kot posoda 304, ker mehanizem potrebuje kloride, kisik, natezno napetost in temperaturo nad približno 60 C - in molibden ne spremeni nobenega od štirih. Popravek je premaz, izolacija z nizko vsebnostjo kloridov in ohranjanje suhe kovine. Če potrebujete plovilo, da preživite to dolžnost v goli kovini, ga potrebujeteduplex 2205ali visoko legiranega materiala.

Kakšne so vrednosti PREN 304 in 316 in kaj pravzaprav napovedujejo?

Če uporabimo PREN=odstotek Cr + 3.3 x odstotek Mo + 16 x odstotek N, tipični 304 pristane pri približno 18 do 20, tipični 316 pa pri približno 23 do 26. To je dejanska razlika v razvrstitvi približno 25 odstotkov in je uporaben način za primerjavo toplot – vendar je bil PREN razvit in potrjen za dupleksna in visoko legirana nerjavna jekla ter na lastna ni projektna številka za tlačno posodo.

Koeficient molibdena 3,3 je razlog za obstoj vrzeli: pri 2,1 odstotka molibdena samo ta izraz prispeva približno 6,9 točke, kar je več kot odpravilo primanjkljaj kroma. Prispeva tudi dušik, zato je 316LN - različica z dušikovimi zlitinami - nad navadnim 316L za enako vsebnost molibdena. glejnerjaveče jeklo 316LNza različico, ojačeno z dušikom.

PREN je deloval iz tipičnih toplotnih analiz

Česar vam PREN ne pove, je enako pomembno. Nič ne pove o kritični temperaturi špranj, ki je vedno nižja od kritične temperature luknjičaste in je številka, ki ureja tesnjeno prirobnico ali prekrivni spoj. Nič ne pove o kovini zvara, kjer lahko zaradi segregacije med strjevanjem zadnja kovina zmrzne z drugačno sestavo od mase. In to je indeks razvrstitve, ne prag: PREN 24 vam ne pove koncentracije klorida ali temperature, pri kateri bo določena posoda padla. Za to potrebujete podatke o izmerjeni kritični temperaturi pitinga za dejansko okolje ali zgodovino servisiranja.

Zakaj vsebnost ogljika odloča o tem, ali boste kupili ploščo 304L ali 316L?

Ker je ogljik tisto, kar povzroči, da območje zvara, ki je izpostavljeno toploti, izgubi odpornost proti koroziji. Nad približno 0,03 odstotka ogljika ga je dovolj, da se združi s kromom in obori kromov karbid na mejah zrn, ko kovina preide skozi 425 do 815 C. Karbid potegne krom iz kovine takoj okoli sebe, ta kovina pade pod približno 12 odstotkov kroma, ki je potreben, da ostane nerjaven, in interkristalna korozija mora slediti.

Zvar naredi območju toplotnega vpliva to, kar bi toplotna obdelava. Kovina nekaj milimetrov od fuzijske črte se segreje v območje izločanja karbida in tam ostane dovolj dolgo, da postane pomembna, nato pa se ohladi. Pri večpasnem zvaru v debeli plošči cono večkrat ponovno segrejemo. V razredu z 0,06 odstotka ogljika se lahko začne obarjanje kromovega karbida v nekaj minutah blizu 675 C. V razredu z 0,02 odstotka ogljika isti toplotni cikel ne proizvede neprekinjenega karbidnega omrežja, ker preprosto ni dovolj ogljika v raztopini, da bi ga oblikoval.

Ogljik, preobčutljivost in praktične posledice

Razred L ni brezplačno kosilo. Njegova meja tečenja je 170 MPa proti 205 MPa za ravni razred, del D oddelka II pa navaja njegovo dovoljeno napetost pri 16,7 ksi proti 20,0 ksi. Za varivost plačate približno 17 odstotkov konstrukcijske trdnosti. In izjema ni trajna: držite stopnjo L med približno 500 in 800 C več let in še vedno bo preobčutljivost, pojav, imenovan preobčutljivost pri nizkih temperaturah. To je pomembno za plovila, ki se segrejejo, in to je eden od razlogov za obstoj 316H - glejnerjaveče jeklo 316Hza visokoogljično različico.

Kaj je dvojno certificirana plošča 304/304L ali 316/316L in ali pomaga?

Dvojno certificirana plošča je enotna grelna plošča, ki izpolnjuje vse zahteve tako za ravni razred kot tudi za razred L – ogljik pri 0,030 odstotka ali manj ter natezna trdnost in izkoristek pri minimumih za ravni razred. To je standarden način, na katerega mlini danes dobavljajo nerjavno ploščo in omogoča, da en kos iz zaloge služi tako specifikaciji za varjenje razreda L kot dovoljeni ravni izvedbi.

Tu ni nobenega metalurškega trika. Toplota je preprosto toplota z nizko vsebnostjo ogljika, ki se je prav tako izkazala za nad ravnimi mehanskimi minimumi, kar počne večina sodobnih talin, ko je dušik nadzorovan. Mlin ga certificira po obeh specifikacijah in certifikat navaja oboje.

Kaj vam dvojno certificiranje daje in kaj ne

Za posodo, ki bo varjena in ni v uporabi pri visokotemperaturnem lezenju, navedite dvojno certificirano 304/304L ali 316/316L in zasnovo v ravni ravni, ki je dovoljena, če se vaš pooblaščeni inšpektor strinja. To je najcenejši način, da dosežete varivost razreda L, ne da bi pri tem zmanjšali 17 odstotkov dovoljene napetosti. Potrdite, da certifikat prikazuje ogljik pri 0,030 odstotka ali manj, preden ga sprejmete, in se prepričajte, davodnik za nakup plošč iz nerjavečega jeklazahteve za označevanje in sledljivost so zapisane v naročilu.

