316L vs 321 rustfritt stål: Sammenligning for rør og fittings

Både316L og 321er austenittiske rustfrie stål med omtrent samme innhold av krom (16-18 %) og nikkel (10-14 %). Forskjellen kommer ned til ett legeringstillegg hver:

316L inneholder 2,0-3,0 % molybden. Det er molybden som gir 316L sin motstand mot grop- og sprekkkorrosjon i kloridmiljøer. Det er også det som gjør 316L dyrere enn 321 i de fleste markeder.

321 inneholder titan, tilsatt minimum 5 x C% (karboninnhold). Titanet binder karbon som titankarbid, og forhindrer utfelling av kromkarbid ved korngrensene når metallet varmes opp mellom 425 og 900 grader Celsius. Dette kalles stabilisering, og det er grunnen til at 321 kan operere ved temperaturer der 316L, selv i sin lav-karbonform, begynner å slite.

Produktskjemaer

Bar & Rod

Plate og ark

Coil & Strip

Rør og rør

Tilpasning: Flens, Tee, Albue, Reducer etc.

Smiing: Ring, aksel, sirkel, blokk etc.

Korrosjonsbestandighet: hvor 316L tjener sin premie

Hvis servicemiljøet ditt involverer klorider, er 316L det bedre valget. Molybdeninnholdet øker gropmotstandsekvivalenttallet (PREN) til rundt 22-25, sammenlignet med ca. 17-19 for 321. I praksis betyr dette at 316L motstår gropdannelse i sjøvann, brakkvann og kloridholdige prosessstrømmer der 321 vil begynne å vise lokalisert angrep.

Den kritiske groptemperaturen (CPT) forteller historien i tall. I en standard 3,5 % NaCl-løsning i henhold til ASTM G150,316Lviser vanligvis en CPT rundt 25-30 grader Celsius. For 321 er CPT nærmere 15-20 grader. I virkelige Gulf-sjøvann med 35 grader Celsius og høy saltholdighet, er ingen av kvalitetene ideelle for direkte sjøvannskontakt (det er der superduplekskvaliteter som SAF 2507 eller 254 SMO kommer inn), men 316L vil overleve sprutsone og atmosfærisk eksponering langt lenger enn 321.

Spenningskorrosjonssprekker (SCC) er den andre feilmodusen som er verdt å nevne. Begge kvalitetene er følsomme for klorid SCC over 60 grader Celsius i klorid-bærende miljøer. 316L overgår ikke 321 her. Hvis tjenestetemperaturen din er over 60 grader i et kloridmiljø og du ikke kan eliminere kloridene, bør du se på dupleks eller superaustenittiske kvaliteter, ikke velge mellom disse to.

Hvor321holder seg i oksiderende sure miljøer ved høye temperaturer. Svovelsyre i moderate konsentrasjoner, salpetersyretjeneste og visse petrokjemiske prosessstrømmer der temperaturen er den primære utfordringen i stedet for kloridangrep. Titanstabiliseringen forhindrer intergranulær korrosjon i de varme-berørte sonene etter sveising, noe som betyr noe i sur bruk der korngrenseangrep er den primære feilmekanismen.

Høy-temperaturytelse: etuiet for 321

Det er her 321 har en genuin, målbar fordel. ASME Boiler and Pressure Vessel Code (Seksjon VIII, Divisjon 1) tillater 321 for driftstemperaturer opp til 816 grader Celsius. For 316L er kodegrensen i kontinuerlig drift rundt 450 grader Celsius, selv om periodisk service til 425 grader er vanlig.

Årsaken er karbidutfelling. Selv med det lave karboninnholdet på 316L, tillater langvarig eksponering over 425 grader kromkarbider å dannes ved korngrenser, noe som uttømmer de tilstøtende områdene av krom og skaper en bane for intergranulær korrosjon når metallet senere blir utsatt for etsende medier. Titanet i 321 forhindrer dette ved fortrinnsvis å danne titankarbid, og etterlate kromet i løsning.

Ekte applikasjoner der 321 er den rette samtalen:

• Eksosanlegg og manifolder som opererer ved 600-800 grader
• Varmevekslerrør i katalytiske cracker-enheter
• Ovnskomponenter og strålerørsammenstillinger
• Ekspansjonsfuger og belg i høy-temperaturkanaler
• Luftfartseksos og etterbrennerkomponenter

Sveising og fabrikasjon: 316L er mer tilgivende

Begge kvalitetene er sveisbare med standard austenittiske metoder: GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (stav) og SAW. Men fabrikasjonsopplevelsen er annerledes.

316L er den lettere karakteren å jobbe med i en butikk eller i felten. Det lave karboninnholdet betyr at du kan sveise den uten å bekymre deg for sensibilisering i den varme-berørte sonen, og du trenger ikke etter-sveiseløsningsgløding for å gjenopprette korrosjonsmotstanden. Valg av fyllmetall er enkelt: ER316L for de fleste bruksområder, eller ER316LSi hvis du ønsker bedre fukting og en jevnere perleprofil.

