Tấm thép không gỉ 304 so với 316: Thành phần hóa học và khả năng hàn để chế tạo bình chịu áp lực

Cả hai loại đều là thép không gỉ crom-niken austenit và cả hai đều được liệt kê trong tiêu chuẩn ASTM A240 cho tấm bình chịu áp lực. Toàn bộ sự khác biệt nằm ở một nguyên tố: molypden. 316 mang từ 2,00 đến 3,00 phần trăm và 304 không mang theo. Dòng duy nhất đó trên giấy chứng nhận kiểm tra nhà máy sẽ thay đổi hành vi rỗ clorua, thay đổi áp dụng thử nghiệm ăn mòn giữa các hạt, thay đổi giá cả và - nếu bạn đang thiết kế theo ASME Phần VIII - hầu như không thay đổi gì về quy trình hàn. Hướng dẫn này tách biệt chất hóa học quan trọng với chất hóa học tiếp thị.

Sự khác biệt giữa tấm thép không gỉ 304 và 316 là gì?

Một nguyên tố: molypden. 316 và 316L chứa 2,00 đến 3,00 phần trăm molypden còn 304 và 304L không chứa. Phạm vi crom và niken di chuyển nhẹ theo hướng ngược lại - 304 có phạm vi crom cao hơn, phạm vi niken cao hơn - và các biến thể cacbon thấp của cả hai giới hạn cacbon ở mức 0,030 phần trăm. Mọi thứ bạn quan tâm trong quá trình vận hành và trong mối hàn đều tuân theo bốn dòng đó.

Cách nhanh nhất để đọc thông số kỹ thuật là ngừng nghĩ đến304Và316như hai vật liệu khác nhau và bắt đầu coi chúng như một vật liệu có tùy chọn hợp kim. Cả hai đều là austenit, có nghĩa là cả hai đều có cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt ở nhiệt độ phòng, cả hai đều không có từ tính trong điều kiện ủ, cả hai đều không thể cứng lại bằng cách xử lý nhiệt và cả hai đều bền ở nhiệt độ đông lạnh. Thông tin cơ bản về thép không gỉ dòng 300 ở cả hai loại đều giống nhau.

Yêu cầu về hóa học của ASTM A240 / ASME SA-240, phần trăm trọng lượng

Hai chi tiết trong bảng đó khiến người ta phải ngạc nhiên. Đầu tiên, 304 có phạm vi crom cao hơn - 17.5 đến 19,5 phần trăm so với 16,0 đến 18,0 phần trăm đối với 316. Khả năng chống ăn mòn bổ sung của 316 không phải là nhiều crom hơn; đó là molypden. Thứ hai, phạm vi niken đủ rộng để nhiệt lượng nhất định 316 có thể giàu niken gần bằng nhiều loại đặc biệt chứa niken, đó là một phần lý do tại sao chỉ riêng phụ phí molypden không giải thích được khoảng cách về giá.

Chỉ định từ phân tích nhiệt trên chứng chỉ kiểm tra nhà máy, không bao giờ từ các giá trị điển hình được in trong tài liệu quảng cáo về nhà máy.

Cả nhiệt lượng 316 ở mức 2,02% molypden và nhiệt lượng ở mức 2,95% đều là thông số kỹ thuật và chúng không hoạt động giống nhau trong kẽ hở clorua nóng. Nếu tàu đang hoạt động trong đó cơ chế quản lý rỗ rỗ, hãy chỉ định hàm lượng molypden tối thiểu là 2,5% làm yêu cầu bổ sung trong đơn đặt hàng.

Molypden thay đổi hành vi ăn mòn của tấm 316 như thế nào?

Molypden làm chậm quá trình hình thành và phát triển ban đầu của các cuộc tấn công vào các hố và kẽ hở trong môi trường chứa clorua. Nó thực hiện điều này bằng cách làm giàu màng thụ động và dung dịch bên trong hố trồng trọt, làm cho phản ứng hóa học cục bộ ít tích cực hơn và giúp bề mặt có nhiều thời gian hơn để tái thụ động. Nó không tạo ra khả năng miễn nhiễm với 316 và nó không tạo ra khả năng chống lại sự nứt do ăn mòn do ứng suất clorua.

Thép không gỉ tự bảo vệ nó bằng màng oxit crom dày vài nanomet. Trong nước có chứa clorua, màng này bị tấn công ở các điểm yếu - tạp chất, vết xước, dây sunfua - và bắt đầu có vết rỗ. Khi một hố được mở, chất hóa học bên trong nó sẽ có tính axit và tập trung clorua, và hố đào nhanh hơn so với lúc đầu. Molybdenum can thiệp ở hai điểm: các loại molybdate trong màng khiến nó khó bị phân hủy ngay từ đầu, và molypden hòa tan từ kim loại bên trong hố hoạt động sẽ đệm tính axit cục bộ và giúp thành hố tái thụ động trước khi nó trở nên tự duy trì.

Nơi nào molypden trong 316 giúp ích và nơi nào không

Sự hiểu lầm đắt giá nhất trong bảng này là hiện tượng nứt do ăn mòn ứng suất clorua. Molypden không giúp được gì. Một tàu 316 được cách nhiệt ở khu vực ven biển có thể bị nứt từ bên ngoài dễ dàng như tàu 304, vì cơ chế này cần clorua, oxy, ứng suất kéo và nhiệt độ trên khoảng 60 độ C - và molypden không làm thay đổi bốn yếu tố trên. Cách khắc phục là phủ một lớp cách nhiệt có hàm lượng clorua thấp và giữ cho kim loại luôn khô ráo. Nếu bạn cần con tàu tồn tại được trong nhiệm vụ đó bằng kim loại trần, bạn cầnsong công 2205hoặc vật liệu hợp kim cao hơn.

Giá trị PREN của 304 và 316 là gì và chúng thực sự dự đoán điều gì?

Sử dụng PREN=phần trăm Cr + 3.3 x phần trăm Mo + 16 x phần trăm N, 304 điển hình đạt khoảng 18 đến 20 và 316 điển hình ở khoảng 23 đến 26. Đó là sự khác biệt xếp hạng thực sự khoảng 25% và đây là một cách hữu ích để so sánh nhiệt - nhưng PREN đã được phát triển và xác nhận trên thép không gỉ hai mặt và hợp kim cao, và bản thân nó không phải là con số thiết kế cho áp suất tàu.

Hệ số molypden 3,3 là lý do tồn tại khoảng cách: ở mức 2,1% molypden, chỉ riêng thuật ngữ đó đã đóng góp khoảng 6,9 điểm, nhiều hơn mức xóa bỏ sự thiếu hụt crom. Nitơ cũng đóng góp, đó là lý do tại sao 316LN - biến thể hợp kim nitơ - nằm trên 316L thông thường có cùng hàm lượng molypden. Nhìn thấythép không gỉ 316LNcho phiên bản tăng cường nitơ.

PREN hoạt động từ các phân tích nhiệt điển hình

Những gì PREN không cho bạn biết cũng quan trọng không kém. Nó không nói gì về nhiệt độ kẽ hở tới hạn, nhiệt độ này luôn thấp hơn nhiệt độ rỗ tới hạn và là con số chi phối mặt bích được đệm kín hoặc khớp nối. Nó không nói gì về kim loại hàn, trong đó sự phân tách trong quá trình hóa rắn có thể khiến kim loại cuối cùng đóng băng với thành phần khác với khối. Và đó là chỉ số xếp hạng, không phải ngưỡng: PREN bằng 24 không cho bạn biết nồng độ clorua hoặc nhiệt độ mà một bình cụ thể sẽ hoạt động. Để làm được điều đó, bạn cần đo dữ liệu nhiệt độ rỗ tới hạn cho môi trường thực tế hoặc lịch sử dịch vụ.