Kakšne so mehanske lastnosti plošč 304 in 316 po ASTM A240?

304 in 316 sta enaka: 515 MPa (75 ksi) minimalna natezna trdnost, 205 MPa (30 ksi) najmanjši 0,2-odstotni izkoristek, 40 odstotkov najmanjši raztezek. 304L in 316L sta prav tako enaka drug drugemu in nižja: 485 MPa (70 ksi) natezna trdnost in 170 MPa (25 ksi) donos. Molibden spremeni korozijsko obnašanje; ne spreminja moči. Edina mehanska razlika v celotni primerjavi je tista, ki jo povzroča ogljik.

Minimalne mehanske lastnosti ASTM A240, žarjeno stanje

Zadnji dve vrstici sta tisti, ki sta v trgovini pomembnejši kot na risbi. Avstenitno nerjavno jeklo prevaja približno tretjino toliko toplote kot ogljikovo jeklo in se pri enakem dvigu temperature razširi približno 40 do 50 odstotkov več. Ti dve dejstvi skupaj sta razlog, zakaj posoda iz nerjavečega jekla popači na načine, ki jih posoda iz ogljikovega jekla enake geometrije ne, in sta enaki za 304 in za 316 - izbira med stopnjami ne bo spremenila vašega problema z izkrivljanjem.

Kateri razred daje tanjšo in cenejšo lupino tlačne posode?

Niti . 304 niti 316 nimata iste dovoljene obremenitve ASME pri sobni temperaturi, zato je izračunana debelina lupine enaka. Kar spremeni debelino, je karbonska različica: oblikovanje na 304L ali 316L pri 16,7 ksi namesto 304 ali 316 pri 20,0 ksi naredi lupino približno 20 odstotkov debelejšo. Molibden kupi odpornost proti koroziji; ne kupi nobene moči.

Delajte skozi reprezentativno lupino. Vzemite notranji tlak 150 psi, notranji polmer 30 palcev in dvojno zvarjen sočelni spoj tipa 1 s popolno radiografijo, ki daje učinkovitost spoja 1,0 na UW-12. Enačba UG-27 za vzdolžni spoj je t=PR / (SE - 0.6P).

Delovni UG-27 izračun lupine: P=150 psi, R=30 in, E=1.00

Sama dovoljena napetost je izpeljana na enak način za vsako vrstico v tej tabeli. Oddelek II Del D določa S kot nižjo od dveh frakcij navedenih minimalnih lastnosti pri temperaturi: dve tretjini meje tečenja in ena 3,5 natezne trdnosti. Pri ambientu, ki daje 2/3 x 30=20.0 ksi proti 75 / 3.5=21.4 ksi za ravne stopnje, torej velja 20,0; in 2/3 x 25=16.7 ksi proti 70 / 3.5=20.0 ksi za razrede L, tako da velja 16,7. Nad približno 540 C prevzamejo lastnosti lezenja in pretrganja pod napetostjo in obe družini se razhajata, zato preberite tabelo 1A za natančno stopnjo in konstrukcijsko temperaturo namesto interpolacije.

Praktična ugotovitev je, da je različica ogljika konstrukcijska spremenljivka, molibden pa ne. Če je vaše plovilo zasnovano za 304L in ga nato zamenjate za 316L zaradi korozije, se debelina lupine ne spremeni in edini račun, ki se premakne, je cena plošče. Če zamenjate iz 316 v 316L, se školjka poveča za približno petino. Potrdite učinkovitost spoja, do katere ste upravičeni pod UW-12, preden dokončate steno, ker je popolna radiografija pri E=1.00 vredna več materiala kot običajno izbrani razred.

Pri kateri temperaturi prenehati uporabljati 304L ali 316L?

Veljajo tri ločene omejitve in velja najnižja. Preobčutljivost na nizko temperaturo postane pomembna nad približno 500 C pri dolgotrajni uporabi, dovoljena obremenitev močno upade nad približno 540 C, ko prevzame lezenje, in 316L, ki vsebuje molibden, je bolj nagnjen k sigmi od obeh v območju od 550 do 900 C. Za trajno temperaturo kovine nad približno 540 C preidite na 304H ali 316H ali na stabilizirano stopnjo.

Temperaturne omejitve in kaj velja za posamezen pas

Sigma faza si zasluži opombo, ker je specifična za molibdensko stran te primerjave. Sigma je trd, krhek intermetal, ki nastane iz ferita v območju približno od 550 do 900 C, molibden pa ga pospeši. V navadni kovini 316L običajno ni ferita za pretvorbo, zato je tveganje v zvaru, kjer je bilo namerno dodano feritno število od 3 do 10, da se prepreči vroče razpoke. Če bo posoda 316L delovala v tem temperaturnem območju, držite ferit zvarne kovine na dnu priporočenega območja in ohranite nizko feritno število polnilne toplote.

Ali je 316 boljši od 304 za pokanje zaradi kloridne napetostne korozije?

Ne. To je najpogostejša in najdražja napaka v celotni odločitvi 304 proti 316. Molibden izboljša odpornost proti luknjicam in razpokam; ne izboljša odpornosti proti pokanju zaradi kloridne napetostne korozije. Oba razreda razpokata in posoda 316 pod izolacijo na toplem mestu, ki vsebuje klorid, bo odpovedala enako kot posoda 304.

Razpoke zaradi kloridne napetostne korozije zahtevajo štiri stvari hkrati: kloride, raztopljeni kisik, natezno napetost in temperaturo nad približno 50 do 60 C. Odstranite eno in ne boste dobili razpok. Molibden ne vpliva na nobenega od štirih. Spremeni pa se luknjičasta luknjica, ki je pogosto pred razpoko, in v ozkem laboratorijskem oknu, ki lahko nekoliko premakne prag – vendar premik laboratorijskega praga ni podlaga za izdajo dovoljenja za tlačno posodo.

