Uvođenje
U zahtjevnom svijetu legura otpornih na kovane kovane dijelove tlaka (prirubnice, pribor, ventili), ASTM A182 F51 i SS316 (često se navodi putem njegove kominirane klase ASTM A182 F316), a obje nude odličnu otpornost u mnogim okruženjima, oni predstavljaju osnovne različite materijalne porodice s različitim svojstvima, prednostima i ograničenjima .
Razumijevanje kritičnih razlika između dupleksnog nehrđajućeg čelika F51 i austenitnog nehrđajućeg čelika 316 od suštinskog je značaja za inženjere, specifikacije i stručnjake za nabavku kako bi osigurali optimalne performanse, sigurnost i ekonomičnost .
Serija materijala
ASTM A182 F51 (UNS S31803 / S32205):
- Serija: Dupleks nehrđajući čelik (DSS) .
- Mikrostruktura: karakterizirala skoro 50/50 mješavine feritnih () i austenita () faza u stanju iskrenosti otopine . Ova dvofazna struktura je ključ njegovih jedinstvenih svojstava .
- Ključni legirani elementi: viši kromi (CR: 21-23%), molibden (mo: 2.5-3.5%), a azot (n: 0.08-0.20%) u poređenju sa316. donjim niklovima (NI: 4.5-6.5%) .
SS316 / ASTM A182 F316 (UNS S31600):
- Serija: Austenitni nehrđajući čelik .
- Mikrostruktura: prvenstveno se sastoji od jedne austenite () faze u stanju iskrenosti otopine . Ova struktura pruža odličnu žilavost i formibilnost .
- Ključni legirani elementi: hrom (CR: 16-18%), Nickel (NI: 10-14%), molibden (MO: 2-3%) . Sadržaj dušika je obično niži (<0.10%).
Usporedba nekretnine: F51 vs SS316 / F316
|
Nekretnina |
ASTM A182 F51 (dupleks) |
ASTM A182 F316 (austenitic) |
Prednost |
|
Snaga prinosa (0,2% pomak) |
~ 65 KSI (450 MPa) min |
~ 30 KSI (205 MPa) min |
F51 (2x viši) |
|
Zatezna čvrstoća |
~ 90 KSI (620 MPa) min |
~ 75 KSI (515 MPa) min |
F51 |
|
Tvrdoća (tipična HB) |
~ 290 HB |
~ 170 HB |
F51 |
|
Izduživanje (%) |
~ 25% min |
~ 30% min |
F316 |
|
Uticaj žilavosti (kriogeni) |
Dobro do ~ -50 stepen (-58 stepen f) |
Odlično do vrlo niskih kriogenih temp |
F316 |
|
Termička ekspanzija |
Niže (≈ 13 μm / m · stepen) |
Viši (≈ 18 μm / m · stepen) |
F51 |
|
Toplotna provodljivost |
Viši |
Donji |
F51 |
|
Magnetni odgovor |
Ferromagnetic (zbog ferita) |
U suštini ne-magnetni (žarenje) |
F316 |
|
Izrada (zavarivanje) |
Zahtijeva stroga kontrola unosa topline, zaštitni plin (N2 dodatak često potreban), pre / poslije zavarivanje toplotne obrade. Potrebne razine veće vještine . |
Relativno lakše: Dobro utvrđene procedure . Prozor šireg parametra . manje skloni metalnim pitanjima zavarivanja. |
F316 |
|
Trošak (materijal) |
Viši: Zbog viših CR, MO, N sadržaja i složenije obrade . |
Donji |
F316 |
Upoređivanje otpornosti na koroziju:
|
Vrsta okoliša / napada |
ASTM A182 F51 (dupleks) |
ASTM A182 F316 (austenitic) |
Prednost |
Bilješke |
|
Opća korozija (kiseline) |
Odličan |
Vrlo dobar |
Sličan |
Oboje se opiru širokom rasponu razrijeđenih organskih / anorganskih kiselina . |
|
Korozija za pivanje (PREN) |
PREN ≈ 34-40 |
PREN ≈ 24-26 |
F51 (značajno) |
PREN =% KR {+ 16 X% n . Viši priključak ukazuje na bolje otpornost na paljenje . |
|
Crevece Corrosion |
Vrhunska otpornost |
Dobar otpor |
F51 |
Dvoetažna struktura F51 i viši ekvirke u tijesnim pukotinama . |
|
Kloridska pucanje korozije hlorida (SCC) |
Odličan otpor |
Osjetljiv |
F51 (glavni) |
F51-ova dupleksna struktura svojstveno oduzima hlorid SCC . F316 ranjiva je iznad ~ 60 stepeni (140 stepeni f), posebno pod napetošću ili sa kloridima [{5}} |
|
Pucanje sulfidnog stresa (SSC) |
Dobro do odlično (NACE MR0175 kompatibilno) |
Ograničen |
F51 (glavni) |
F51 se široko koristi u kiselom (H2S-a koji sadrži) naftu i gas) po naču MR0175 / ISO 15156. F316 ima male granice praga ili možda nije prihvatljivo . |
|
Korozijski umor |
Veća snaga nudi prednost |
Dobro |
F51 |
Veća snaga prinosa F51 uglavnom pruža bolju otpornost na koroziju . |
|
Otpornost na oksidaciju |
Vrlo dobar |
Vrlo dobar |
Sličan |
Oboje dobro izvršiju na povišenim temperaturama u oksidirajućim atmosferama . |
Ključne prednosti sažeto:
ASTM A182 F51 (dupleks):
- Značajno veća čvrstoća: omogućava uštedu težine (tanji zidovi) ili viši rejting tlaka u komponentama .
