Visok-ugljik od nehrđajućeg čelika 316H

316H je visoko-ugljična varijanta nehrđajućeg čelika 316, s kontroliranim sadržajem ugljika za poboljšanje otpornosti na puzanje pri visokim-temperaturama. Kombinira otpornost na-koroziju 316 koja sadrži molibden s-otpornošću na visoko-temperaturno naprezanje, pogodno za-noseće komponente-na visokim-temperaturnim naprezanjima u sredinama-korozije.

Kemijski sastav (tež.%): C=0.04-0.10, Cr=16.00-18.00, Ni=10.00-14.00, Mo=2.00-3.00, Si Manje ili jednako 1,00, Mn Manje ili jednako 2,00, P Manje ili jednako 0,045, S Manje ili jednako 0,030, Fe=Ravnoteža

Mehanička svojstva (žareno): Vlačna čvrstoća veća ili jednaka 515MPa, čvrstoća tečenja veća ili jednaka 205MPa, istezanje veće ili jednako 40%, tvrdoća manja ili jednaka 217HB

Prednosti izvedbe: Izvrsna otpornost na puzanje pri visokim-temperaturama (700 stupnjeva, 1000h otpornost na puzanje Veća ili jednaka 80MPa); dobra otpornost na visoko-temperaturnu kloridnu koroziju; stabilna otpornost na-oksidaciju pri visokim temperaturama; pogodan za scenarije podnošenja stresa od 600-870 stupnjeva.

Prijave: prirubnice posude za-kemijsku reakciju visoke temperature, cijevi pregrijača kotla (600-870 stupnjeva), komponente sustava goriva plinske turbine, cjevovodi visokotemperaturnog korozivnog medija u petrokemijskoj industriji.

Ekvivalentne ocjene: UNS S31609, JIS SUS316H, EN 1.4407, GB 07Cr17Ni12Mo2

Q&A

P1: Koja je prednost 316H u odnosu na 304H u okruženjima korozije na visokim-temperaturama? A1: Glavna prednost 316H u odnosu na 304H u visoko-temperaturnoj koroziji je njegova superiorna otpornost na visoko-temperaturnu kloridnu i slabu kiselinsku koroziju, zahvaljujući dodatku molibdena. 304H ne sadrži molibden, tako da je njegova otpornost na rupičastu i pukotinsku koroziju u visoko-temperaturnim okruženjima koja sadrže kloridne ione loše, što ga čini prikladnim samo za visoko{11}}temperaturna oksidirajuća okruženja (kao što je suhi visoko{12}}temperaturni zrak). Nasuprot tome, 316H sadrži 2,00-3,00wt% molibdena, koji stvara gusti molibden-oksidni film na visokim temperaturama, učinkovito odolijevajući eroziji kloridnih iona. Na primjer, u visoko{24}}temperaturnom dimnom plinu koji sadrži sumporni dioksid i kloridne ione u petrokemijskoj industriji, 304H će doživjeti brzu koroziju, dok 316H može održati stabilne performanse. Dodatno, 316H ima veći sadržaj nikla od 304H, povećavajući stabilnost austenitne strukture i poboljšavajući otpornost na visoke -temperature. To čini 316H preferiranim materijalom za visoko-komponente koje nose-naprezanje visoke temperature u okruženjima srednje korozije.

P2: Koji je standard toplinske obrade nakon-zavarivanja za 316H? A2: Standard toplinske obrade nakon zavarivanja za nehrđajući čelik 316H je žarenje na 850-900 stupnjeva, s vremenom zadržavanja od najmanje 30 minuta po 25 mm debljine, nakon čega slijedi hlađenje zrakom. Ova toplinska obrada je obavezna jer zavarivanje unosi zaostalo naprezanje u komponentu, što može dovesti do pucanja uslijed korozije na visokoj-temperaturi i korozivnom okruženju. Žarenje na 850-900 stupnjeva može učinkovito eliminirati zaostalo naprezanje, smanjujući rizik od pucanja. U međuvremenu, ovaj temperaturni raspon može otopiti prekomjerne krom-molibden karbide istaložene tijekom zavarivanja, izbjegavajući formiranje legura-osiromašenih zona i obnavljajući otpornost na koroziju područja zavara. U usporedbi s 304H, toplinska obrada 316H nakon zavarivanja zahtijeva strožu kontrolu temperature jer su molibden karbidi stabilniji i zahtijevaju dovoljnu temperaturu za otapanje. Neodgovarajuća toplinska obrada (kao što je nedovoljna temperatura ili vrijeme držanja) smanjit će performanse pri visokim temperaturama i otpornost na koroziju 316H.