Kaj dejansko preprečuje razpoke zaradi kloridne napetostne korozije

Če pišete vrstico materiala za plovilo, ki bo izolirano in nameščeno na prostem ali na obalnem mestu, ne pišite 316 kot ublažitev zunanjega kloridnega korozijskega razpokanja. Napišite specifikacijo prevleke, zahteve glede izolacije z nizko vsebnostjo klorida in podrobnosti o vremenski odpornosti ter proračun za njihovo vzdrževanje. Nadgradnja materiala, ki deluje pri tej nalogi, je sprememba družine zlitin, ne sprememba znotraj para 304 in 316.

Koliko več stane plošča 316 kot 304 in ali je to pomembno na plovilu?

Plošča 316 ima običajno 25- do 45-odstotno premijo v primerjavi s ploščo 304, predvsem zaradi doplačil za molibden in nikljeve zlitine. Pri končani tlačni posodi je kazen manjša, kot kaže ta vrzel, ker je plošča le del dobavljenega stroška, ​​varjenje, pregled in toplotna obdelava pa so enaki za oba razreda.

Kje se razlika v stroških pokaže in kje ne

Zadnja vrsta ni hec. Ko se posoda 304 poškoduje, ker se je izkazalo, da postopek vsebuje kloride, je osnovni vzrok enostavno najti, rešitev – nadgradnja materiala – pa je preprosta. Ko posoda 316 poči pod izolacijo, je proizvajalec običajno prvi osumljenec, čeprav se material nikoli ni mogel upreti temu mehanizmu. Plačati premijo za 316 in jo nato uporabiti za rešitev težave, ki je molibden ne obravnava, je najslabši od obeh rezultatov.

Za možnosti zlitin, ki presegajo ta par,904L proti 254 SMO proti 316Lpokriva, kjer prevzamejo super avstenitne stopnje, innerjaveče jeklo 904Lpodaja sestavo in lastnosti najpogosteje uporabljenih med njimi.

Katero polnilno kovino uporabljate za ploščo 304 v primerjavi s 316?

Ujemajte razred in ohranite nizko vsebnost ogljika. Varite 304 in 304L z ER308L za GTAW in GMAW ali E308L za SMAW; zvarite 316 in 316L z ER316L ali E316L. Za izboljšanje vlaženja uporabite različice GMAW, ki vsebujejo silicij. Obe navadni kovini se nahajata v P-št.. 8 skupini 1 in vsa ta polnila se nahajajo v F-št.. 6, tako da ena kvalifikacijska struktura postopka pokriva celotno družino.

Izbira polnila za zvar plošče 304 in 316

Polnilo se namerno ne ujema popolnoma z osnovno kovino. ER308L vsebuje približno 19,5 do 22,0 odstotkov kroma v primerjavi s 17,5 do 19,5 odstotki v plošči, ER316L pa vsebuje približno 18,0 do 20,0 odstotkov kroma v primerjavi s 16,0 do 18,0 odstotki v plošči. Obogatitev s kromom je tista, ki postavi zvar na feritno-avstenitno pot strjevanja namesto na popolnoma avstenitno, kar je naslednje vprašanje - in to je tudi, zakaj je lahko zvar, nanesen z napačnim polnilom, na radiografiji videti popoln in še vedno povzroča razpoke.

Struktura kvalifikacij je skupna za oba razreda. Oddelek IX ASME dodeljuje 304, 304L, 316 in 316L P-št. . 8 skupini 1, dodeljuje vsa ta avstenitna nerjavna polnila F-št. . 6 in pokriva sestavo kovine zvara v sistemu A-številk. Praktična posledica: kvalificiranje postopka na 316L na splošno kvalificira bistvene spremenljivke za preostalo družino, zato se večina trgovin kvalificira na 316L in zmanjša, namesto da kvalificira vsako stopnjo posebej.

Zakaj je feritno število pomembno v avstenitni nerjavni zvarni kovini?

Ker je majhna količina delta ferita edina stvar, ki stoji med avstenitnim zvarom in strjevalnimi razpokami. Ciljno feritno število 3 do 10. Pod približno 3 FN se zvar strdi kot groba stebričasta avstenitna zrna s tekočimi filmi, bogatimi z nečistočami, med njimi in lahko med ohlajanjem poči; nad približno 10 FN se lahko ferit pretvori v krhko sigma fazo v vročem delovanju.

Ferit je magneten, avstenit pa ne, zato je mogoče celotno meritev opraviti s kalibriranim magnetnim instrumentom na končnem zvaru. Feritno število je opredeljeno z AWS A4.2 in ni ravno prostorninski odstotek - pod približno 8 do 10 sta si blizu, zgoraj pa se razhajata - kar je še en razlog več, da priporočeni ciljni pas ostane tam, kjer je.

Feritni številski pasovi in ​​kaj vsak pomeni

Pred varjenjem ga predvidite s sestavnim diagramom WRC-1992, ki uporablja ekvivalente kroma in niklja, izračunane iz sestave razredčene kovine zvara: ekvivalent Cr je enak odstotku Cr plus odstotek Mo plus 0,7-kratni odstotek Nb, ekvivalent Ni pa je enak odstotku Ni plus 35-kratni odstotki C plus 20-kratni odstotki N plus 0,25-kratni odstotki Cu. Dušikov izraz je razlog, da je WRC-1992 izpodrinil starejši Schaefflerjev diagram za sodobne nizkoogljične toplote, ki vsebujejo dušik.