Tại sao hàm lượng carbon quyết định bạn mua tấm 304L hay 316L?

Vì carbon là nguyên nhân khiến vùng chịu nhiệt của mối hàn mất đi khả năng chống ăn mòn. Trên khoảng 0,03% carbon, lượng carbon này đủ để kết hợp với crom và kết tủa cacbua crom ở các ranh giới hạt khi kim loại đi qua nhiệt độ từ 425 đến 815 C. Cacbua kéo crom ra khỏi kim loại ngay xung quanh nó, kim loại đó giảm xuống dưới mức khoảng 12% crom cần thiết để giữ không gỉ và sự ăn mòn giữa các hạt sẽ xảy ra sau đó.

Một mối hàn tác động lên vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt như cách xử lý nhiệt. Kim loại cách dây nhiệt hạch vài mm được nung nóng đến phạm vi kết tủa cacbua và giữ ở đó đủ lâu để tạo thành vật chất, sau đó được làm lạnh. Trên mối hàn nhiều lớp ở tấm dày, vùng này được gia nhiệt lại nhiều lần. Ở loại có 0,06% cacbon, kết tủa cacbua crom có ​​thể bắt đầu trong vài phút gần 675 C. Ở loại có 0,02% cacbon, cùng một chu trình nhiệt không tạo ra mạng lưới cacbua liên tục, vì đơn giản là không có đủ cacbon trong dung dịch để tạo thành mạng lưới.

Carbon, sự nhạy cảm và hậu quả thực tế

Lớp L không phải là bữa trưa miễn phí. Cường độ năng suất của nó là 170 MPa so với 205 MPa đối với loại thẳng và Phần II Phần D liệt kê ứng suất cho phép của nó ở mức 16,7 ksi so với 20,0 ksi. Bạn phải trả khoảng 17% cường độ thiết kế cho khả năng hàn. Và sự miễn trừ không phải là vĩnh viễn: giữ mức L trong khoảng từ 500 đến 800 C trong nhiều năm và nó sẽ vẫn nhạy cảm, một hiện tượng được gọi là nhạy cảm ở nhiệt độ thấp. Điều đó quan trọng đối với các tàu chạy ấm và đó là một trong những lý do khiến 316H tồn tại - xemthép không gỉ 316Hđối với biến thể có hàm lượng carbon cao.

Tấm 304/304L hoặc 316/316L được chứng nhận kép là gì và nó có giúp ích gì không?

Tấm được chứng nhận kép là loại nhiệt duy nhất đáp ứng mọi yêu cầu của cả loại thẳng và loại L - cacbon ở mức 0,030 phần trăm hoặc thấp hơn, đồng thời độ bền kéo và năng suất ở mức tối thiểu của loại thẳng. Đó là cách tiêu chuẩn mà các nhà máy cung cấp tấm không gỉ ngày nay và nó cho phép một mặt hàng trong kho phục vụ cả thông số kỹ thuật hàn cấp L và thiết kế cấp thẳng được cho phép.

Không có thủ thuật luyện kim nào ở đây. Nhiệt lượng chỉ đơn giản là nhiệt lượng carbon thấp cũng đã tình cờ thử nghiệm trên mức tối thiểu cơ học cấp thẳng, điều mà hầu hết các chất tan chảy hiện đại đều thực hiện khi nitơ được kiểm soát. Nhà máy chứng nhận nó theo cả hai thông số kỹ thuật và chứng chỉ liệt kê cả hai.

Chứng nhận kép có và không mang lại cho bạn những gì

Đối với bình sẽ được hàn và không sử dụng ở nhiệt độ cao, hãy chỉ định 304/304L hoặc 316/316L được chứng nhận kép và thiết kế theo cấp thẳng cho phép khi Thanh tra viên được Ủy quyền của bạn đồng ý. Đó là cách rẻ nhất để có được khả năng hàn cấp L mà không làm giảm 17% ứng suất cho phép. Xác nhận chứng chỉ thể hiện lượng carbon ở mức bằng hoặc thấp hơn 0,030 phần trăm trước khi bạn chấp nhận và đảm bảo rằnghướng dẫn mua tấm inoxcác yêu cầu về đánh dấu và truy xuất nguồn gốc được ghi vào đơn đặt hàng.

Các tính chất cơ học của tấm 304 và 316 trên mỗi ASTM A240 là gì?

304 và 316 giống hệt nhau: độ bền kéo tối thiểu 515 MPa (75 ksi), hiệu suất tối thiểu 205 MPa (30 ksi), hiệu suất tối thiểu 0,2 phần trăm, độ giãn dài tối thiểu 40 phần trăm. 304L và 316L cũng giống hệt nhau và thấp hơn: độ bền kéo 485 MPa (70 ksi) và hiệu suất 170 MPa (25 ksi). Molypden thay đổi hành vi ăn mòn; nó không thay đổi sức mạnh. Sự khác biệt cơ học duy nhất trong toàn bộ so sánh là sự khác biệt do carbon gây ra.

Tính chất cơ học tối thiểu của ASTM A240, điều kiện ủ

Hai hàng cuối cùng là những hàng quan trọng trong cửa hàng hơn là trên bản vẽ. Thép không gỉ Austenitic dẫn nhiệt nhiều bằng khoảng một phần ba so với thép cacbon và giãn nở thêm khoảng 40 đến 50% đối với cùng mức tăng nhiệt độ. Hai sự thật đó kết hợp với nhau là lý do tại sao bình không gỉ bị biến dạng theo cách mà bình bằng thép cacbon có hình dạng giống hệt nhau không làm được và chúng giống nhau đối với 304 và đối với 316 - việc lựa chọn giữa các cấp sẽ không làm thay đổi vấn đề biến dạng của bạn.

Loại nào cho vỏ bình chịu áp lực mỏng hơn và rẻ hơn?

Cả. 304 và 316 đều không có cùng ứng suất cho phép của ASME ở nhiệt độ môi trường xung quanh, do đó độ dày vỏ được tính toán là như nhau. Điều thay đổi độ dày là biến thể carbon: thiết kế thành 304L hoặc 316L ở 16,7 ksi thay vì 304 hoặc 316 ở 20,0 ksi làm cho lớp vỏ dày hơn khoảng 20%. Molypden có tác dụng chống ăn mòn; nó không mua được sức mạnh nào cả.

Làm việc thông qua một shell đại diện. Lấy áp suất bên trong là 150 psi, bán kính bên trong là 30 inch và mối nối đối đầu được hàn đôi Loại 1 với tính năng chụp X quang đầy đủ mang lại hiệu suất của mối nối là 1,0 trên UW-12. Phương trình UG-27 cho khớp dọc là t=PR / (SE - 0.6P).

