При аустенитните неръждаеми стомани класове 316H и 316L принадлежат към серия 316-известни със своята повишена устойчивост на корозия. Основната разлика е тяхното съдържание на въглерод, което диктува техните механични свойства, устойчивост на корозия и приложения.
Тази статия предоставя подробно сравнение между 316H и 316L неръждаема стомана, изследвайки техния химичен състав, механични свойства, корозионно поведение и типични приложения.
316H срещу 316L: Разлика в химическия състав
316L (UNS S31603)е ниско{0}}въглеродната версия на стандартната неръждаема стомана 316 с максимално въглеродно съдържание от 0,03%. Китайското му стандартно обозначение е 022Cr17Ni12Mo2. Минимизираното съдържание на въглерод е избор на дизайн на сплавта за подобряване на заваряемостта и устойчивостта на сенсибилизация.
316H (UNS S31609)представлява високо{0}}въглеродния вариант, като въглеродното съдържание варира между 0,04% и 0,10%. Съответства на китайското стандартно обозначение 07Cr17Ni12Mo2. Повишеното съдържание на въглерод е специално проектирано да подобри ефективността при високи-температури.
И двата вида поддържат сходно съдържание на хром (16-18%), никел (10-14%) и молибден (2-3%), което осигурява основните характеристики на устойчивост на корозия на серия 316.
Добавянето на молибден е особено важно за повишаване на устойчивостта на хлътна и пукнатина корозия в среда,-съдържаща хлорид.
316H срещу 316L:Механични свойстваРазлика
316L: Отлична заваряемост и устойчивост на корозия
316L има отлична заваряемост, получена от ултра-ниското съдържание на въглерод. Минимизираният въглерод значително намалява риска от утаяване на хромов карбид по време на заваряване, което може да доведе до сенсибилизация и последваща междукристална корозия.
Това прави 316L особено подходящ за произведено оборудване, което изисква интензивно заваряване, особено в по-дебели секции, където термичните цикли са по-изразени.
Механичните свойства на 316L включват добра якост и пластичност, въпреки че неговата якост при повишени температури е сравнително по-ниска от 316H. Не може да се укрепи чрез термична обработка, но показва добри характеристики на втвърдяване.
Препоръчителната му работна температура обикновено не надвишава 450 градуса, след което може да настъпи значително влошаване.
316H: Превъзходна производителност при високи-температури
По-високото съдържание на въглерод в 316H осигурява подобрена устойчивост при високи -температури, особено по отношение на устойчивост на пълзене. Това е критично свойство за компоненти, работещи под напрежение при повишени температури.
Този клас е специално проектиран за приложения при температури между 500 градуса и 650 градуса е от съществено значение.
Докато 316H споделя добра обща устойчивост на корозия с други 316 варианти, неговата заваряемост е сравнително по-лоша поради повишената чувствителност към образуване на хромен карбид по границите на зърната по време на заваряване.
В някои случаи може да се наложи термична обработка след-заваряване, за да се възстанови оптималната устойчивост на корозия в засегнатите от топлина-зони.
316H срещу 316L:Якост и устойчивост на пълзене
316H обикновено е в среда над 100 градуса. Високото съдържание на въглерод допринася пряко за превъзходната якост на разкъсване при пълзене и якост на опън при висока{3}}температура. Пълзенето, бавната деформация на материал при непрекъснато механично напрежение, се забавя значително от въглеродните атоми в кристалната структура 316H.
Тази превъзходна производителност при пълзене е причината 316H да е задължителният избор за компоненти, подлежащи на кодовете на ASME за котли и съдове под налягане и кодовете за високо-температурни тръбопроводи, тъй като неговите допустими стойности на напрежение при повишени температури са значително по-високи от тези на 316L.
316H срещу 316L:Устойчивост на стайна и{0}}ниска температура
При стайна температура 316H проявява незначително по-високи определени минимални граници на провлачване и якост на опън в сравнение с 316L, пряк резултат от въглерод-индуцираното укрепване на разтвора.
Например, докато 316L може да има определена минимална граница на провлачване от 205 MPa, 316H често определя 240 MPa или по-висока.