Predvideno feritno število je izračun; izmerjeno feritno število je sprejemni zapis. Izmerite jo na kuponu za kvalifikacijo postopka s kalibriranim instrumentom in ponovno na kuponih za proizvodni preskus, če se toplota polnila spremeni. Upoštevajte tudi, da imajo izjeme pri preskusu kriogenega udarca v UHA-51 lastne mejne vrednosti ferita, ki so nižje od pasu od 3 do 10. Če vaše plovilo potrebuje zvare, odporne proti razpokam, in zelo nizko načrtovano temperaturo kovine, razrešite ta spor na PQR s svojim pooblaščenim inšpektorjem, namesto da ga odkrijete, ko so zvari že pripravljeni.

Ali potrebujete predgretje ali toplotno obdelavo po varjenju za varjene posode 304 in 316?

Ne obema v običajnem smislu. Ni mehanizma vodikovega razpokanja, proti kateremu bi se predgreli, ker se avstenit pri ohlajanju ne pretvori v martenzit in ima visoko topnost vodika. In ASME razdelek VIII-1 Tabela UHA-32 navaja, da toplotna obdelava po varjenju za P-št.. 8 avstenitno nerjavno jeklo ni ne zahtevana ne prepovedana - sploh ni sprožilca debeline.

Termična obdelava zvarov avstenitnih nerjavnih posod

Položaj UHA-32 se resnično razlikuje od sveta ogljikovega jekla in pritegne proizvajalce. Za posodo iz ogljikovega jekla P-št. 1 obstaja mejna vrednost trde debeline - 38 mm (1,5 in) za P-št. 1 skupino 1 -, nad katero je PWHT obvezna. Za avstenitno nerjavno jeklo ni praga, časa zadrževanja in minimalne temperature. Če uporabnik vseeno določi toplotno obdelavo, je pravi cikel žarjenje v raztopini, ki mu sledi hitro ohlajanje, ne subkritična razbremenitev. Razbremenitev napetosti 650 C na posodi, varjeni iz ne-L plošče, je odličen način za senzibilizacijo celotne toplotno prizadete cone.

Oblikovane glave so izjema, o kateri je vredno vedeti. Deformacija pri hladnem preoblikovanju in kakršen koli cikel vročega preoblikovanja spremenita material, močno hladno oblikovane avstenitne glave pa se po oblikovanju pogosto žarijo v raztopini, da se odstrani deformacija in obnovi odpornost proti koroziji. To je toplotna obdelava pri preoblikovanju, ne zvar PWHT, in se zgodi, preden se glava privari v lupino.

Kako preprečite preobčutljivost v toplotno prizadetem območju zvara posode?

Najprej kontrolirajte ogljik, nato čas in temperaturo. Naročite razred L ali dvojno certificiran material, tako da ni dovolj ogljika za oblikovanje neprekinjenega karbidnega omrežja, nato vzdržujte temperaturo vmesnega prehoda nizko in vnos toplote zmeren, tako da HAZ porabi čim manj časa med 425 in 815 C. Če bo posoda več let topla, razmislite o stabiliziranem razredu, in kjer je posledica visoka, preverite s testom ASTM A262.

Mehanizem je vredno enkrat razumeti, da so kontrole smiselne. Kromov karbid se izloča na mejah zrn, ker ogljik difundira do meje hitreje, kot lahko krom difundira iz okoliške kovine. Karbid, ki nastane, je bogat s kromom, zato je ozek kovinski pas tik ob meji osiromašen. Pod približno 12 odstotki kroma ta pas ni več nerjaven in v jedki tekočini se prednostno raztopi, pri čemer ostane neprekinjena medzrnata pot. Najhitrejša padavina se zgodi pri 650 do 750 C, kar je ravno znotraj območja, skozi katerega prehaja HAZ zvara.

Nadzor preobčutljivosti v vrstnem redu, kot ga je treba uporabiti

Katero prakso A262 poklicati, je odvisno od stopnje in to je eno redkih mest, kjer izbira 304 proti 316 resnično spremeni preskusno metodo. Praksa B, preskus železovega sulfata in žveplove kisline, je ustrezna za avstenitne stopnje, ki vsebujejo molibden, zato jo določite za 316 in 316L. Praksa C, dušikova kislina ali Hueyev test, je običajna izbira za 304 in 304L. Praksa A je hitro jedkanje z oksalno kislino, ki se uporablja za presejanje, praksa E pa je preskus bakrov-bakrov sulfat-žveplova kislina, ki se uporablja, kadar je potrebna splošna avstenitna ocena.

Zakaj se zvari avstenitnih nerjavnih posod deformirajo bolj kot zvari ogljikovega jekla?

Dve fizikalni lastnosti, obe enaki za 304 in 316. Avstenitno nerjavno jeklo prevaja približno tretjino toliko toplote kot ogljikovo jeklo, zato toplota zvara ostane v spoju, namesto da bi se širila ven; in se razširi približno 40 do 50 odstotkov več na stopinjo, tako da isto temperaturno polje povzroči večjo toplotno obremenitev. Več deformacij, koncentriranih v ožjem območju, pomeni večjo deformacijo, večje krčenje in več preostale napetosti.

Fizikalne lastnosti, ki vodijo vedenje pri izdelavi

Kontrole izhajajo neposredno iz fizike. Uporabite zmeren vnos toplote namesto visokih stopenj nanašanja, ki bi jih uporabili pri ogljikovem jeklu. Uporabite bakrene ali aluminijaste nosilne palice, da izvlečete toploto iz korenin. Uporabite uravnoteženo zaporedje varjenja - vzvratno ali simetrično - tako se krčenje porazdeli in ne kopiči. Pripnite se na močan hrbet, kjer to omogoča geometrija, in ne pozabite, da zadrževanje poveča preostalo napetost, čeprav zmanjša vidno popačenje.

