فولاد ضد زنگ 316H- کربن بالا

316H نوع کربن بالا-فولاد زنگ نزن 316 است، با محتوای کربن کنترل شده برای بهبود مقاومت خزشی در دمای بالا. این ترکیبی از مولیبدن{5}}حاوی مقاومت در برابر خوردگی 316 با مقاومت در برابر تنش دمایی بالا، مناسب برای اجزای تحمل کننده تنش در دمای بالا در محیط‌های خوردگی متوسط{10}}.

ترکیب شیمیایی (wt%): C=0.04-0.10، Cr=16.00-18.00، Ni=10.00-14.00، Mo=2.00-3.00، Si کمتر یا مساوی 1.00، Mn کمتر یا مساوی 2.00، P کمتر یا مساوی 0.045، S کمتر یا مساوی 0.030، Fealance{8}B

خواص مکانیکی (آنیل شده): استحکام کششی بیشتر یا مساوی 515 مگاپاسکال، استحکام تسلیم بیشتر یا مساوی 205 مگاپاسکال، ازدیاد طول بیشتر یا مساوی 40 درصد، سختی کمتر یا مساوی 217HB

مزایای عملکرد: استحکام خزشی عالی در دمای بالا-(700 درجه، 1000 ساعت قدرت گسیختگی خزش بیشتر از یا مساوی 80 مگاپاسکال)؛ مقاومت خوب در برابر خوردگی-کلرید در دمای بالا. مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا- مناسب برای سناریوهای تحمل فشار 600-870 درجه.

برنامه های کاربردی: فلنج های مخازن واکنش شیمیایی با دمای بالا، لوله های سوپرهیتر بویلر (600-870 درجه)، اجزای سیستم سوخت توربین گاز، خطوط لوله متوسط ​​خورنده با دمای بالا در صنعت پتروشیمی.

نمرات معادل: UNS S31609، JIS SUS316H، EN 1.4407، GB 07Cr17Ni12Mo2

Q&A

Q1: مزیت 316H نسبت به 304H در محیط‌های{3}در دمای بالا چیست؟ A1: مزیت اصلی 316H نسبت به 304H در محیط‌های-در دمای بالا، مقاومت برتر آن در برابر-کلرید با دمای بالا و خوردگی اسید ضعیف است، به لطف افزودن مولیبدن. 304H حاوی مولیبدن نیست، بنابراین مقاومت آن در برابر خوردگی حفره‌ای و شکافی{0} یون‌ها ضعیف هستند، بنابراین فقط برای محیط‌های اکسیدکننده با دمای بالا (مانند هوای خشک-در دمای بالا) مناسب است. در مقابل، 316H حاوی 2.00-3.00 درصد وزنی مولیبدن است که یک لایه اکسید غنی از مولیبدن{18}}در دماهای بالا تشکیل می‌دهد و به طور موثر در برابر فرسایش یون کلرید مقاومت می‌کند. به عنوان مثال، در گازهای دودکش با دمای بالا حاوی دی اکسید گوگرد و یون های کلرید در صنعت پتروشیمی، 304H دچار خوردگی سریع می شود، در حالی که 316H می تواند عملکرد پایدار را حفظ کند. علاوه بر این، 316H دارای محتوای نیکل بالاتری نسبت به 304H است که باعث افزایش پایداری ساختار آستنیتی و بهبود چقرمگی دمایی بالا می‌شود. این باعث می شود 316H ماده ترجیحی برای اجزای تحمل کننده{28}}تنش دمایی- در محیط های با خوردگی متوسط ​​باشد.

Q2: استاندارد عملیات حرارتی پس از جوش برای 316H چیست؟ A2: استاندارد عملیات حرارتی پس از جوش-برای فولاد ضد زنگ 316H در 850-900 درجه، با زمان نگهداری حداقل 30 دقیقه در هر 25 میلی‌متر ضخامت، و به دنبال آن خنک‌سازی هوا است. این عملیات حرارتی اجباری است زیرا جوشکاری باعث ایجاد تنش پسماند در قطعه می‌شود که ممکن است منجر به ترک خوردگی تنشی در دمای بالا و محیط‌های خورنده شود. بازپخت در 850-900 درجه می‌تواند به طور موثر تنش باقیمانده را از بین ببرد و خطر ترک خوردن را کاهش دهد. در همین حال، این محدوده دما می‌تواند کاربیدهای کروم{19}مولیبدن بیش از حد رسوب‌شده در حین جوشکاری را حل کند و از تشکیل مناطق تخلیه‌شده آلیاژی جلوگیری کند و مقاومت خوردگی ناحیه جوش را بازیابی کند. در مقایسه با 304H، عملیات حرارتی پس از جوشکاری 316H به کنترل دما دقیق تری نیاز دارد زیرا کاربیدهای مولیبدن پایدارتر هستند و برای حل شدن به دمای کافی نیاز دارند. عملیات حرارتی نامناسب (مانند دمای ناکافی یا زمان نگهداری) عملکرد دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی 316H را کاهش می دهد.