Въпреки че 316L все още запазва отлична издръжливост при ниски температури, по-ниската му якост ограничава използването му при високи механични натоварвания, независимо от температурата.
316H срещу 316L:Сравнение на устойчивост на корозия
Устойчивостта на корозия на 316H и 316L се различава значително, главно поради вариациите в съдържанието на въглерод:
Междукристална корозия:
316L проявява превъзходна устойчивост на междукристална корозия, особено след заваръчни операции. Неговото ниско съдържание на въглерод драматично намалява образуването на хромни карбиди (Cr₂₃C₆) по границите на зърната, като по този начин предотвратява създаването на зони с изчерпване на хром-, които са податливи на корозивна атака.
316H, с по-високото си съдържание на въглерод, е по-податлив на това явление, особено в засегнатите от топлина-зони на заваръчните шевове.
Питинг и цепнатина корозия:
И двата вида демонстрират добра устойчивост на точкова и цепнатина корозия, дължаща се на съдържанието на молибден (обикновено 2-3%).
Това ги прави подходящи за среда,-съдържаща хлорид, включително морски приложения. Производителността в това отношение е относително сравнима между двата класа, въпреки че 316L може да демонстрира малко по-добра стабилност при определени приложения с повишена температура.
Високо{0}}температурно окисление:
316H превъзхожда 316L по отношение на устойчивостта на високо-температурно окисление поради по-високото съдържание на въглерод, което допринася за подобрена якост и устойчивост на окисляване при повишени температури.
Докато 316L може да се разгради над 450 градуса, 316H запазва своята цялост и защитен оксиден слой при значително по-високи температури.
316H срещу 316L:Приложения и употреби в индустрията
Различните работни характеристики на 316H и 316L диктуват тяхната пригодност за специфични приложения:
316L Типични приложения:
Оборудване за химическа обработка (резервоари, тръбопроводи, реактори).
Морски компоненти и системи за обработка на морска вода.
Фармацевтично и хранително-вкусово оборудване.
Медицински изделия и хирургически инструменти.
Заварени изделия, при които термичната обработка след{0}}заваряване не е осъществима.
316H Типични приложения:
Високо{0}}температурни топлообменници и компоненти на котли.
Високотемпературни{0}}тръбопроводи за пара и тръби за супернагреватели.
Съдове под налягане, работещи при повишени температури.
Части за пещи и оборудване за-високотемпературна обработка.
Промишлени приложения, изискващи комбинирана якост при висока температура и устойчивост на корозия.
316L срещу 316H: Ръководство за избор
Изборът между 316H и 316L изисква внимателно разглеждане на условията на обслужване:
Изберете 316L, когато:
Приложението включва обширно заваряване, особено при по-дебели секции.
Работните температури остават под 450 градуса.
Изисква се максимална устойчивост на междугранулирана корозия.
Приложението включва богата-на хлорид среда или среда за химическа обработка.
Изберете 316H, когато:
Работните температури варират между 500 градуса и 650 градуса.
Висока{0}}температурна якост и устойчивост на пълзене са критични.
Приложението включва задържане при високо{0}}температурно налягане.
Необходима е устойчивост на окисление при повишена температура.
Важно е да се отбележи, че тези две степени не се променят директно.
Заключение
Неръждаемите стомани 316H и 316L, въпреки че имат сходен състав, имат различни приложения за обслужване.
316L, със своето ултра-ниско съдържание на въглерод, предлага превъзходна заваряемост и устойчивост на междукристална корозия, което го прави идеален за химическа обработка, морски и производствени приложения, където заваряването е интензивно и работните температури са умерени.
Обратно, 316H, със своето по-високо съдържание на въглерод, осигурява подобрена устойчивост при висока -температура, устойчивост на пълзене и устойчивост на окисление, което го прави подходящ за приложения, включващи повишени температури, като топлообменници, котли и оборудване за обработка при висока-температура.
Изборът между тези два класа трябва да се основава на цялостна оценка на специфичните сервизни приложения, включително температура, корозивна среда, производствени изисквания и фактори на механичен стрес.