321 krever mer oppmerksomhet. Titaniumet som stabiliserer karakteren påvirker også sveisebassenget. Titan har høy affinitet for oksygen, og i det smeltede sveisebassenget kan det danne titanoksidinneslutninger som viser seg som slagg-lignende defekter hvis beskyttelsesgassdekningen ikke er tett. ER347 fyllstoff (niob-stabilisert) brukes ofte i stedet for ER321 av denne grunn. Niob gir samme stabiliseringsfunksjon uten sveisevanskene som titan introduserer.

For rør-til-rørstumsveisinger i henhold til ASME B16.9, sveiser begge kvalitetene fint med riktige prosedyrer. Problemet viser seg mer i komplekse sveisinger med flere gjennomføringer, tette skjøtekonfigurasjoner eller feltsveising der vind og forurensning er faktorer. Hvis fabrikasjonen din involverer mye posisjonssveising eller arbeid på stedet, vil 316L gi sveiserne færre hodepine.

Formbarheten er lik mellom de to karakterene. Begge kan bøyes, utvides og utvides ved bruk av standard austenittiske formingsteknikker. 321 kan være litt vanskeligere å kald-forme på grunn av titankarbonitridpartikler som øker arbeidsherdehastigheten, men forskjellen er liten for de fleste rør- og fittingsapplikasjoner.

For butt-sveisefittings (albuer, T-stykker, reduksjonsstykker i henhold til ASME B16.9 og B16.28), er begge kvalitetene tilgjengelige fra de fleste strømpeforhandlere. Imidlertid er det mer sannsynlig at 316L-beslag er på lager, mens 321-beslag må kanskje bestilles med lengre leveringstid, spesielt i større størrelser eller ikke-standardplaner.

Innkjøpstips som sparer penger og unngår problemer

Sjekk fabrikkens testsertifikat for titaninnhold på 321 bestillinger.Noen fabrikker produserer 321 med titan på et minimum (5 x karbon). Hvis karbonet er i den høye enden av området (0,06-0,08%), bør titanet være minst 0,30-0,40%. Hvis titan er marginalt og karbon er høy, kan stabiliseringen ikke være effektiv. Be om beregningen: Ti / (4 x C) bør være større enn 1,0 for full stabilisering.

Spesifiser leveringsbetingelsen.316L-rør leveres vanligvis i løsningen-glødet tilstand. 321 kan leveres glødet eller stabilisert-glødet. Den stabiliserte-glødede tilstanden (holder ved 900-950 grader i 1-2 timer) maksimerer titankarbiddannelsen og forbedrer intergranulær korrosjonsmotstand. Hvis søknaden din involverer sveising etterfulgt av korrosiv service, spesifiser stabilisert-glødet.

Ikke anta at 316L og 321 er utskiftbare for kode-kompatible programmer.Hvis designet ble utført for 316L (med dens spesifikke tillatte spenninger i henhold til ASME Seksjon II, del D), krever erstatning av 321 en ny-kontroll av de tillatte spenningsverdiene ved designtemperatur. Ved 400 grader har 321 en litt lavere tillatt spenning enn 316L. Ved 600 grader er 321 høyere fordi 316L ikke er kode{11}}ved den temperaturen i det hele tatt.

For butt-sveisefittings, kontroller karaktermerkingen.Fittings skal merkes med karakter, varmenummer og produsentens symbol i henhold til ASME B16.9. WP316L og WP321 beslag ser identiske ut. Hvis lageret ditt har begge deler, er fargekoding eller adskilt lagring avgjørende. Vi har sett prosjekter der 321 armaturer ble installert i et 316L-system og omvendt, oppdaget først når feil karakter sviktet for tidlig.

Bestill ekstra materiell til 321 prosjekter.Fordi 321 er mindre vanlig på lager, kan ombestilling av et lite antall midt-prosjekt bety 6-ukers ventetid. Bestill 5-10 % ekstra, spesielt for ikke-standardstørrelser eller tidsplaner. Balansekostnaden for overskudd 321 er lavere enn planrisikoen for å gå kort.

Konklusjon

Å velge mellom 316L og 321 er sjelden vanskelig når du først har definert servicebetingelsene klart. Problemet er at mange kjøpere nærmer seg beslutningen uten å karakterisere miljøet fullt ut, og misligholder den karakteren de alltid har brukt. Det fungerer til det ikke gjør det.

Hvis du spesifiserer rør for et nytt prosjekt, bruk tid på å dokumentere driftstemperatur, klorideksponering, syrekonsentrasjon og designlevetid. Disse fire parameterne vil fortelle deg hvilken karakter du trenger mer pålitelig enn noen sammenligningstabell. Og hvis du trenger hjelp til å skaffe en av klassene, med full fabrikksertifisering og global frakt, har vi både 316L og 321 i sømløse og sveisede former, sammen med matchende butt-sveisefittings og flenser i henhold til ASME B16.9, B16.11 og B16.5.

Ta kontakt nå