Đã thực hiện phép tính shell UG-27: P=150 psi, R=30 in, E=1.00

Bản thân ứng suất cho phép được tính theo cùng một cách đối với mỗi dòng trong bảng đó. Phần II Phần D đặt S là phần thấp hơn trong hai phần của các đặc tính tối thiểu được chỉ định ở nhiệt độ: hai phần ba cường độ chảy và một phần 3,5 cường độ kéo. Ở môi trường xung quanh mang lại 2/3 x 30=20.0 ksi so với 75 / 3.5=21.4 ksi đối với các cấp thẳng, do đó 20,0 chi phối; và 2/3 x 25=16.7 ksi so với 70 / 3.5=20.0 ksi đối với cấp L, do đó 16,7 chi phối. Trên khoảng 540 C, đặc tính từ biến và đứt gãy do ứng suất chiếm ưu thế và hai họ này khác nhau, vì vậy hãy đọc Bảng 1A để biết chính xác cấp độ và nhiệt độ thiết kế thay vì nội suy.

Bài học rút ra thực tế là biến thể carbon là một biến số thiết kế còn molypden thì không. Nếu tàu của bạn được thiết kế thành 304L và sau đó bạn đổi sang 316L vì lý do ăn mòn, độ dày vỏ không thay đổi và hóa đơn duy nhất thay đổi là giá tấm. Nếu bạn đổi từ 316 sang 316L, vỏ sẽ tăng thêm khoảng 1/5. Hãy xác nhận hiệu quả chung mà bạn được hưởng theo UW-12 trước khi hoàn thiện bức tường, vì chụp X quang toàn bộ tại E=1.00 có giá trị vật liệu cao hơn so với lựa chọn cấp độ thông thường.

Ở nhiệt độ nào bạn nên ngừng sử dụng 304L hoặc 316L?

Ba giới hạn riêng biệt được áp dụng và giới hạn thấp nhất sẽ chi phối. Sự nhạy cảm ở nhiệt độ thấp bắt đầu quan trọng ở mức trên khoảng 500 C trong thời gian dài sử dụng, ứng suất cho phép giảm mạnh trên khoảng 540 C khi từ biến chiếm ưu thế, và 316L chứa molypden là loại có xu hướng sigma nhiều hơn trong dải 550 đến 900 C. Đối với nhiệt độ kim loại duy trì trên khoảng 540 C, hãy chuyển sang 304H hoặc 316H hoặc đến cấp ổn định.

Giới hạn nhiệt độ và những gì chi phối ở mỗi dải

Pha Sigma đáng được lưu ý vì nó đặc trưng cho phía molypden trong so sánh này. Sigma là một kim loại cứng, giòn hình thành từ ferrite trong khoảng nhiệt độ khoảng 550 đến 900 C và molypden làm tăng tốc nó. Trong kim loại cơ bản 316L thường không có ferit để chuyển đổi, do đó rủi ro nằm ở kim loại mối hàn, nơi mà số lượng ferit từ 3 đến 10 được cố tình đặt ở đó để ngăn ngừa nứt nóng. Nếu bình 316L định chạy trong dải nhiệt độ đó, hãy giữ ferit kim loại hàn ở dưới cùng của phạm vi khuyến nghị và giữ số ferit của nhiệt phụ ở mức thấp.

316 có tốt hơn 304 đối với vết nứt do ăn mòn ứng suất clorua không?

Không. Đây là sai lầm phổ biến nhất và tốn kém nhất trong toàn bộ quyết định 304 so với 316. Molypden cải thiện khả năng chống rỗ và kẽ hở; nó không cải thiện khả năng chống nứt do ăn mòn ứng suất clorua. Cả hai loại đều bị nứt, và bình 316 được cách nhiệt trên vị trí ấm áp, chứa clorua sẽ bị hỏng giống như bình 304.

Vết nứt do ăn mòn ứng suất clorua cần bốn thứ cùng một lúc: clorua, oxy hòa tan, ứng suất kéo và nhiệt độ trên khoảng 50 đến 60 C. Loại bỏ bất kỳ thứ nào và bạn sẽ không bị nứt. Molypden không có tác dụng đối với bất kỳ chất nào trong số bốn chất trên. Những gì nó thay đổi là vết rỗ thường xuất hiện trước vết nứt và trong cửa sổ phòng thí nghiệm hẹp có thể dịch chuyển ngưỡng một chút - nhưng sự thay đổi ngưỡng trong phòng thí nghiệm không phải là cơ sở cấp phép cho bình áp lực.

Điều gì thực sự ngăn chặn sự nứt ăn mòn do ứng suất clorua

Nếu bạn đang viết dòng vật liệu cho một chiếc tàu sẽ được cách nhiệt và đặt ở ngoài trời hoặc trên địa điểm ven biển, đừng viết 316 như một biện pháp giảm thiểu vết nứt ăn mòn do ứng suất clorua bên ngoài. Viết thông số kỹ thuật của lớp phủ, yêu cầu cách nhiệt có hàm lượng clorua thấp và chi tiết chống chịu thời tiết cũng như ngân sách để bảo trì chúng. Việc nâng cấp vật liệu thực hiện nhiệm vụ đó là thay đổi họ hợp kim, không phải thay đổi trong cặp 304 và 316.

Tấm 316 có giá cao hơn tấm 304 bao nhiêu và nó có quan trọng trên tàu không?

Tấm 316 thường có mức phí bảo hiểm cao hơn 25 đến 45 phần trăm so với tấm 304, chủ yếu do phụ phí hợp kim molypden và niken. Đối với một bình chịu áp đã hoàn thiện, mức phạt sẽ nhỏ hơn mức chênh lệch đó vì tấm chỉ là một phần của chi phí được giao và việc hàn, kiểm tra và xử lý nhiệt là giống nhau đối với hai loại.

Nơi nào chênh lệch chi phí xuất hiện và nơi nào không

Hàng cuối cùng không phải là một trò đùa. Khi một bình 304 bị thủng do quá trình hóa ra có chứa clorua, nguyên nhân gốc rễ rất dễ tìm ra và cách khắc phục - nâng cấp vật liệu - rất đơn giản. Khi bình 316 bị nứt dưới lớp cách nhiệt, người chế tạo thường là nghi phạm đầu tiên mặc dù vật liệu không bao giờ có khả năng chống lại cơ chế đó. Trả phí bảo hiểm cho 316 và sau đó sử dụng nó để giải quyết vấn đề mà molypden không giải quyết được là kết quả tồi tệ nhất trong cả hai kết quả.

Đối với các tùy chọn hợp kim ngoài cặp này,904L so với 254 SMO so với 316Lbao gồm nơi các lớp siêu austenit tiếp quản, vàthép không gỉ 904Lđưa ra thành phần và tính chất được sử dụng rộng rãi nhất trong số chúng.

Bạn sử dụng kim loại phụ nào cho tấm 304 so với tấm 316?

Phù hợp với lớp và giữ lượng carbon thấp. Hàn 304 và 304L với ER308L cho GTAW và GMAW hoặc E308L cho SMAW; hàn 316 và 316L với ER316L hoặc E316L. Sử dụng các biến thể mang silicon cho GMAW để cải thiện khả năng làm ướt. Cả hai kim loại cơ bản đều nằm trong P-No. 8 Nhóm 1 và tất cả các chất độn này đều nằm trong F-No. 6, do đó, một cấu trúc xác nhận quy trình bao gồm cả nhóm.