Še ena posledica je značilna za tankostenske posode. Lupina, manjša od približno 6 mm, je omejena na togost in ne na trdnost, zato deformacija in poškodbe pri rokovanju, ne izračun UG-27, določajo praktični minimum. Zato so tanke avstenitne posode običajno zgrajene z ojačevalnimi obroči ali povečano nominalno steno namesto na izračunani minimum, in zakaj so smernice glede debeline vkako izbrati debelino plošče iz nerjavečega jeklaje vredno prebrati, preden dokončate lupino.

Kakšen pregled zahteva oddelek VIII ASME za zvare avstenitnih nerjavnih posod?

Radiografija na UW-11 na ravni, ki je potrebna za pridobitev učinkovitosti spoja, ki ste jo načrtovali, in pregled s tekočim penetrantom na vseh avstenitnih zvarih krom-nikelj z nazivno debelino nad 19 mm (3/4 in), kot zahteva UHA-34. Če se izvaja kakšna toplotna obdelava, se pregled opravi po njej. Zahteva glede penetracije je pravilo, specifično za avstenit, brez ekvivalenta ogljikovega jekla.

Zahteve za preglede, ki veljajo za zvare posod 304 in 316

Najpogosteje spregledano pravilo UHA-34. Proizvajalec, katerega navade izhajajo iz ogljikovega jekla, bo radiografiral, morda ultrazvočno testiral in ne bo razmišljal o pregledu s penetrantom na 25 mm lupinastem šivu. Kodeks to zahteva in to je pomembno: avstenitna zvarna kovina se strdi z grobimi stebrastimi zrni in rentgenski posnetek skozi groba stebričasta zrna je slab pri iskanju ravnih, tesno zaprtih pomanjkljivosti taljenja, ki jih ta zrna skrivajo.

Kaj je hidrostatična preskusna past za tlačne posode iz nerjavečega jekla?

Voda. Posoda, ki opravi svoj hidrostatični preskus, se lahko uniči zaradi testne vode, ki ostane v njej, ker stoječa voda, ki vsebuje kloride, hitreje uniči avstenitno nerjavno jeklo kot večina procesnih tekočin, ki jih bo posoda kdaj videla. Omejite klorid, takoj odcedite, popolnoma posušite in ne pustite delno napolnjene posode stati čez vikend.

Kontrole hidrostatičnega preskusa za avstenitne nerjavne posode

Na istem območju je druga, tišja past. Plovila so pogosto hidrotestirana, izsušena in nato tedne pred zagonom puščena s praznimi šobami in zaprtim prehodom. Preostali sloj vode izhlapi in ponovno kondenzira, pri čemer se ves klorid koncentrira na najtoplejše in najhladnejše površine. Če mora posoda sedeti, jo pustite odprto in suho ali jo konzervirajte s suhim dušikom. Izdelovalci, ki so ravnalinerjavno jekloleta bo prepoznal ta vzorec: škoda ni nikoli tam, kjer je bila voda najgloblja, je na vodni črti.

Kako preverite, ali ste dejansko prejeli 316 in ne 304?

Pozitivna identifikacija materiala z ročnim rentgenskim fluorescenčnim analizatorjem, preverjanje molibdena. Traja nekaj sekund, deluje na plošči in končnem zvaru in je edini praktičen način, da ujamete napako v trgovini, ker sta 304 in 316 vizualno, magnetno in dimenzijsko enaka.

Koraki preverjanja od naročilnice do imenske tablice

Molibden je diskriminator, ker je edini element v specifikaciji, ki ga en razred vsebuje, drugi pa ne. Razponi kroma in niklja se dovolj prekrivajo, da ne morejo rešiti vprašanja, in noben vizualni ali magnetni test ne more. Petsekundni posnetek PMI na vsaki plošči, preden gre v zvitek, in na vsakem šivu po varjenju odstrani napako, ki se sicer pojavi več let pozneje kot nepojasnjena korozija. Enako preverjanje je vredno opraviti na kolutu polnilne žice, saj je žica drugo mesto, kjer se lahko skrije zmešnjava.

Kdaj naj bo tlačna posoda izdelana iz 304 namesto iz 316?

Kadarkoli ni lokalnega mehanizma korozije, ki bi ga obravnaval molibden. Če tekočina ne vsebuje pomembnega klorida, temperatura ostane pod približno 60 C v prisotnosti kakršnega koli klorida, storitev oksidira ali je posoda suha, čista in zaprta, je 304L pravilen in cenejši material, molibden pa je denar, porabljen za nič.

Izbirna matrika za ploščo tlačne posode 304L proti 316L

Kjer odgovor ni ne eno ne drugo, so poti nadgradnje dobro utečene.Duplex 2205približno podvoji mejo tečenja in veliko bolje obvlada razpoke zaradi kloridne napetostne korozije kot kateri koli razred.254 SMOin904Lprevzeti, kjer je odpornost proti luknjicam glavna zahteva, in za najbolj agresivne naloge postane primerjavaInconel 625 proti 316L. Varjenje teh materialov je spet druga disciplina - glejnavodilo za varjenje Hastelloy C276innavodila za varjenje Inconel 625kako se postopki spreminjajo.

Kako določite ploščo 304 proti 316 za tlačno posodo?

Delajte po vrstnem redu: določite okolje, izberite različico ogljika, potrdite seznam kod in certificiranje, načrtujte z dovoljeno obremenitvijo za kakovost, ki ste jo dejansko kupili, kvalificirajte postopek z izmerjenim feritnim številom, kontrolo vmesnega prehoda in oklopa, določite pregled in kateri koli preskus medkristalne korozije, nato kontrolirajte vodo za hidrotest in nato očistite posodo.