Q3: آیا 316 می تواند جایگزین 316H در سناریوهای تنش دمای بالا شود؟ A3: نه، 316 نمی تواند جایگزین 316H در سناریوهای تنش دمای بالا شود. تفاوت اصلی در استحکام خزشی در دمای بالا است که توسط محتوای کربن تعیین می‌شود{10}}H دارای محتوای کربن بالای کنترل‌شده (0.04{21}}0.10wt%) است که کاربیدهای پایدار کافی را در دماهای بالا تشکیل می‌دهد تا مرزهای دانه‌ها را سنجاق کند و از لغزش دانه‌ها جلوگیری کند و در نتیجه استحکام خزش را بهبود بخشد. در 700 درجه، قدرت گسیختگی 1000 ساعته 316H (بیشتر یا مساوی 80MPa) 33% بیشتر از 316 (بیشتر یا مساوی 60MPa) است. در سناریوهای{22}}تنش دمای بالا- مانند لوله‌های سوپرهیتر دیگ که در دمای 700 درجه کار می‌کنند، 316 تحت تنش طولانی‌مدت دچار تغییر شکل پلاستیکی آشکار می‌شود که منجر به خرابی قطعه می‌شود، در حالی که 316H می‌تواند پایداری ساختاری را حفظ کند. علاوه بر این، محتوای کربن 316H عملکرد دمایی بالا و مقاومت در برابر خوردگی را متعادل می‌کند، در حالی که محتوای کربن پایین 316 منجر به ناکافی بودن کاربید در دماهای بالا می‌شود که منجر به مقاومت خزشی ضعیف می‌شود. استفاده از 316 در سناریوهای تنش در دمای بالا خطرات ایمنی جدی را به همراه خواهد داشت.

Q4: اهمیت کنترل محتوای کربن برای 316H چیست؟ A4: کنترل محتوای کربن 316H (0.04-0.10wt%) برای متعادل کردن عملکرد دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی بسیار مهم است. حد پایین 0.04 درصد وزنی تضمین می کند که کربن کافی برای ترکیب با کروم و مولیبدن در دماهای بالا برای تشکیل کاربیدهای پایدار (مانند Cr23C6 و Mo2C) وجود دارد. این کاربیدها می‌توانند به‌طور قابل‌توجهی استحکام خزشی در دمای بالا را بهبود ببخشند و 316H را قادر می‌سازند تا پایداری ساختاری را در شرایط{12}}درازمدت{13}}درمای{13}} و استرس بالا{17}} حفظ کند. حد بالای 0.10 درصد وزنی برای جلوگیری از کربن بیش از حد است که منجر به بارش بیش از حد کاربید می شود. کاربیدهای بیش از حد، چقرمگی دمای اتاق و مقاومت در برابر خوردگی 316H را کاهش می دهد، به ویژه خطر خوردگی بین دانه ای را افزایش می دهد. در مقایسه با 316 (C کمتر یا برابر با 0.08wt%)، محدوده محتوای کربن 316H دقیق‌تر است و اطمینان می‌دهد که هم مقاومت خزشی در دمای بالا بالاتر از 316 دارد و هم مقاومت به خوردگی بهتری نسبت به فولادهای زنگ نزن معمولی{28} با کربن بالا دارد. این کنترل دقیق محتوای کربن، کلید کاربرد 316H در محیط‌های خوردگی{29}در دمای بالا است.

 

Q5: سناریوهای کاربردی معمولی 316H در صنعت پتروشیمی چیست؟ A5: 316H چندین سناریو کاربردی معمولی در صنعت پتروشیمی دارد. اول، فلنج‌های ظرف واکنش شیمیایی با دمای بالا: این اجزا در 600-800 درجه کار می‌کنند و فشار بالایی را تحمل می‌کنند و به مقاومت خزشی در دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی در برابر محیط واکنش (مانند اسیدهای ضعیف و حلال‌های آلی) نیاز دارند. دوم،{10}خطوط لوله‌های متوسط ​​خورنده با دمای بالا: برای انتقال گاز دودکش، بخار، یا مواد شیمیایی حاوی یون‌های کلرید با دمای بالا استفاده می‌شود، جایی که محتوای مولیبدن 316H در برابر خوردگی مقاومت می‌کند و محتوای کربن بالا استحکام دمایی{15} بالا را تضمین می‌کند. سوم، اجزای کمکی کوره ترک: در کوره‌های کراکینگ اتیلن، 316H برای قطعاتی مانند لوله‌ها و تکیه‌گاه‌های کوره استفاده می‌شود که در دماهای بالا کار می‌کنند و به مقاومت در برابر اکسیداسیون و خزش در دمای بالا نیاز دارند. چهارم، اجزای سیستم سوخت توربین گاز: این اجزا در معرض گاز سوخت با دمای بالا قرار دارند و به استحکام دمایی بالا و مقاومت در برابر خوردگی نیاز دارند. پنجم،{21}}لوله‌های مبدل حرارتی با دمای بالا: در مبدل‌های حرارتی برای رسانه‌های خورنده با دمای بالا استفاده می‌شود، جایی که عملکرد جامع 316H عملکرد پایدار طولانی‌مدت را تضمین می‌کند. در این سناریوها، مزایای 316H از ترکیب استحکام در دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی به طور کامل مورد استفاده قرار می گیرد.