Lựa chọn chất độn cho mối hàn tấm 304 và 316

Chất độn được cố tình không phù hợp hoàn hảo với kim loại cơ bản. ER308L chạy khoảng 19,5 đến 22,0 phần trăm crom so với 17,5 đến 19,5 phần trăm trong tấm và ER316L chạy khoảng 18,0 đến 20,0 phần trăm crom so với 16,0 đến 18,0 phần trăm trong tấm. Việc làm giàu crom đó là nguyên nhân đưa kim loại mối hàn vào con đường hóa rắn ferit-austenit thay vì con đường austenit hoàn toàn, đó là câu hỏi tiếp theo - và đó cũng là lý do tại sao mối hàn được phủ bằng chất độn không phù hợp có thể trông hoàn hảo trên ảnh chụp X quang nhưng vẫn là một vấn đề nứt.

Cấu trúc trình độ chuyên môn là chung cho cả hai lớp. ASME Phần IX gán 304, 304L, 316 và 316L cho P-No. 8 Nhóm 1, gán tất cả các chất độn không gỉ austenit này cho F-No. 6 và bao gồm thành phần kim loại mối hàn theo hệ thống Số A. Hậu quả thực tế: việc xác định quy trình trên 316L thường đủ điều kiện cho các biến số cần thiết cho những người còn lại trong gia đình, đó là lý do tại sao hầu hết các cửa hàng đều đủ điều kiện theo 316L và giảm dần thay vì xác định từng hạng riêng biệt.

Tại sao số ferrite lại quan trọng trong kim loại hàn không gỉ austenit?

Bởi vì một lượng nhỏ ferit delta là thứ duy nhất đứng giữa mối hàn austenit và vết nứt đông đặc. Mục tiêu số ferit từ 3 đến 10. Dưới khoảng 3 FN, kim loại mối hàn rắn lại thành các hạt austenite dạng cột thô với màng chất lỏng giàu tạp chất giữa chúng và có thể nứt khi nguội; trên khoảng 10 FN ferit có thể chuyển sang pha sigma giòn trong điều kiện nhiệt độ ấm.

Ferrite có từ tính còn austenite thì không, đó là lý do tại sao toàn bộ phép đo có thể được thực hiện bằng một dụng cụ từ tính đã được hiệu chuẩn trên mối hàn đã hoàn thiện. Số Ferrite được xác định bởi AWS A4.2 và không chính xác là phần trăm khối lượng - dưới khoảng 8 đến 10, cả hai đều gần nhau, ở trên chúng phân kỳ - đó là một lý do nữa khiến dải mục tiêu được đề xuất nằm ở vị trí đó.

Dải số Ferrite và ý nghĩa của từng dải

Việc dự đoán trước khi bạn hàn được thực hiện bằng sơ đồ cấu tạo WRC-1992, sử dụng đương lượng crom và niken được tính từ thành phần kim loại mối hàn pha loãng: đương lượng Cr bằng phần trăm Cr cộng với phần trăm Mo cộng với 0,7 lần phần trăm Nb và đương lượng Ni bằng phần trăm Ni cộng với 35 lần phần trăm C cộng với 20 lần phần trăm N cộng với 0,25 lần phần trăm Cu. Thuật ngữ nitơ là lý do WRC-1992 thay thế sơ đồ Schaeffler cũ hơn cho các loại nhiệt hiện đại chứa carbon thấp, chứa nitơ.

Số ferrite dự đoán chỉ là một phép tính; số ferit đo được là biên bản nghiệm thu. Đo nó trên phiếu đánh giá chất lượng quy trình bằng thiết bị đã hiệu chuẩn và đo lại trên phiếu thử nghiệm sản xuất nếu nhiệt của chất độn thay đổi. Cũng lưu ý rằng các miễn trừ kiểm tra tác động đông lạnh trong UHA-51 có giới hạn ferit riêng thấp hơn dải từ 3 đến 10. Nếu tàu của bạn cần cả mối hàn chống nứt và nhiệt độ kim loại thiết kế rất thấp, hãy giải quyết xung đột đó trên PQR với Thanh tra viên được ủy quyền của bạn thay vì phát hiện ra nó sau khi mối hàn đã vào.

Bạn có cần gia nhiệt trước hoặc xử lý nhiệt sau hàn cho các mối hàn tàu 304 và 316 không?

Không cho cả hai, theo nghĩa thông thường. Không có cơ chế bẻ khóa hydro để làm nóng trước, vì austenite không biến đổi thành martensite khi làm mát và có độ hòa tan hydro cao. Và Mục ASME VIII-1 Bảng UHA-32 nêu rõ rằng việc xử lý nhiệt sau hàn đối với thép không gỉ austenit P-No. 8 là không bắt buộc cũng như không bị cấm - hoàn toàn không có yếu tố kích hoạt độ dày nào.

Xử lý nhiệt các mối hàn bằng thép không gỉ austenit

Vị trí UHA-32 thực sự khác biệt so với thế giới thép carbon và nó khiến các nhà chế tạo bị loại. Đối với bình bằng thép cacbon P-No. 1, có ngưỡng độ dày cứng - 38 mm (1,5 in) cho Nhóm P-No. 1 1 - mà trên đó PWHT là bắt buộc. Đối với thép không gỉ austenit không có ngưỡng, không có thời gian giữ và không có nhiệt độ tối thiểu. Nếu người dùng vẫn chỉ định xử lý nhiệt thì chu trình phù hợp là ủ dung dịch, sau đó làm nguội nhanh chứ không phải là giảm căng thẳng dưới mức tới hạn. Giảm ứng suất 650 C trên bình được hàn từ tấm không phải chữ L là một cách tuyệt vời để làm nhạy cảm toàn bộ vùng chịu ảnh hưởng nhiệt.

Những cái đầu đã hình thành là một ngoại lệ đáng để biết. Biến dạng tạo hình nguội và bất kỳ chu trình tạo hình nóng nào đều làm thay đổi vật liệu và các đầu austenit được tạo hình nguội thường được ủ dung dịch sau khi tạo hình để loại bỏ biến dạng và khôi phục khả năng chống ăn mòn. Đó là quá trình xử lý nhiệt trong quá trình tạo hình, không phải hàn PWHT và xảy ra trước khi phần đầu được hàn vào vỏ.

Làm thế nào để bạn ngừng hiện tượng nhạy cảm ở vùng bị ảnh hưởng nhiệt của mối hàn bình?

Kiểm soát carbon trước, sau đó là thời gian và nhiệt độ. Đặt hàng loại L hoặc vật liệu được chứng nhận kép để không có đủ cacbon để tạo thành mạng cacbua liên tục, sau đó giữ nhiệt độ giữa các đường ở mức thấp và lượng nhiệt đầu vào ở mức vừa phải để HAZ dành ít thời gian nhất có thể trong khoảng từ 425 đến 815 C. Trong trường hợp tàu sẽ chạy ấm trong nhiều năm, hãy xem xét cấp độ ổn định và nếu hậu quả cao, hãy xác minh bằng thử nghiệm ASTM A262.

Cơ chế này đáng được hiểu một lần để các điều khiển có ý nghĩa. Crôm cacbua kết tủa ở ranh giới hạt vì cacbon khuếch tán đến ranh giới nhanh hơn crom có ​​thể khuếch tán ra khỏi kim loại xung quanh. Cacbua tạo thành rất giàu crom nên dải kim loại hẹp ngay bên cạnh ranh giới bị cạn kiệt. Dưới khoảng 12% crom, dải đó không còn không gỉ nữa và trong chất lỏng ăn mòn, nó sẽ hòa tan tốt hơn, để lại một đường dẫn liên tục giữa các hạt. Lượng mưa nhanh nhất xảy ra ở khoảng 650 đến 750 C, nằm trong phạm vi mối hàn HAZ đi qua.