1. korak. Zapišite procesno okolje, preden zapišete oceno:Zabeležite vsebnost klorida, temperaturo, pH, ali tekočina oksidira ali reducira, kaj se zgodi med zaustavitvijo in kaj je pod izolacijo. 304 in 316 sta oba avstenitna razreda krom-nikelj; molibden v 316 vam kaj kupi samo, če je dejansko prisoten lokaliziran korozijski mehanizem. glejLastnosti in uporaba nerjavnega jekla 304 proti 316za splošno lastninsko sliko.

2. korak. Izberite različico ogljika iz varilne in delovne temperature skupaj:Za varjeno posodo, ki ne bo imela trajne uporabe nad približno 425 C, naročite razred L. Če je projektna temperatura v območju lezenja, se premaknite na 316H ali 304H, namesto da poskušate raztegniti razred L. Če želite, da en izdelek iz zaloge služi obema, kupite dvojno certificiran material in se prepričajte, da sta v certifikatu obrata navedeni obe specifikaciji.

3. korak. Potrdite, da je plošča material kode, in pridobite potrdilo, preden jo razrežete:Plošča mora biti SA-240 (ASME sprejetje ASTM A240) in navedena za uporabo v razdelku VIII-1, s toplotno številko, ki je sledljiva oznaki na plošči, in dokumentom EN 10204 3.1 ali 3.2. Preberite analizo toplote, ne tipične vrednosti: preverite ogljik v primerjavi z 0,030 odstotka za razred L in molibden v primerjavi z 2,00 odstotki za 316.ASTM A240navaja celotne kemijske in mehanske zahteve.

4. korak. Oblikujte lupino z dovoljeno obremenitvijo za natančno kakovost, ki ste jo kupili:Uporabite t=PR / (SE - 0.6P) od UG-27 za vzdolžni spoj in t=PR / (2SE + 0.4P) za obodni spoj, pri čemer S odčitajte iz razdelka II Del D tabele 1A pri načrtovani temperaturi in E od UW-12 za vaš tip spoja in pregled. Ne načrtujte z dovoljenimi vrednostmi 304 in nato kupite ploščo 304L.

Korak 5. Kvalificirajte varilni postopek s pravim polnilom in izmerjenim feritnim številom:Kvalificirajte se po oddelku IX ASME z uporabo P-št.. 8 osnovnega materiala skupine 1 z ER308L ali ER316L pod F-št.. 6. Predvidite feritno število z diagramom WRC-1992 na dejanski toploti polnila, nato ga potrdite na kvalifikacijskem kuponu s kalibriranim magnetnim instrumentom in držite 3 do 10 FN.

Korak 6. Nadzirajte dovod toplote, temperaturo med prehodi in zaščito korenin:Najvišja temperatura med prehodom je 175 C (350 F) za splošna dela in največ 150 C (300 F), kjer je odpornost proti koroziji kritična. Povratno očistite koren z argonom, tako da vsebnost kisika ostane dovolj nizka, da se izognete sladkorju, in uporabite uravnoteženo zaporedje zvarov z bakrenimi ali aluminijastimi nosilnimi palicami, da odvzamete toploto iz spoja.

Korak 7. Pregled in test interkristalne korozije vpišite v vrstni red:Določite radiografijo na UW-11 za učinkovitost spoja, ki ste jo načrtovali, tekoči penetrant na UHA-34 na zvarih z nazivno debelino nad 19 mm in test ASTM A262 na proizvodnem kuponu zvara, ko bo posoda opazila senzibilizirajoče temperature ali jedko tekočino. Uporabite vajo B za 316L in vajo C za 304L.

Korak 8. Kontrolirajte vodo za hidrostatični preskus in nato posušite posodo:Omejite klorid na približno 50 ppm, izpraznite posodo takoj, ko je preskus končan, in posušite vse notranje površine. Odstranite toplotno barvo z dekapiranjem po ASTM A380 ali z mehanskimi sredstvi z namenskimi orodji iz nerjavečega jekla, pasivirajte po ASTM A967 in zaključite s pozitivno identifikacijo materiala na dokončanih zvarih, da potrdite prisotnost molibdena, kjer je bil določen 316.

Dve navadi naredita razliko med specifikacijo, ki preživi stik s trgovino, in tisto, ki ne. Najprej zapišite dodatne zahteve na naročilnico, ne v telo opomb k risbi - najmanjši molibden, najmanjše feritno število, preskus medkristalne korozije in vrsta certifikata so vse postavke naročilnice. Drugič, določite preverjanje identifikacije materiala kot zadrževalno točko v načrtu inšpekcijskih pregledov in preskusov namesto zahteve. Za celotno pot od plošče do koluta in sestave posode,izdelava tuljave cevizajema zaporedje izdelave inpredizdelava v primerjavi z varjenjem na terenupokriva, kjer je delo najbolje opravljeno.

Pogosto zastavljena vprašanja

Molibden. 316 in 316L vsebujeta od 2,00 do 3,00 odstotka molibdena, 304 in 304L pa ga ne vsebujeta. Območja kroma se rahlo razlikujejo v drugo smer - 304 vsebuje 17,5 do 19,5 odstotka kroma v primerjavi s 16,0 do 18,0 odstotki za 316 - in 316 nosi višje območje niklja pri 10,0 do 14,0 odstotkih. Vse ostalo, vključno z vsemi mehanskimi lastnostmi, je enako.

Koliko molibdena je v plošči iz nerjavečega jekla 316?

ASTM A240 zahteva 2,00 do 3,00 odstotka za 316 in 316L. Toplota pri 2,02 odstotka in ena pri 2,95 odstotka sta skladna, vendar ne delujeta enako v razpoki z vročim kloridom, zato navedite najmanjšo količino molibdena kot dodatno zahtevo, ko je luknjasti mehanizem upravljanja.