- Vrhunska otpornost na koroziju pitting & Crevice: Posebno kritično u okruženjima koja sadrže hlorid (morska voda, izbjeljivač, hemijska prerada) .
- Odlična otpornost na kloridni stres korozijski pucanje (SCC): Glavno ograničenje standardnih austenitima poput 316.
- Dobra otpornost na sulfidni stresni pucanje (SSC): kvalificirani za primjene kiselih usluga (NACE MR0175 / ISO 15156) .
- Donja toplotna ekspanzija: smanjuje termičke napone u sistemima sa temperaturnim fluktuacijama .
- Veća toplotna provodljivost: može biti korisno u aplikacijama za prijenos topline .
ASTM A182 F316 (austenitic):
- Niži trošak: ekonomični osnovni materijal .
- Lakše izrada i zavarivanje: Više opraštanja procesa, šira dostupnost stručnosti zavarivanja i potrošnog materijala .
- Vrhunska duktilnost i žilavost: posebno kod kriogenih temperatura .
- Odlična formibilnost: Pogodniji za složene oblike koji zahtijevaju značajno hladno radno vrijeme .
- Ne-magnetni: suštinski za određene električne ili MRI aplikacije .
- Dokazana rekorda: Opsežna istorija i poznavanje u bezbrojnih industrija .
Kritična razmatranja za izbor:
1. Korozijsko okruženje: Je li hlorid SCC glavni rizik? Su visoki nivo hlorida, H2S ili drugi specifični korozivi? F51 Excels ovdje .
2. Mehanička opterećenja: Da li aplikacija zahtijeva visoku čvrstoću za smanjenje debljine težine / zida ili rukovati visokim pritiscima? F51 nudi značajne prednosti .
3. Temperatura:
- Kriogeni: F316 je superiorniji ispod -50 stepen ({2}} stepen f) .
- Povišen: oboje su upotrebljivi, ali F51 ima nižu maksimalnu limit temperaturu kontinuiranog servisa (obično ~ 300 stepeni f) u odnosu na rizik od ometanja od sekundarnog faza oborine . F316 nudi bolji otpor puzanja na trajnim visokim temperaturama .
- Izrada i zavarivanje: Može li se proizvodni pogon pouzdano upravljati strožijim zahtjevima za zavarivanje i toplinsku obradu F51? Je koštao glavni vozač koji favorizira lakše f316 izmišljot?
4. Magnetni zahtevi: Ako su ne-magnetna svojstva neophodna, F316 je izbor .
5. Kodeksi i standardi: Osigurajte poštivanje relevantnih poslovnih kodova (ASME B31 . 3, ASME BPVC, NACE MR0175) . F51 izričito je naveden u NACE MR0175 za kiselu uslugu; F316 ima ozbiljne ograničenja.
Zaključak
Odabir izmeđuASTM A182 F51 i SS316 (A182 F316)ne radi se o pronalaženju univerzalnog "boljeg" materijala, ali o odabiru optimalne legure za specifične zahtjeve aplikacije .
- Navedite ASTM A182 F51 (dupleks) kada se pruža najviši prioritet (posebno kloridni pićnja, koroziju pukovnika i SCC), koji se bavi značajnim uštedom težine kroz visoku čvrstoću, ili je u upravljanju termičkim širenjem za veće materijalne troškove i složenije zahtjeve za izradu. .
- Navedite ASTM A182 F316 (austenitic) kada su isplativost i zavarivanje, provjerene performanse, odlična kriogena žilavost, ne-magnetna temperatura, ili veća temperatura.