Kiểm soát độ nhạy cảm, theo thứ tự áp dụng

Cách thực hành A262 nào được gọi tùy thuộc vào cấp độ và đây là một trong số ít nơi mà lựa chọn 304 so với 316 thực sự thay đổi phương pháp kiểm tra. Phương pháp B, phép thử axit sunfuric sắt sunfat, là phương pháp thích hợp cho các loại austenit chứa molypden, vì vậy hãy chỉ định nó cho 316 và 316L. Thực hành C, phép thử axit nitric hoặc Huey, là lựa chọn thông thường cho 304 và 304L. Thực hành A là phương pháp ăn mòn nhanh bằng axit oxalic được sử dụng để sàng lọc và Thực hành E là thử nghiệm axit sunfuric đồng-đồng sunfat được sử dụng khi muốn đánh giá austenit tổng quát.

Tại sao mối hàn bình không gỉ austenit lại biến dạng hơn mối hàn thép cacbon?

Hai đặc tính vật lý, cả hai đều giống nhau đối với 304 và 316. Thép không gỉ Austenitic dẫn nhiệt nhiều hơn khoảng 1/3 so với thép cacbon, do đó nhiệt hàn vẫn ở trong mối nối thay vì lan ra ngoài; và nó giãn nở thêm khoảng 40 đến 50 phần trăm mỗi độ, do đó, cùng một trường nhiệt độ sẽ tạo ra nhiều biến dạng nhiệt hơn. Biến dạng tập trung nhiều hơn ở vùng hẹp hơn có nghĩa là biến dạng nhiều hơn, co rút nhiều hơn và ứng suất dư nhiều hơn.

Các tính chất vật lý thúc đẩy hành vi chế tạo

Các điều khiển tuân theo trực tiếp từ vật lý. Sử dụng lượng nhiệt đầu vào vừa phải thay vì tốc độ lắng đọng cao mà bạn sẽ sử dụng trên thép cacbon. Sử dụng các thanh chống bằng đồng hoặc nhôm để hút nhiệt ra khỏi gốc. Sử dụng trình tự hàn cân bằng - lùi lại hoặc đối xứng - để độ co ngót được phân bổ thay vì tích lũy. Kẹp vào phần lưng vững chắc ở nơi hình dạng cho phép và hãy nhớ rằng sự hạn chế sẽ làm tăng ứng suất dư ngay cả khi nó làm giảm độ méo nhìn thấy được.

Một hậu quả nữa đặc trưng đối với các mạch có thành mỏng. Lớp vỏ dưới khoảng 6 mm bị giới hạn độ cứng chứ không phải giới hạn độ bền, do đó, độ biến dạng và hư hỏng khi xử lý chứ không phải phép tính UG-27, đặt mức tối thiểu thực tế. Đó là lý do tại sao các bình austenit mỏng thường được chế tạo với các vòng tăng cứng hoặc vách danh nghĩa tăng lên thay vì ở mức tối thiểu được tính toán, và tại sao hướng dẫn về độ dày trongCách chọn độ dày tấm inoxđáng đọc trước khi bạn hoàn thiện phần vỏ.

ASME Phần VIII yêu cầu kiểm tra gì đối với mối hàn bình không gỉ austenit?

Chụp X quang theo UW-11 ở mức cần thiết để đạt được hiệu quả chung mà bạn thiết kế, cộng với việc kiểm tra độ thẩm thấu của chất lỏng trên tất cả các mối hàn crom-niken austenit có độ dày danh nghĩa trên 19 mm (3/4 in) theo yêu cầu của UHA-34. Nếu thực hiện bất kỳ xử lý nhiệt nào thì việc kiểm tra sẽ được thực hiện sau đó. Yêu cầu về khả năng thẩm thấu là một quy tắc dành riêng cho austenit và không có loại thép cacbon tương đương.

Yêu cầu kiểm tra áp dụng cho mối hàn tàu 304 và 316

Quy tắc UHA-34 là quy tắc thường bị bỏ qua nhất. Một nhà chế tạo có thói quen sử dụng thép carbon sẽ chụp X quang, có thể sẽ kiểm tra siêu âm và sẽ không quan tâm đến việc kiểm tra độ thẩm thấu trên đường nối vỏ 25 mm. Bộ luật yêu cầu điều đó, và nó quan trọng: kim loại mối hàn austenit cứng lại với các hạt dạng cột thô, và ảnh chụp X quang chụp qua các hạt dạng cột thô rất kém trong việc tìm ra các khuyết tật phẳng, khép kín, thiếu nhiệt hạch mà các hạt này có xu hướng che giấu.

Bẫy thử thủy tĩnh cho bình chịu áp lực bằng thép không gỉ là gì?

Nước. Một chiếc tàu đã vượt qua bài kiểm tra thủy tĩnh có thể bị phá hủy do nước thử nghiệm còn sót lại trong đó, bởi vì nước chứa clorua ứ đọng tạo ra chất không gỉ austenit nhanh hơn hầu hết các chất lỏng xử lý mà tàu từng thấy. Hạn chế clorua, xả nước ngay lập tức, lau khô hoàn toàn và không để bình chứa đầy một phần tồn đọng suốt một ngày cuối tuần.

Kiểm soát thử nghiệm thủy tĩnh cho bình không gỉ austenit

Có một cái bẫy thứ hai yên tĩnh hơn ở cùng khu vực. Các tàu thường được thử thủy lực, xả nước và sau đó để lại các khoảng trống đầu phun và đóng đường dẫn trong nhiều tuần trước khi đưa vào vận hành. Lớp nước còn lại bay hơi và ngưng tụ lại, tập trung lượng clorua có ở đó lên bề mặt ấm nhất và mát nhất. Nếu phải để bình, hãy để mở và phơi khô hoặc bảo quản bằng nitơ khô. Các nhà chế tạo đã xử lýthép không gỉtrong nhiều năm sẽ nhận ra mô hình này: thiệt hại không bao giờ xảy ra ở nơi nước sâu nhất mà là ở đường nước.

Làm cách nào để xác minh rằng bạn thực sự nhận được 316 chứ không phải 304?

Nhận dạng vật liệu dương tính bằng máy phân tích huỳnh quang tia X cầm tay, kiểm tra molypden. Chỉ mất vài giây, nó hoạt động trên tấm và trên mối hàn đã hoàn thiện, và đó là cách thực tế duy nhất để phát hiện sự nhầm lẫn trong xưởng, bởi vì 304 và 316 giống hệt nhau về mặt hình ảnh, từ tính và kích thước.

Các bước xác minh từ đơn hàng đến bảng tên

Molypden là yếu tố phân biệt vì nó là nguyên tố duy nhất trong đặc điểm kỹ thuật mà loại này có còn loại kia thì không. Các phạm vi crom và niken trùng nhau đến mức chúng không thể giải quyết được câu hỏi và không có bài kiểm tra trực quan hoặc từ tính nào có thể làm được. Quá trình kiểm tra PMI kéo dài 5 giây trên mỗi tấm trước khi cuộn và trên mỗi đường nối sau khi hàn sẽ loại bỏ chế độ lỗi mà nhiều năm sau sẽ xuất hiện dưới dạng ăn mòn không rõ nguyên nhân. Việc kiểm tra tương tự cũng cần được thực hiện đối với ống cuộn dây phụ, vì dây là nơi khác mà sự nhầm lẫn có thể ẩn giấu.