Je 316 močnejši od 304?

Št. ASTM A240 navaja identične minimalne mehanske lastnosti: 515 MPa (75 ksi) natezna trdnost in 205 MPa (30 ksi) elastičnost za oba ter 485 MPa (70 ksi) natezna trdnost in 170 MPa (25 ksi) elastičnost za oba razreda L. Molibden spremeni korozijsko obnašanje, ne trdnosti.

Kakšen je PREN 304 v primerjavi s 316?

Če uporabimo PREN=odstotek Cr + 3.3 x odstotek Mo + 16 x odstotek N, je tipični 304 približno 18 do 20, tipičen 316 pa približno 23 do 26. Vrzel je skoraj v celoti posledica izraza molibden. PREN je indeks razvrščanja in ne prag zasnove - ne podaja vam kritične temperature luknjičaste ali kritične temperature špranj.

Katera je boljša za tlačno posodo, 304 ali 316?

Popolnoma je odvisno od tega, ali obstaja lokaliziran korozijski mehanizem. Če ni kloridov ali so kloridi v sledovih pod približno 50 ppm pri sobni temperaturi, je 304L pravilen in cenejši. Če so prisotni kloridi ali je tekočina razredčena redukcijska kislina, izberite 316L. Če so kloridi prisotni nad približno 60 C, nobeno ni primerno, ker je takrat vodilno tveganje kloridno napetostno korozijsko razpokanje.

Zakaj je 316L prednost pred 316 za varjene tlačne posode?

Ogljik. 316 dopušča do 0,08 odstotka ogljika, kar je dovolj za tvorbo kromovega karbida na mejah zrn v območju toplotnega vpliva med varjenjem, kar osiromaši sosednjo kovino kroma in ustvari pot za interkristalno korozijo. 316L omejuje ogljik pri 0,030 odstotka, kar je premalo za tvorbo neprekinjene karbidne mreže v normalnem varilnem ciklu.

Ali lahko varite 304 na 316?

ja Uporabite polnilo ER316L ali E316L, ki se ujema z višjo zlitino obeh osnovnih kovin. Nikoli ne preklopite na polnilo 308L na spoju 304 do 316, ker bi razredčena zvarna kovina potem vsebovala manj molibdena kot kateri koli starš. Oba razreda sta št. P. 8 skupine 1, tako da je skupek znotraj ene kvalifikacijske strukture postopka.

Katero dodajno kovino uporabljate za varjenje plošče 316?

ER316L za GTAW in GMAW, E316L za SMAW in ER316LSi za GMAW, ko želite boljše omočenje in obliko kroglic iz silicija. Za 316L v ogljikovo jeklo uporabite ER309LMo, tako da prehodna cona zadrži molibden. Ciljno feritno število od 3 do 10 v nanesenem zvaru.

Kakšno je pravilno feritno število za zvar 308L in 316L?

Ciljajte 3 do 10 FN, pri čemer je 3 do 8 običajni optimum. Pod približno 3 FN nevarnost strjevanja razpok močno naraste, ker se zvar strdi kot grob stebričast avstenit s filmi nečistoč med zrni. Nad približno 10 FN in zlasti nad 12 FN se lahko delta ferit pretvori v krhko sigma fazo v pasu od 550 do 900 C, molibden pa to pretvorbo pospeši.

Ali potrebujete toplotno obdelavo po varjenju za zvare plovil 304 ali 316?

Št. Razdelek ASME VIII-1 Tabela UHA-32 navaja, da PWHT za P-št.. 8 avstenitno nerjavno jeklo ni niti zahtevana niti prepovedana, zato ni nobenega sprožilca debeline, kot je za ogljikovo jeklo. Če uporabnik vseeno določi toplotno obdelavo, je pravi cikel žarjenje v raztopini pri 1040 do 1095 C, ki mu sledi hitro ohlajanje - ne subkritična razbremenitev napetosti, ki bi povzročila občutljivost materialov, ki niso L.

Ali nerjavno jeklo pred varjenjem predgrejete?

Ne za preprečevanje razpok in ne za temperature, ki se uporabljajo za ogljikovo jeklo. Avstenit se pri ohlajanju ne spremeni v martenzit in zlahka zadržuje vodik, zato ni mehanizma za razpoke vodika, proti kateremu bi se predgreli. Predgretje se uporablja samo za odstranjevanje vlage ali odmrzovanje hladnega spoja, prekomerno predgretje pa popačenje še poslabša.

Kakšna je najvišja vmesna temperatura za avstenitno nerjavno jeklo?

175 C (350 F) je skupni maksimum za splošno izdelavo, 150 C (300 F) pa se uporablja, kjer je odpornost proti koroziji kritična. Interpass je nadzorovan kot maksimum in ne kot minimum ravno zato, ker je zadrževanje toplotno prizadetega območja v pasu od 425 do 815 C tisto, kar povzroča preobčutljivost.

Kaj je preobčutljivost in kako jo preprečiti?

Senzibilizacija je izločanje kromovega karbida na mejah zrn, ko se kovina vzdržuje med približno 425 in 815 C, kar izčrpa krom iz kovine tik ob meji in omogoči interkristalno korozijo. Preprečite ga z uporabo razreda L ali dvojno certificiranega materiala z največ 0,030 odstotka ogljika, omejitvijo temperature vmesnega prehoda in vnosa toplote ter uporabo stabiliziranega razreda, kot je 347 za vročo uporabo.

Katera temperatura povzroči preobčutljivost nerjavečega jekla?

Med približno 425 in 815 C (800 in 1500 F), z najhitrejšimi padavinami blizu 650 do 750 C. Toplotno prizadeto območje zvara gre skozi ta pas v nekaj minutah, zato vsebnost ogljika - ne vsebnost kroma - določa, ali zvar ostane odporen proti koroziji.