P3: Može li 316 zamijeniti 316H u-scenarijima stresa pri visokim temperaturama? A3: Ne, 316 ne može zamijeniti 316H u -scenarijima stresa pri visokim temperaturama. Ključna razlika je čvrstoća puzanja pri visokim-temperaturama, koja je određena sadržajem ugljika. 316H ima kontrolirani visoki sadržaj ugljika (0,04-0,10wt%), koji stvara dovoljno stabilnih karbida na visokim temperaturama da učvrste granice zrna i spriječe klizanje zrna, čime se poboljšava čvrstoća puzanja. Na 700 stupnjeva, 1000h otpornost na puzanje od 316H (veća ili jednaka 80MPa) je 33% veća od one od 316 (veća ili jednaka 60MPa). U scenarijima-naprezanja-na visokim temperaturama, kao što su cijevi kotla za pregrijanje koje rade na 700 stupnjeva, 316 će pretrpjeti očiglednu plastičnu deformaciju pod dugotrajnim-naprezanjem, što dovodi do kvara komponente, dok 316H može održati strukturnu stabilnost. Osim toga, sadržaj ugljika u 316H uravnotežuje performanse na visokim-temperaturama i otpornost na koroziju, dok nizak udio ugljika u 316 rezultira nedostatkom karbida na visokim temperaturama, što dovodi do slabe otpornosti na puzanje. Korištenje 316 u scenarijima stresa visoke temperature predstavljat će ozbiljne sigurnosne opasnosti.

P4: Koja je važnost kontrole sadržaja ugljika za 316H? A4: Kontrola sadržaja ugljika 316H (0,04-0,10wt%) ključna je za balansiranje njegove učinkovitosti pri visokim-temperaturama i otpornosti na koroziju. Donja granica od 0,04 wt% osigurava da ima dovoljno ugljika za spajanje s kromom i molibdenom na visokim temperaturama u stvaranje stabilnih karbida (kao što su Cr₂₃C₆ i Mo₂C). Ovi karbidi mogu značajno poboljšati otpornost na puzanje pri visokim-temperaturama, omogućujući 316H da održi strukturnu stabilnost u uvjetima dugotrajne-visoke-temperature i visokog-naprezanja. Gornja granica od 0,10 wt% je izbjegavanje prekomjernog ugljika, što bi dovelo do prekomjernog taloženja karbida. Prekomjerna količina karbida smanjit će žilavost na sobnoj-temperaturi i otpornost na koroziju 316H, posebno povećavajući rizik od interkristalne korozije. U usporedbi s 316 (C manje od ili jednako 0,08 wt%), raspon sadržaja ugljika 316H je precizniji, osiguravajući da ima veću otpornost na puzanje pri visokim-temperaturama od 316 i bolju otpornost na koroziju od običnih visoko{28}}ugljičnih nehrđajućih čelika. Ova precizna kontrola sadržaja ugljika ključna je za primjenu 316H u okruženjima s visokim-temperaturama koja nose koroziju.

 

P5: Koji su tipični scenariji primjene 316H u petrokemijskoj industriji? A5: 316H ima nekoliko tipičnih scenarija primjene u petrokemijskoj industriji. Prvo, prirubnice visoko-temperaturne posude za kemijsku reakciju: ove komponente rade na 600-800 stupnjeva i podnose visoki tlak, zahtijevajući i otpornost na puzanje pri visokim-temperaturama i otpornost na koroziju na reakcijske medije (kao što su slabe kiseline i organska otapala). Drugo, cjevovodi za-korozivni medij visoke{12}}korozije: koriste se za prijenos visoko{12}}temperaturnog dimnog plina, pare ili kemijskih medija koji sadrže kloridne ione, gdje je sadržaj molibdena 316H otporan na koroziju, a visok sadržaj ugljika osigurava otpornost na visoke-temperature. Treće, pomoćne komponente peći za krekiranje: u pećima za krekiranje etilena, 316H se koristi za komponente kao što su cijevi i nosači peći, koji rade na visokim temperaturama i zahtijevaju otpornost na visoko{17}}temperaturnu oksidaciju i puzanje. Četvrto, komponente sustava za gorivo plinske turbine: te su komponente izložene visoko-temperaturnom gorivom plinu i zahtijevaju visoko-temperaturnu čvrstoću i otpornost na koroziju. Peto, visoko{21}}cijevi izmjenjivača topline: koriste se u izmjenjivačima topline za visoko{23}}temperaturne korozivne medije, gdje sveobuhvatna izvedba 316H osigurava dugo-stabilan rad. U ovim scenarijima, prednosti 316H kombinacije čvrstoće na visokim temperaturama i otpornosti na koroziju su u potpunosti iskorištene.