Khi nào nên chế tạo bình áp lực từ 304 thay vì 316?

Bất cứ khi nào không có cơ chế ăn mòn cục bộ để molypden giải quyết. Nếu chất lỏng không chứa clorua đáng kể, nhiệt độ duy trì dưới khoảng 60 C khi có mặt bất kỳ clorua nào, dịch vụ đang bị oxy hóa hoặc bình khô, sạch và ở trong nhà thì 304L là vật liệu phù hợp và rẻ hơn còn molypden là tiền không tốn gì cả.

Ma trận lựa chọn cho tấm bình áp lực 304L so với 316L

Trường hợp không có câu trả lời thì lộ trình nâng cấp đã được thiết lập tốt.Song công 2205tăng gần gấp đôi cường độ chảy và xử lý vết nứt do ăn mòn do ứng suất clorua tốt hơn nhiều so với cả hai loại.254 SMOVà904Ltiếp quản nơi khả năng chống rỗ là yêu cầu quản lý và đối với các nhiệm vụ tích cực nhất, việc so sánh trở nênInconel 625 so với 316L. Hàn những vật liệu đó lại là một môn học khác - xemhướng dẫn hàn Hastelloy C276Vàhướng dẫn hàn Inconel 625về cách các thủ tục thay đổi.

Làm thế nào để bạn chỉ định tấm 304 so với tấm 316 cho bình chịu áp lực?

Hãy làm việc theo thứ tự: xác định môi trường, chọn biến thể cacbon, xác nhận danh sách mã và chứng nhận, thiết kế với ứng suất cho phép đối với loại bạn thực sự mua, xác nhận quy trình với số ferit đo được, kiểm soát đường xuyên và tấm chắn, chỉ định kiểm tra và bất kỳ thử nghiệm ăn mòn giữa các hạt nào, sau đó kiểm soát nước thử nghiệm hydro và làm sạch bình sau đó.

Bước 1. Viết ra môi trường quy trình trước khi bạn viết điểm:Ghi lại hàm lượng clorua, nhiệt độ, độ pH, chất lỏng đang bị oxy hóa hay khử, điều gì xảy ra trong quá trình tắt máy và những gì nằm dưới lớp cách nhiệt. 304 và 316 đều là các cấp crom-niken austenit; molypden trong 316 chỉ mua cho bạn bất cứ thứ gì nếu thực sự có cơ chế ăn mòn cục bộ. Nhìn thấyTính chất và ứng dụng của thép không gỉ 304 và 316cho bức tranh tài sản chung.

Bước 2. Chọn biến thể carbon từ nhiệt độ hàn và nhiệt độ sử dụng cùng nhau:Đối với tàu hàn không chịu được thời gian sử dụng ở nhiệt độ trên 425 C, hãy đặt hàng loại L. Nếu nhiệt độ thiết kế nằm trong phạm vi từ biến, hãy chuyển sang 316H hoặc 304H thay vì cố gắng kéo dài cấp L. Nếu bạn muốn một mặt hàng trong kho phục vụ cả hai, hãy mua nguyên liệu được chứng nhận kép và đảm bảo chứng chỉ của nhà máy liệt kê cả hai thông số kỹ thuật.

Bước 3. Xác nhận tấm là vật liệu Code và lấy giấy chứng nhận trước khi cắt:Tấm phải là SA-240 (theo tiêu chuẩn ASME của ASTM A240) và được liệt kê để sử dụng trong Phần VIII-1, với số nhiệt có thể truy nguyên theo dấu trên tấm và tài liệu EN 10204 3.1 hoặc 3.2. Đọc phân tích nhiệt, không phải giá trị điển hình: kiểm tra carbon theo 0,030 phần trăm đối với loại L và molypden so với 2,00 phần trăm đối với loại 316.ASTM A240liệt kê đầy đủ các yêu cầu về hóa học và cơ học.

Bước 4. Thiết kế vỏ với ứng suất cho phép phù hợp với cấp độ chính xác mà bạn đã mua:Sử dụng t=PR / (SE - 0.6P) từ UG-27 cho mối nối dọc và t=PR / (2SE + 0.4P) cho mối nối chu vi, với S đọc từ Phần II Phần D Bảng 1A ở nhiệt độ thiết kế và E từ UW-12 cho loại mối nối và việc kiểm tra của bạn. Đừng thiết kế với 304 cho phép rồi mua tấm 304L.

Bước 5. Xác định quy trình hàn với chất độn phù hợp và số ferit đo được:Đạt tiêu chuẩn theo ASME Phần IX bằng cách sử dụng vật liệu cơ bản P-No. 8 Nhóm 1 với ER308L hoặc ER316L trong F-No. 6. Dự đoán số ferrite bằng sơ đồ WRC-1992 trên nhiệt độ thực tế của chất độn, sau đó xác nhận nó trên phiếu chứng nhận đủ tiêu chuẩn bằng một dụng cụ từ tính đã được hiệu chỉnh và giữ từ 3 đến 10 FN.

Bước 6. Kiểm soát nhiệt lượng đầu vào, nhiệt độ giữa các lớp và che chắn rễ cây:Giữ nhiệt độ ở mức tối đa là 175 C (350 F) cho công việc thông thường và tối đa 150 C (300 F) khi khả năng chống ăn mòn là rất quan trọng. Làm sạch lại gốc bằng argon để hàm lượng oxy ở mức đủ thấp để tránh tạo đường và sử dụng trình tự hàn cân bằng với các thanh đỡ bằng đồng hoặc nhôm để hút nhiệt ra khỏi mối nối.

Bước 7. Viết kết quả kiểm tra và kiểm tra ăn mòn giữa các hạt theo thứ tự:Chỉ định chụp X quang theo UW-11 để biết hiệu quả chung mà bạn thiết kế, chất thẩm thấu chất lỏng trên UHA-34 trên các mối hàn có độ dày danh nghĩa trên 19 mm và thử nghiệm ASTM A262 trên phiếu hàn sản xuất khi tàu sẽ thấy nhiệt độ nhạy cảm hoặc chất lỏng ăn mòn. Sử dụng Thực hành B cho 316L và Thực hành C cho 304L.

Bước 8. Kiểm soát nước thử thủy tĩnh rồi làm khô bình:Giới hạn clorua ở khoảng 50 ppm, xả bình ngay khi thử nghiệm hoàn tất và làm khô tất cả các bề mặt bên trong. Loại bỏ màu nhiệt bằng cách tẩy theo tiêu chuẩn ASTM A380 hoặc bằng phương tiện cơ học với các dụng cụ không gỉ chuyên dụng, thụ động hóa theo tiêu chuẩn ASTM A967 và hoàn thiện bằng nhận dạng vật liệu tích cực trên các mối hàn đã hoàn thiện để xác nhận sự hiện diện của molypden ở những nơi được chỉ định là 316.