Katera praksa ASTM A262 testira 316L na preobčutljivost?

Praksa B, preskus železovega sulfata in žveplove kisline, je ustrezna praksa za avstenitno nerjavno jeklo, ki vsebuje molibden, kot sta 316 in 316L. Praksa C, dušikova kislina ali Hueyev test, je običajna izbira za 304 in 304L. Praksa A je hitro presejalno jedkanje z oksalno kislino, praksa E pa test baker-bakrov sulfat-žveplova kislina.

Kakšna je dovoljena napetost SA-240 304 v primerjavi s 316?

Enako pri temperaturi okolice: 20,0 ksi (138 MPa) za 304 in 316 ter 16,7 ksi (115 MPa) za 304L in 316L, po tabeli 1A razdelka II dela D ASME. To pomeni, da vam 316 ne omogoča izdelave tanjše posode od 304 - molibden pridobi odpornost proti koroziji, ne trdnosti.

Ali je 316 odporen na razpoke zaradi kloridne napetostne korozije?

Ne. Molibden izboljša odpornost proti luknjam in razpokam, vendar nima koristnega učinka na razpoke zaradi kloridne napetostne korozije, ki potrebuje kloride, kisik, natezno napetost in temperaturo nad približno 60 C. Molibden ne obravnava nobenega od štirih. Popravek je odstranitev enega od štirih pogojev ali sprememba družine zlitin v dupleks, 6Mo ali nikljevo zlitino.

Ali se lahko 316 uporablja za storitve morske vode?

Ni za stalno potapljanje ali kakršno koli delo z razpokami. 316L jame in špranje rjavijo v morski vodi, zlasti v stoječih ali zaščitenih območjih. Uporabite super duplex, kot je S32750, razred 6Mo, kot je 254 SMO, ali nikljevo zlitino, odvisno od hitrosti, temperature in geometrije reže.

Kakšna je mejna vrednost vodnega klora pri hidrostatičnem preskusu za nerjavne posode?

Običajno določeno največ 50 ppm in 25 ppm ali manj, kjer posode ni mogoče zanesljivo posušiti. Ne glede na mejo izpraznite posodo takoj po preskusu in posušite vse notranje površine. Stoječa kloridna voda uniči avstenitno nerjavno jeklo hitreje kot večina procesnih tekočin, ki jih bo kdaj vsebovala, poškodba pa se običajno pojavi na vodni liniji.

Kako v trgovini ločiš 304 od 316?

Pozitivna identifikacija materiala z ročnim rentgenskim fluorescenčnim analizatorjem, preverjanje molibdena. Oba razreda sta vizualno, magnetno in dimenzijsko enaka, obsega kroma in niklja pa se prekrivata, zato je molibden edini zanesljiv diskriminator. Preverite ga na vsaki plošči ob prevzemu, na vsakem kosu po rezanju in na izvedenih zvarih.

Ali je plošča iz nerjavečega jekla 316 magnetna?

Ne, ne v žarjenem stanju - tako 304 kot 316 sta avstenitna in nemagnetna. Zvar v obeh razredih vsebuje dovolj delta ferita, da daje šibek magnetni odziv, kar je točno tisto, kar zazna instrument za merjenje ferita. Hladno delo lahko povzroči tudi rahel magnetizem na oblikovanih območjih.

Pri kateri temperaturi prenehati uporabljati 304L ali 316L?

Veljajo tri omejitve. Preobčutljivost pri nizkih temperaturah je pomembna nad približno 500 C pri dolgotrajni uporabi, dovoljena obremenitev pade nad približno 540 C, ko vlada lezenje, 316L, ki vsebuje molibden, pa je bolj nagnjen k sigmi v območju od 550 do 900 C. Za trajno temperaturo kovine nad približno 540 C preidite na 304H ali 316H ali na stabilizirano stopnjo, kot je 347.

Kaj je dvojno certificirana plošča 316/316L?

Enkratno segrevanje, ki izpolnjuje vse zahteve obeh specifikacij: ogljik pri največ 0,030 odstotka skupaj z ravnim nateznim razredom in najmanjšim izkoristkom. Omogoča, da en artikel iz zaloge izpolnjuje specifikacijo za varjenje razreda L in dovoljeno zasnovo ravnega razreda, odvisno od naročila, oznake na ploščici in potrdila, ki poimenujejo razred, za katerega načrtujete.

Ali 316 zvar kovin potrebuje razbremenitev?

Ne. Kodeks ne zahteva razbremenitve napetosti pri avstenitnih nerjavnih zvarih, subkritična razbremenitev napetosti v območju od 600 do 700 C pa je aktivno škodljiva, ker senzibilizira material, ki ni L, in lahko poveča sigma fazo v kovini zvara, ki vsebuje molibden. Preostale napetosti se obvladujejo z zasnovo spoja, zaporedjem zvarov in po potrebi z mehanskimi metodami.

Koliko več stane plošča 316 kot plošča 304?

Običajno 25 do 45 odstotkov na ceno plošč, ki jo poganjajo predvsem doplačila za molibden in nikljeve zlitine ter premikanje s trgi zlitin. Pri končani posodi je kazen manjša, saj so stroški varjenja, pregleda in toplotne obdelave enaki za oba razreda in je plošča le del dobavljenega stroška.

Je 316 boljši od 304 za oskrbo z dušikovo kislino?

Ne, slabše je. Molibden se prednostno topi v močno oksidirajočih kislinah, zato je 304L standardna izbira za uporabo dušikove kisline, 316L pa se izogiba. To je eden redkih primerov, ko je dražji razred tehnično napačen.