Hai thói quen tạo nên sự khác biệt giữa một thông số kỹ thuật tồn tại được khi tiếp xúc với cửa hàng và một thông số kỹ thuật không tồn tại. Đầu tiên, hãy viết các yêu cầu bổ sung trên đơn đặt hàng, không phải trong phần ghi chú bản vẽ - molypden tối thiểu, số ferit tối thiểu, kiểm tra ăn mòn giữa các hạt và loại chứng chỉ đều là các hạng mục trong đơn đặt hàng. Thứ hai, biến việc kiểm tra nhận dạng vật liệu thành một điểm dừng trong kế hoạch kiểm tra và thử nghiệm thay vì một yêu cầu. Đối với toàn bộ lộ trình từ tấm đến ống cuộn và cụm thùng chứa,chế tạo ống cuộnbao gồm trình tự chế tạo vàđúc sẵn so với hàn hiện trườngbao gồm nơi công việc được thực hiện tốt nhất.

Câu hỏi thường gặp

Molypden. 316 và 316L chứa 2,00 đến 3,00 phần trăm molypden còn 304 và 304L không chứa. Phạm vi crom hơi khác nhau theo hướng khác - 304 có hàm lượng crom từ 17,5 đến 19,5 phần trăm so với 16,0 đến 18,0 phần trăm của 316 - và 316 mang phạm vi niken cao hơn ở mức 10,0 đến 14,0 phần trăm. Mọi thứ khác, bao gồm tất cả các tính chất cơ học, đều giống nhau.

Có bao nhiêu molypden trong tấm thép không gỉ 316?

ASTM A240 yêu cầu 2,00 đến 3,00 phần trăm cho cả 316 và 316L. Nhiệt lượng ở mức 2,02 phần trăm và một ở mức 2,95 phần trăm đều tuân thủ nhưng không hoạt động giống hệt nhau trong kẽ hở clorua nóng, vì vậy hãy chỉ định molypden tối thiểu làm yêu cầu bổ sung khi rỗ là cơ chế quản lý.

316 có mạnh hơn 304 không?

Số ASTM A240 liệt kê các đặc tính cơ học tối thiểu giống hệt nhau: độ bền kéo 515 MPa (75 ksi) và năng suất 205 MPa (30 ksi) cho cả hai, độ bền kéo 485 MPa (70 ksi) và năng suất 170 MPa (25 ksi) cho cả hai loại L. Molypden thay đổi hành vi ăn mòn, không phải sức mạnh.

PREN của 304 so với 316 là gì?

Sử dụng PREN=phần trăm Cr + 3.3 x phần trăm Mo + 16 x phần trăm N, 304 điển hình là khoảng 18 đến 20 và 316 điển hình là khoảng 23 đến 26. Khoảng cách gần như hoàn toàn đến từ thuật ngữ molypden. PREN là chỉ số xếp hạng, không phải ngưỡng thiết kế - nó không cung cấp cho bạn nhiệt độ rỗ tới hạn hoặc nhiệt độ kẽ hở tới hạn.

Cái nào tốt hơn cho bình áp lực, 304 hay 316?

Nó phụ thuộc hoàn toàn vào việc có tồn tại cơ chế ăn mòn cục bộ hay không. Nếu không có clorua hoặc dấu vết clorua dưới khoảng 50 ppm ở nhiệt độ môi trường thì 304L là chính xác và rẻ hơn. Nếu có clorua hoặc chất lỏng là axit khử loãng, hãy chọn 316L. Nếu clorua có mặt ở nhiệt độ trên khoảng 60 C thì cũng không đủ vì khi đó rủi ro bị nứt do ăn mòn do ứng suất clorua là chủ yếu.

Tại sao 316L được ưa chuộng hơn 316 đối với bình áp lực hàn?

Carbon. 316 cho phép chứa tới 0,08% carbon, đủ để tạo thành cacbua crom tại các ranh giới hạt trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt trong quá trình hàn, làm cạn kiệt kim loại crom liền kề và tạo ra đường ăn mòn giữa các hạt. 316L giới hạn carbon ở mức 0,030 phần trăm, quá ít để tạo thành mạng lưới cacbua liên tục trong chu trình hàn thông thường.

Bạn có thể hàn 304 đến 316 không?

Đúng. Sử dụng chất độn ER316L hoặc E316L, phù hợp với loại hợp kim cao hơn của hai kim loại cơ bản. Không bao giờ hạ cấp xuống chất độn 308L trên mối nối 304 đến 316, vì khi đó kim loại mối hàn được pha loãng sẽ mang ít molypden hơn so với kim loại gốc. Cả hai loại đều là P-No. 8 Nhóm 1, do đó mối liên kết nằm trong một cấu trúc thẩm định quy trình.

Bạn sử dụng kim loại phụ nào để hàn tấm 316?

ER316L cho GTAW và GMAW, E316L cho SMAW và ER316LSi cho GMAW khi bạn muốn làm ướt tốt hơn và hình dạng hạt từ silicon. Đối với thép 316L sang thép carbon, hãy sử dụng ER309LMo để vùng chuyển tiếp giữ lại molypden. Số ferit mục tiêu từ 3 đến 10 trong kim loại mối hàn lắng đọng.

Số ferrite chính xác cho kim loại hàn 308L và 316L là gì?

Mục tiêu 3 đến 10 FN, với mức tối ưu thông thường là 3 đến 8. Dưới khoảng 3 FN, nguy cơ nứt đông đặc tăng mạnh do mối hàn đông cứng dưới dạng austenit dạng cột thô với các màng tạp chất giữa các hạt. Trên khoảng 10 FN, và đặc biệt là trên 12 FN, delta ferrite có thể chuyển sang pha sigma giòn trong dải 550 đến 900 C, và molypden tăng tốc quá trình chuyển đổi đó.

Bạn có cần xử lý nhiệt sau hàn cho mối hàn 304 hoặc 316 không?

Không. Phần ASME VIII-1 Bảng UHA-32 nêu rõ rằng PWHT đối với thép không gỉ austenit P-No. 8 không bắt buộc cũng như không bị cấm, do đó không có yếu tố kích hoạt độ dày như đối với thép cacbon. Nếu người dùng vẫn chỉ định xử lý nhiệt thì chu trình phù hợp là ủ dung dịch ở nhiệt độ 1040 đến 1095 C, sau đó làm nguội nhanh - không phải là giảm căng thẳng dưới mức tới hạn, sẽ làm nhạy cảm với bất kỳ vật liệu không phải L nào.

Bạn có làm nóng thép không gỉ trước khi hàn không?

Không ngăn ngừa nứt, và không đạt đến nhiệt độ sử dụng trên thép cacbon. Austenite không biến đổi thành martensite khi làm mát và dễ dàng giữ hydro, do đó không có cơ chế crackinh hydro để làm nóng trước. Làm nóng trước chỉ được sử dụng để loại bỏ độ ẩm hoặc làm tan khớp lạnh và làm nóng trước quá mức sẽ làm cho tình trạng biến dạng trở nên tồi tệ hơn.

Nhiệt độ giữa các lớp tối đa đối với thép không gỉ austenit là bao nhiêu?

175 C (350 F) là mức tối đa phổ biến cho chế tạo chung và 150 C (300 F) được sử dụng khi khả năng chống ăn mòn là rất quan trọng. Interpass được điều khiển chính xác ở mức tối đa chứ không phải mức tối thiểu vì việc giữ vùng chịu ảnh hưởng nhiệt trong dải 425 đến 815 C là nguyên nhân gây ra hiện tượng nhạy cảm.

Nhạy cảm là gì và làm thế nào để bạn ngăn chặn nó?

Nhạy cảm là sự kết tủa của cacbua crom ở các ranh giới hạt khi kim loại được giữ trong khoảng từ 425 đến 815 C, làm cạn kiệt crom khỏi kim loại ngay bên cạnh ranh giới và cho phép ăn mòn giữa các hạt. Ngăn chặn điều này bằng cách sử dụng loại L hoặc vật liệu được chứng nhận kép với lượng carbon tối đa là 0,030 phần trăm, hạn chế nhiệt độ giữa các lớp và nhiệt đầu vào, đồng thời sử dụng loại ổn định như 347 cho dịch vụ ấm.

Nhiệt độ nào gây ra sự nhạy cảm trong thép không gỉ?

Trong khoảng từ 425 đến 815 C (800 đến 1500 F), với lượng mưa nhanh nhất gần 650 đến 750 C. Vùng chịu ảnh hưởng nhiệt của mối hàn đi qua dải này trong vài phút, đó là lý do tại sao hàm lượng cacbon - chứ không phải hàm lượng crom - xác định liệu mối hàn có khả năng chống ăn mòn hay không.

Thực hành ASTM A262 nào kiểm tra độ nhạy của 316L?

Phương pháp B, phép thử axit sunfuric sắt sunfat, là phương pháp thích hợp đối với thép không gỉ austenit chứa molypden như 316 và 316L. Thực hành C, phép thử axit nitric hoặc Huey, là lựa chọn thông thường cho 304 và 304L. Thực hành A là thử nghiệm sàng lọc axit oxalic nhanh và Thực hành E là thử nghiệm axit sunfuric đồng-đồng sunfat.

Ứng suất cho phép của SA-240 304 so với 316 là bao nhiêu?

Giống nhau ở nhiệt độ môi trường xung quanh: 20,0 ksi (138 MPa) cho cả 304 và 316, và 16,7 ksi (115 MPa) cho cả 304L và 316L, theo ASME Mục II Phần D Bảng 1A. Điều đó có nghĩa là 316 không cho phép bạn chế tạo một thùng chứa mỏng hơn 304 - molypden có tác dụng chống ăn mòn chứ không phải độ bền.

316 có khả năng chống ăn mòn ứng suất clorua không?

Không. Molypden cải thiện khả năng chống rỗ và kẽ hở nhưng không có tác dụng hữu ích đối với vết nứt ăn mòn do ứng suất clorua, vốn cần clorua, oxy, ứng suất kéo và nhiệt độ trên khoảng 60 C. Molypden không giải quyết được bốn vấn đề trên. Cách khắc phục là loại bỏ một trong bốn điều kiện hoặc thay đổi họ hợp kim thành hợp kim song công, 6Mo hoặc hợp kim niken.

316 có thể được sử dụng cho dịch vụ nước biển không?

Không dành cho việc ngâm liên tục hoặc bất kỳ nhiệm vụ có kẽ hở nào. 316L hố và kẽ hở bị ăn mòn trong nước biển, đặc biệt là ở các khu vực tù đọng hoặc được che chắn. Sử dụng siêu song công như S32750, loại 6Mo như 254 SMO hoặc hợp kim niken tùy thuộc vào vận tốc, nhiệt độ và hình dạng kẽ hở.

Giới hạn clorua nước thử thủy tĩnh đối với bình không gỉ là bao nhiêu?

Thường được quy định ở mức tối đa 50 ppm và 25 ppm hoặc thấp hơn khi bình không thể sấy khô một cách đáng tin cậy. Bất kể giới hạn nào, hãy xả bình ngay sau khi thử và làm khô tất cả các bề mặt bên trong. Nước clorua đọng tạo thành hố không gỉ austenit nhanh hơn hầu hết các chất lỏng xử lý mà nó chứa và hư hỏng thường xuất hiện ở đường nước.

Làm thế nào để bạn phân biệt 304 với 316 trong cửa hàng?

Nhận dạng vật liệu dương tính bằng máy phân tích huỳnh quang tia X cầm tay, kiểm tra molypden. Hai loại này giống hệt nhau về mặt trực quan, từ tính và kích thước, đồng thời phạm vi crom và niken trùng nhau, vì vậy molypden là chất phân biệt đáng tin cậy duy nhất. Kiểm tra nó trên mỗi tấm khi nhận, trên mỗi chi tiết sau khi cắt và trên các mối hàn đã hoàn thành.

Tấm inox 316 có từ tính không?

Không, không ở trạng thái ủ - cả 304 và 316 đều là austenit và không có từ tính. Kim loại hàn ở cả hai loại đều chứa đủ ferit delta để tạo ra phản ứng từ tính yếu, đó chính xác là điều mà dụng cụ đo ferit phát hiện được. Gia công nguội cũng có thể tạo ra từ tính nhẹ ở các khu vực được tạo hình.

Ở nhiệt độ nào bạn nên ngừng sử dụng 304L hoặc 316L?

Ba giới hạn được áp dụng. Độ nhạy ở nhiệt độ thấp quan trọng ở nhiệt độ trên 500 C trong thời gian dài sử dụng, ứng suất cho phép giảm xuống trên khoảng 540 C khi độ rão chi phối, và 316L mang molypden là loại dễ bị sigma hơn trong dải 550 đến 900 C. Đối với nhiệt độ kim loại duy trì trên khoảng 540 C, hãy chuyển sang 304H hoặc 316H hoặc đến cấp ổn định như 347.

Tấm 316/316L được chứng nhận kép là gì?

Một loại nhiệt duy nhất đáp ứng mọi yêu cầu của cả hai thông số kỹ thuật: carbon ở mức tối đa 0,030 phần trăm cùng với độ bền kéo thẳng và năng suất tối thiểu. Nó cho phép một mặt hàng trong kho đáp ứng thông số kỹ thuật hàn cấp L và cho phép thiết kế cấp thẳng, tùy theo đơn đặt hàng, đánh dấu tấm và chứng nhận, tất cả đều đặt tên cấp mà bạn đang thiết kế.

Kim loại hàn 316 có cần giảm căng thẳng không?

Không. Không có yêu cầu nào của Bộ luật về giảm ứng suất cho các mối hàn không gỉ austenit và việc giảm ứng suất dưới tới hạn trong phạm vi 600 đến 700 C là cực kỳ có hại vì nó làm nhạy cảm vật liệu không phải L và có thể phát triển pha sigma trong kim loại mối hàn chứa molypden. Ứng suất dư được quản lý thông qua thiết kế mối nối, trình tự hàn và các phương pháp cơ học khi cần thiết.

Tấm 316 có giá cao hơn tấm 304 bao nhiêu?

Thông thường là 25 đến 45 phần trăm trên giá tấm, chủ yếu do phụ phí hợp kim molypden và niken và thay đổi theo thị trường hợp kim. Đối với tàu thành phẩm, mức phạt sẽ nhẹ hơn vì chi phí hàn, kiểm tra và xử lý nhiệt như nhau đối với cả hai loại và tấm chỉ là một phần của chi phí giao hàng.

316 có tốt hơn 304 đối với dịch vụ axit nitric không?

Không, nó còn tệ hơn. Molypden hòa tan tốt hơn trong các axit oxy hóa mạnh, vì vậy 304L là lựa chọn tiêu chuẩn cho dịch vụ axit nitric và tránh sử dụng 316L. Đây là một trong số ít trường hợp loại đắt tiền hơn lại sai về mặt kỹ thuật.